Бюджетное учреждение среднего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

Бюджетное учреждение
среднего профессионального образования
Ханты-Мансийского автономного округа – Югры
«РАДУЖНИНСКИЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
(БУ «Радужнинский политехнический колледж»)
Разработка урока теоретического обучения
Тема урока: Солянокислотная
обработка скважин
Разработала:
мастер производственного обучения
Н.В.Кравченко
г.Радужный 2015
Тема урока: Солянокислотная обработка скважин.
Цели:
Образовательная:
изучить назначение, механизм воздействия и технологию проведения
солянокислотной обработки призабойной зоны пласта;
учиться анализировать процессы повышения производительности скважин и
методы воздействия на призабойную зону пласта;
актуализация опорных знаний по предметам химия, физика, материаловедение,
ранее изученных тем по предмету специального курса.
Развивающая:
развитие профессиональной речи;
развитие аналитического мышления;
формирование познавательной и профессиональной мотивации.
Воспитательная:
воспитание личностных качеств: организованности и дисциплинированности;
формирование профессионального интереса.
Оборудование:
Схемы расположения оборудования при проведении солянокислотной обработки
призабойной зоны пласта; мел и соляная кислота для проведения опыта (на примере
воздействия кислоты на кальций); мультимедийная установка; материал электронной
библиотеки.
Тип урока: комбинированный.
ХОД УРОКА
№
п/п
1.
2.
Структурные
Содержание элементов урока
элементы
Организационный Приветствие .
Проверка посещаемости и
момент
готовности к уроку.
Ознакомление обучающихся с
последовательность действий на
уроке.
1. Устные ответы обучающихся
Проверка
на вопросы преподавателя:
домашнего
1. Что мы называем
задания
призабойной зоной
скважины (ПЗС) и чем
она характеризуется?
2. Как называются
Время
5 мин.
10 мин.
Методическое
обеспечение
скважины для добычи
пластовой жидкости из
нефтеносного пласта и
для поддержания
пластового давления?
3. Назовите основные типы
конструкций забоев
скважин.
4. Какие методы
воздействия на ПЗС
применяются на
нефтепромыслах?
2. Самостоятельная работа со
схемами конструкций забоев
скважин и методов воздействия
на ПЗС.
3.
Изучение нового
материала
3. Лекция с элементами беседы и
с использованием ИКТ.
Вопросы лекции:
3.1. Назначение
солянокислотной обработки
ПЗС.
Вопросы обучающимся:
1. Что может повлиять на
состояние ПЗС
эксплуатационных
скважин и приемистость
нагнетательных скважин?
(закупорка пор пласта в
процессе бурения
глинистыми растворами,
отложением парафина и
смол в процессе
эксплуатации,
механическими
примесями)
2. Как это сказывается на
суммарном дебите
скважин?
(снижается дебит
эксплуатационных
скважин и приемистость
нагнетательных
скважин)
3.2. Объём и концентрация
растворов кислоты .
Демонстрация опыта реакции
соляной кислоты (HCl) на
кальций (Ca)
60 мин.
Слайд 1 – 3
Слайд 4 – 6
Раствор HCl
мел.
Вопросы обучающимся:
1. Назовите основные
характеристики пород
слагающих нефтеносный
пласт (химический состав
пород, пористость,
проницаемость,
трещиноватость)
2. Назовите основные
параметры нефтеносных
пластов (мощность,
пластовое давление,
температура пласта)
3.3. Реагенты и химические
материалы для СКО.
Вопросы обучающимся:
1. Что является
основным подземным
оборудованием
добывающих и
нагнетательных
скважин?
2. Из какого материала
оно изготовлено?
3.4. Техника и технология
проведения СКО.
4.
Закрепление
материала
Ответы на вопросы:
1. Основное назначение и
сущность проведения
солянокислотной
обработки ПЗС?
2. Опишите основной
процесс приготовления
растворов соляной
кислоты и на чём он
основывается?
3. Какие реагенты и с какой
целью добавляют в
соляную кислоту для
приготовления рабочего
раствора?
4. Перечислите основное
оборудование и технику
используемую для СКО.
Слайд 7 – 8
Слайд 9 – 10
Слайд 10 – 11
Схема
расстановки
оборудования
при проведении
СКО
10 мин. Мультимедийная
установка.
5. С какими
разновидностями СКО Вы
познакомились на уроке?
5.
Домашнее задание Подготовить 5 – 8 вопросов по
пройденной теме.
6.
Подведение
итогов урока
Выставление оценок за работу на
уроке.
Отметить работу практически
каждого обучающегося.
2
3
Лекция – беседа
Тема: Солянокислотная обработка призабойной зоны скважин (ПЗС)
3.1. Назначение солянокислотной обработки ПЗС
Слайд 1
Кислотная обработка скважин предназначена для очистки забоев (фильтров) ПЗС,
НКТ от солевых, парафинистосмолестых отложений и продуктов коррозии, а также для
увеличения проницаемости пород в зоне забоя скважины. Наиболее эффективно и часто
применяемый метод обработки ПЗС с этой целью является – кислотные обработки. Чаще
всего кислотные обработки проводятся с использованием соляной (HCl) кислоты.
Слайд 2
Данный вид обработки основан на способности HCl растворять карбонатные породы –
известняки, доломиты, доломитизированные известняки. При этом происходят
следующие реакции:
Слайд 3
2HCL  CaCO 3  CaCL 2  Н 2 О  СО 2
Слайд 4
4HCL  CaМgCO3 2  CaCL2  МgCL 2  2Н 2О  2СО2
MqCl и CaCl
высокорастворимы и выносятся
на поверхность с газом и водой.
Продукты реакции соляной кислоты с карбонатами – хлористый кальций (CaCl2) и
хлористый магний (MqCl2) – из-за их высокой растворимости не выпадают в осадок из
раствора прореагировавшей кислоты. Они удаляются из ПЗС при освоении скважин.
В результате СКО улучшаются сообщаемость каналов, происходит очистка пор и
каверн от илистых образований в нагнетательных скважинах, расширяются каналы.
Глубина проникновения кислотного раствора в пласт и эффективность СКО зависят от
температуры (Т0), давления (Р), концентрации кислотного раствора и химического
состава вмещающих пород, а также от объёма закачиваемого кислотного раствора и
скорости закачки его в пласт.
При Т0 выше 200 С основная масса известняка растворяется в течении 20-30 мин. С
учетом этого, при СКО с высокой забойной температурой для обеспечения ввода
кислотного раствора глубоко в пласт, следует повышать скорость закачки кислоты или
предварительно охлаждать ПЗС, применять различные замедлители реакции кислоты с
породами.
3.2. Объём и концентрация растворов кислоты
Скорость растворения пород в кислоте значительно замедляется с повышением Р.
Лабораторными и промысловыми испытаниями установлено, что в зависимости от
карбонатных пород, их проницаемость и Т0 на 1м толщены пласта в среднем расходуется
от 0.4 до 1.6м3 кислотного раствора.
Раствор HCl для обработки ПЗС готовят с содержанием чистой кислоты в пределах
15%. При большем её содержании нейтрализованный раствор получается очень вязким,
что затрудняет его выход из пор и трещин пласта. Температура замерзания 15% раствора
HCl равна -320С. Для проведения кислотных обработок объём и концентрация раствора
кислоты приготавливается для каждого месторождения и каждой скважины
индивидуально.
Слайд 5
Породы
Объём
раствора HCl , (м³ ∕ м)
При первичных
обработках
При повторных
обработках
Малопроницаемые
тонкопористые
0,4 - 0, 6
0,6 - 1,0
Высокопроницаемые
0,5 - 1,0
1,0 - 1,5
Трещиноватые
0,6 - 0,8
1,0 - 1,5
Растворы HCl применяются на промыслах при обработке скважин, обладающих
высокими коррозионными свойствами. Чем выше концентрация HCl в растворе, тем в ней
в большей мере происходят коррозионные разрушения. Для борьбы с этим явлением в
растворы кислоты добавляют химические реагенты, называемые ингибиторами коррозии
и стабилизаторами.
3.3. Реагенты и химические материалы для проведения СКО
Ингибиторы добавляют в количестве до 0.1% в зависимости от его типа и
концентрации. В качестве ингибиторов применяют:
формалин (0.6%) – снижает коррозионную активность в 7 – 8 раз;
уникол (0.25-0.5%) - снижает коррозионную активность в 30-40 раз.
Однако, уникол не растворяется в воде и выпадает в осадок. По этой причине его
концентрация уменьшается до 0.1%, что снижает коррозионную активность в 15 раз.
Слайд 6

Ингибиторы - вещества, снижающие
коррозионное воздействие кислоты
на оборудование.

Интенсификаторы - поверхностноактивные вещества (ПАВ),
снижающие в 3-5 раз поверхностное
натяжение продуктов реакции и
облегчающие их удаление из пласта
Интенсификаторы – это ПАВ (поверхностно активные вещества), снижают в 4 – 5 раз
поверхностное натяжение продуктов реакции. Абсорбируясь на стенках поровых каналов,
интенсификаторы облегчают отделение от породы воды и улучшают условия смачивания
пород нефтью, что облегчает удаление продуктов реакции из пласта. Добавки ПАВ
повышают эффективность СКО.
Стабилизаторы – вещества, необходимые для удержания в растворённом состоянии
продуктов реакции примесей раствора HCl с железом, песчаниками, цементом, а также
для удаления из раствора HCl.
В качестве стабилизатора используют уксусную и плавиковую кислоту.
Слайд 7

Процесс приготовления растворов для СКО:
Для приготовления рабочего раствора, вначале в расчетное количество воды вводят
ингибитор и стабилизатор, а затем соляную кислоту. Перемешивают до исчезновения
хлопьев. Затем добавляют интенсификатор, снова перемешивают, дают отстояться до
полного осветления.
3.4. Техника и технология проведения СКО
Слайд 8
Схема обвязки скважины при проведении простых кислотных
обработок: 1 - устье скважины; 2 - обратный клапан; 3 - задвижка
высокого давления; 4 - насос 4НК-500; 5 - агрегат Азинмаш 30А; 6 емкость для кислоты на агрегате; 7 - емкость для кислоты на
прицепе; 8 - емкость для продавочной жидкости; 9 - емкость для
кислоты; 10 - линия для обратной циркуляции.
Перед началом проведения СКО в скважину опускают НКТ до забоя, промывают её.
Проводят опрессовку всей системы (от агрегата до забоя) водой или нефтью на 1.5 раза
превышающее давление от ожидаемого давления закачки кислотного раствора. На схеме
показана обвязка устья скважины для проведения СКО.
На схеме показан обратный клапан 2, который предназначен для предотвращения
излива кислотного раствора из скважины при вынужденных остановках насосов 4,
связанных с пропусками в системе, отказов насосных агрегатов и т.п.
После заполнения скважин водой или нефтью, промывкой и опрессовки системы, при
открытом межтрубном пространстве (задвижка 3) и устьевой задвижки1 через устьевую
арматуру, через НКТ начинают закачивать в скважину кислотный раствор насосными
агрегатами 5 из ёмкостей 8 и 9. Закачку раствора ведут до тех пор, пока первые порции
кислотного раствора не дойдут до забоя. После этого закрывают задвижку межтрубного
пространства 3 и в скважину закачивают расчетное количество кислотного раствора с
продавкой его в призабойную зону пласта. Затем насосные агрегаты 4 останавливают и
другим насосным агрегатом 5 задавливают кислотный раствор из НКТ в пласт
продавочной жидкостью из ёмкости 8.
Слайд 9
Объём продавочной жидкости берут из расчета ёмкости НКТ, межтрубного
пространства прифильтрованной зоны скважины плюс 200 – 300 л дополнительной
жидкости для того, чтобы кислотный раствор оттеснить от стенок скважины внутрь
пласта.
Дополнительное оборудование – компрессор, служит для освоения скважины после
кислотной обработки.
Слайд 10
При обработке скважин кислотой с плохой проницаемостью пор и трещин, некоторые
участки остаются неохваченными СКО. Поэтому приходится производить повторные
СКО под большим давлением.
Слайд 11
Самоанализ урока
Тема: Солянокислонная обработка скважин
Данный урок занимает важное место в курсе изучаемого предмета: методы повышения
производительности скважин (МППС) являются одним из основных технологических
процессов в нефтедобычи. Знания проведения солянокислотных обработок (СКО)
являются гарантией безаварийной, продуктивной и качественной работы оператора
добычи нефти и газа. Технология проведения СКО объединяет вопросы по многим темам
предмета «Технология добычи нефти и газа»:
обслуживание добывающих скважин;
автоматизация производства;
охрана труда и окружающей среды;
система сбора, подготовки и транспорта нефти и газа.
А также по многим предметам общеобразовательного цикла:
химия (реакция HCl на CaCl2 и MqCl2 , влияние концентрации кислоты на
скорость реакции);
физика (давление и температура);
математика (расчёт объёмов закачиваемой кислоты, расчёт концентрации
кислоты для определённого типа пород);
черчение (умение читать схемы)
Тип урока – комбинированный. Урок продолжает изучение темы, начатой на предмете
«Основы нефтяного и газового дела», поэтому необходимо сказать многое, но не
подробно, т.к. в дальнейшем при изучении этих вопросов, обучающиеся смогут
самостоятельно мыслить и задавать вопросы, а также находить ответы на них в процессе
комплексного обучения профессии.
На уроке решались образовательные, развивающие и воспитательные задачи. Считаю,
что была обеспечена комплексность и взаимосвязь при решении поставленных целей и
задач. Поставленные цели считаю главными и стержневыми, поэтому, помимо
поставленных и обозначенных целей в плане урока самопроизвольно и попутно решалось
множество и других целей, например: формирование умения самостоятельной работы с
текстом конспекта, формирование умения слушать педагога и одногруппников, умение
организовать своё учебное время, умения работать со схемами, развитие мышления и т.д.
Считаю, что выбранная структура урока была выбрана рационально для реализации
вышеперчисленных целей. В рамках одного урока сложно говорить о достаточном
времени каждого этапа урока, но нужно понимать что, изучение вопросов данного урока
продолжится и на других уроках по данному разделу, с учетом достигнутых успехов и
выявленных недостатков.
Главным учебным акцентом урока является понятие «МППС – СКО – назначение
техника и технология проведения процесса».
На уроке были использованы словесные методы (рассказ, беседа), объяснительноиллюстрированные и наглядные (демонстрация опыта реакции соляной кислоты на
кальций), использовались ИКТ (мультимедийная установка), инструктивно-практическое
задание (заполнение схем).
В течении урока менялись виды деятельности обучающихся: ответы с места, работа
со схемами, прослушивание учебного материала, просмотр видеоматериала, просмотр
опыта воздействия HCl на породы, содержащие в своём составе кальций (мел),
составление конспекта.
Для раскрытия нового материала использовалась индивидуальная форма обучения,
наблюдая за степенью активности обучающихся на уроке, в работу вовлекались наиболее
пассивные обучающиеся. Таким образом определялась и степень понимания нового
материала.
Контроль усвоения знаний, полученных на уроке, был организован в нескольких видах
и на различных этапах урока. В процессе проверки домашнего задания, повторения и в
процессе лекции – в виде вопросов по беседе, на этапе закрепления нового материала –
ответов на вопросы с целью формирования навыков обобщения полученной информации.
Разнообразие форм и методов контроля усвоения ЗУН направлено так же на активизацию
мыслительной деятельности обучающихся и увеличению их работоспособности.
Возможности учебного кабинета: наличие мультимедийной установки, наличие фото- и
видеотеки, схем расположения техники при производстве СКО. Всё это позволяет
повысить качество преподавания учебного материала, а значит и качество усвоения
учебного материала и качество обучения.
Высокая работоспособность обучающихся обеспечивалась за счёт использования
возможностей кабинета, использования различных методов и форм обучения,
разнообразия видов деятельности, и конечно, за счёт взаимопонимания обучающихся и
преподавателя общих целей обучения.
За счёт понимания нужности приобретаемых знаний обучающимися, ведь профессия
выбрана осознано и добровольно, на уроке поддерживалась хорошая психологическая
обстановка.
Представленный урок можно отнести к нестандартной ситуации, т.к. был
продемонстрирован опыт влияния HCl на пористость продуктивного пласта содержащих в
породах кальций.