Влияние кислотных обработок на подземное оборудование скважин

Кислотная обработка скважин – комплекс технологий, применяющаяся при освоении скважин и их эксплуатации. Главной ее целью является очистка забоя для интенсификации притока пластового флюида. Различают несколько модификаций данной технологии, в зависимости от режима воздействия на пласт и геологических условий. В данной статье рассмотрим наиболее частые отказы внутрискважинного оборудования, после использования промывок соляной кислотой.

Разрушения переходников замка ЗТУ 90-62 З-80

Рисунок 1. Разрушение резъбовых соединений переходников

Переходники находились в скважинах при проведении обработки 12% соляной кислотой.

Переходники и муфты замков из скважины были изготовлены из стали марки 40ХМФА, с пределом прочности на уровне 1050 -1150 МПа (30-35 HRC), что соответствуют требованиям ТУ.

Разрушение переходников носит хрупкий характер без следов пластической деформации и проходит по рабочему сечению с максимальными напряжениями, все очаги разрушения находятся на внутренней поверхности стенки ниппельной части переходников, контактирующей с коррозионно-активной средой.

Рисунок 2. График зависимости давления от кислотности среды

При  проведении соляно-кислотных обработок pH среды в скважинах резко понижается до весьма низких значений. В результате, условия эксплуатации по классификации стандарта NACE MR0175/ ISO 15156 «НЕФТЯНАЯ И ГАЗОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ – МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЕ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА» соответствуют самой жесткой  третей области. В соответствии с рекомендациями этого стандарта для использования в сероводородсодержащей среде пригодны стали после термической обработки, включающей закалку с последующим отпуском, нормализацию или нормализацию с последующим отпуском и имеющие твердость не выше 23 HRC. Закаленная сталь с твердостью 35-37 HRC. непригодна для эксплуатации в средах, содержащих даже следы сероводорода.

Из проведенных исследований следует: Разрушение ниппельной части переходников замков произошло в результате коррозионного растрескивания под напряжением, вследствие  воздействия на внутреннюю поверхность коррозионно-активной среды содержащей сероводород и  приложенных механических нагрузок.

Выводы и рекомендации:

1. Материалы для сред, способных вызывать коррозионное растрескивание, должны выбираться в соответствии с международным стандартом NACE MR0175/ ISO 15156;

2. Необходимо провести работу, направленную на понижение коррозионной агрессивности HCl-содержащих растворов, применяемых для обработки ПЗП и  нейтрализацию сероводорода;

3. регламентировать способ ингибирования;

4. оценить способность кислотных растворов вызывать коррозионное растрескивание с учетом влияния сероводорода и применяемого ингибитора;

5. ужесточить входной контроль кислоты, применяемой для приготовления растворов;

6. после СКО в процессе освоения отбирать из пласта не менее 30м³ жидкости;

7. применять  нейтрализаторы  сероводорода.