اسیدکاری و انگیزش طبقات (ACIDIZING & STIMULATION )

هدف از تزریق اسید به یک چاه ، ایجاد ارتباط بهتر بین سازند و حفره داخلی چاه است و نتیجه آن افزایش بهره وری چاه می باشد و با یک افت فشار(Draw Down) ثابت، میزان تولید افزایش یافته و یا با یک میزان تولید ثابت، افت فشار (یا به تعبیری گویاتر انرژی هدر رو سازند)کاهش می یابد. افزایش ارتباط بین داخل چاه و سازند توسط اسید ممکن است به یکی از حالات زیر انجام گیرد :

۱- مجراهای ریز پوسته که هیدروکربور از آنها عبور می کند تا به داخل چاه برسد ممکن است توسط مواد مسدود کننده ای مانند مواد رسوبی گل حفاری مسدود گردند. در این حالت اسید با حل کردن آنها این منفذها را باز نموده عبور هیدروکربور را آسان می نماید.

۲- اسید مجراهای تنگ سازند را باز نموده عبور سیالات را آسان تر می نماید.

۳- اسید ممکن است تحت فشار زیاد پمپ ،سازند را شکسته مجراهای جدید ایجاد نماید.

افت فشار   ( DRAW  DOWN ) :

می دانیم که فشار استاتیک چاه (فشار سازندی در حالت سکون Ps ) معمولاً بیشتر از فشار جریان یافته چاه(Pf ) می باشد.

اگر فشار سازندی در حالت سکون Ps باشد، هنگامی چاه را باز می کنیم تا جریان یابد، فشار داخل چاه به Pf کاهش می یابد، مقدارتفاضل Ps-∆P = Pf را افت فشار(DRAW DOWN ) می نامند.

هر چه ارتباط بین سازند و داخل چاه بهتر باشد افت فشار چاه کمتر است. افت فشار یک چاه به راحتی قابل اندازه گیری می باشد و با حل ریاضی به سه قسمت تجزیه می گردد :

الف)  : افت فشار قالب سازند (MATRIX DRAW DOWN) مربوط است به فشاری که سیال از دست می دهد تا از سازند به چند فوتی حفره چاه برسد.

ب)   : افت فشار فیشر(FISSURE DRAW DOWN) مربوط می شود به فشاری که نفت از دست می دهد تا از چند فوتی به چند اینچی دیواره چاه برسد.

ج)  : افت فشار پوسته( SKIN DRAW DOWN) مربوط می شود به فشاری که نفت در ضخامت چند اینچی دیواره داخلی چاه از دست می دهد تا به داخل چاه برسد.

 اسید زنی پوسته چاه (MATRIX  ACIDIZING) :

متداول ترین و آسانترین حالت اسید زنی همین حالت است و منظور از تزریق اسید برطرف نمودن مواد رسوبی است که گل حفاری در پوسته نزدیک حفره چاه باقی می گذارد. این مواد رسوبی که ممکن است تا ۱۵ سانتی متر درون دیواره داخلی چاه نفوذ نماید، نفوذپذیری طبیعی همین ناحیه را تا مقدار زیادی کاهش می دهد و در چنین شرایطی تزریق اسید می تواند بهره وری چاه را تا چندین برابر افزایش دهد. اگر افت فشار پوسته تعیین شده باشد می توان اثر تزریق اسید را از قبل پیش بینی نموده و به نتیجه تزریق اسید مطمئن بود.

تزریق اسید برای گشاد کردن مجراهای ریز سازند :

در این حالت مقدار افزایش بهره وری چاه به مقدار اسید مصرف شده بستگی دارد و مقدار اسید مصرف شده نیز به صرفه اقتصادی و امکان تزریق آن مربوط میشود.

اگر در یک فوت از سازندی که تخلخل آن ۱۰ درصد باشد ( به فرض همگن بودن سازند و یکسان بودن قابلیت نفوذ) ۵۰۰ گالن اسید تزریق شود،اسید تا فاصله ای کمتر از ۱۰ فوت از سازند خواهد رسید و اگر افزایش نفوذپذیری در نزدیک دیواره چاه ۱۰ برابر باشد ولی نتیجه نهایی افزایش نفوذپذیری در کل کمتر از ۲ برابر خواهد بود . اما اگر در نظر بگیریم که اسید در مجراهای قطورتر بیشتر جلو می رود افزایش بهره وری چاه بیشتر از ۱/۵ برابر نخواهد بود. لذا این حالت اسید زنی برای چاههایی می تواند مفید باشد که تجزیه افت فشار چاه نشان دهد که میزان افت فشار در فاصله چند اینچی تا چند فوتی چاه (FISSURE DRAW DOWN) زیاد باشد و چاه دارای مقدارتولید اقتصادی بوده و در سازندهای آهکی تکمیل گردیده باشند.

ایجاد منفذهای جدید بوسیله تزریق اسید با فشار زیاد (Hydraulic Fracturing) :

این نمونه اسید- زنی معمولاً در سازندهایی انجام می شود که مجراهای عبور سیالات آن بداخل چاه کم بوده و در نتیجه میزان تولید آن کم است. (UNFRACTURED)

افزایش بهره وری چاه در اثر تزریق اسید در این حالت بستگی به افزایش طول و قطر حفره هایی دارد که در نتیجه تزریق اسید بوجود آمده باشد. ولی به هر صورت افزایش بهره وری بیش از دو برابر نخواهد بود مگر در حالات استثنایی که چاه در نتیجه این اسید زنی به یک مجرای طبیعی خوب از سازند راه پیدا کند تا یک چاه با تولید اندک تبدیل به چاه خوبی با تولید زیاد گردد.

انتخاب اسید

 بعد از مطالعه وضعیت چاه و انتخاب یکی از حالتهای اسید زنی بایستی نوع اسید و غلظت آن را انتخاب کرد. از میان کلیه اسیدهای آلی و معدنی موجود، فقط اسید کلریدریک (HCL) و اسید  فلوریدریک (HF) بخاطر تأثیر زیاد آنها برسازند و هزینه کم آنها کاربرد فروان دارند.

معادله زیر مبان دو نوع اسید(با درصدهای مختلف) برقرار است :

حجم اسید غلیظ  *  درصد اسید غلیظ  *  وزن مخصوص اسید غلیظ  =  حجم اسید رقیق  *  درصداسید رقیق  *  وزن مخصوص اسید رقیق

مثال )   مقدار ۳۲۰۰ گالن اسید ۲۸% را میخواهیم به اسید ۱۵% تقلیل دهیم. حجم اسید رقیق و آب لازم را  محاسبه کنید ؟

۳۲۰۰* ۲۸ * ۱۴۱/۱ =  X  * ۱۵ * ۰۷۵/۱

 تفاضل مقادیر حجم اسید رقیق وحجم اسید غلیظ برابر آب لازم است. (یعنی :۳۲۰۰-۰۷/۶۳۴۰ = ۰۷/۳۱۶۰ )

اسید استیک، اسید فرمیک (CH3COOH , HCOOH)  : 

 این اسیدها می توانند بجای اسید کلریدریک بکار روند ولی تأثیر این اسیدها برسازند از اسید کلریدریک کمتر می باشد. میزان سنگ آهکی که توسط یک حجم اسید کلریدریک ۸ % حل میشود همان مقدار سنگ آهک با همان حجم اسید فرمیک ۱۰ % و یا با همان حجم اسید استیک ۱۴% حل می گردد. به همین ترتیب میزان خورندگی آنها هم، از پمپ و لوله هایی که اسید با آنها تماس پیدا می کند کمتر است . بنابراین اگر پمپ هایی که اجزاء آنها از کرم ساخته شده باشند برای تزریق اسید بکار روند بهتر است ، اسید انتخابی اسید -استیک باشد.

اسید سولفامیک :

اسیدی است که جهت تزریق به سازند مناسب نیست ولی می تواند برای تمیز و پاک کردن وسایل درون چاهی که از کرم ساخته شده باشند مورد استفاده قرار گیرد.

اسید کلریدریک(HCL) :

اسیدی است که بر اغلب فلزات و ترکیبات فلزدار اثر می کند لذا همیشه به همراه مواد ضدخورندگی(ضد زنگ)بکار می رود. استفاده از آن بایستی با دقت کافی صورت گیرد، زیرا بخار آن بر پوست اثر می گذارد و مایع آن ایجاد سوختگی شدید می نماید. این اسید برای اسید زنی در سازندهایی به کار می رود که از سنگ آهک (Caco3) و دولومایت (CaMg (co3)2) تشکیل شده باشند زیرا اثر عالی بر آهک داشته و نمکهای حاصل از فعل و انفعالات شیمیایی آن بصورت محلول بوده و براحتی از سازند بیرون می آید.

الف – سنگ آهک (limestone) :

۲HCL+Caco3  Cacl2+H2O+Co2

ب – دولومایت :

۴HCL+CaMg(Co3)2  Cacl2+Mgcl2+H2O+Co2

غلظت اسید (Acid Concentration) :      

غلظت اسید کلریدریک می تواند بین ۱% تا ۳۶% (۵% – ۳۷%)باشد ولی اسیدهایی که برای اسید زنی چاهها بکار می روند معمولاً غلظتی بین ۱۵ تا ۲۸ % را دارا می باشند. غلظت اسید متناسب با شرایط هر چاه انتخاب می گردد و عواملی مانند : زمان تأثیر مورد نیاز اسید بر چاه، میزان خورده شدن تجهیزات چاه که در معرض برخورد با اسید قرار می گیرند و غیره در انتخاب اسید باید منظور گردند.