Жидкий хлористый кальций для глушения скважин: сезонная поставка наливом в Ижевск, Удмуртская Республика

Фото в шапке страницы — иллюстрация.

Кальций хлористый технический жидкий по ГОСТ 450-77 · раствор 30–32% с октября по апрель · танк-контейнеры из нержавеющей стали · слив насосом заказчика

Пример оптовой поставки жидкого хлористого кальция для сервисной компании, которая ремонтирует нефтяные скважины на месторождениях Удмуртской Республики. Заказчику была нужна основа для жидкостей глушения на весь холодный сезон. Главный вопрос здесь — не перевозка как таковая, а выбор концентрации: раствор должен давать нужную плотность и при этом не кристаллизоваться в ёмкостях, рукавах и насосах на морозе. Ниже рассказываем, как подобрали концентрацию под температуру и план работ, как распределили ответственность за рецептуру и как организовали слив и отбор проб.

Заказчик и его задача

Заказчик выполняет текущий и капитальный ремонт скважин. На его производственной базе под Ижевском работает растворный узел. Там из концентрированного раствора хлористого кальция и технической воды готовят жидкость глушения нужной плотности и автоцистернами развозят её на кусты скважин.

Перед ремонтом скважину глушат: заполняют жидкостью, столб которой создаёт давление выше пластового и не даёт нефти и газу выйти на поверхность. Тип, плотность и объём жидкости для каждой скважины определяет план работ. Поэтому заказчику нужен не раствор одной плотности, а концентрированная основа, из которой технолог получает разные плотности — от лёгких составов до самых тяжёлых, какие позволяет хлористый кальций.

Отсюда и требования к поставке:

• концентрация основы должна покрывать верхнюю границу плотности по плану работ;
• раствор не должен кристаллизоваться при зимних температурах на открытой площадке;
• поставки — по заявкам, без перерывов, с октября по апрель;
• приём — в стационарные ёмкости растворного узла.

Как появился заказ

Технолог заказчика оставил заявку на сайте: «кальций хлористый жидкий 35%, ГОСТ 450-77, наливом, октябрь — апрель, база в Удмуртии». В течение часа с ним связался наш менеджер. Прежде чем выставлять счёт на 35%, разобрали, где будет храниться раствор, как устроены ёмкости, какой насос стоит на узле и какую максимальную плотность закладывают планы работ.

Выяснилось, что ёмкости стоят на улице и никак не защищены от холода: нет ни обогревающей рубашки, ни парового подогрева, ни теплоизоляции. Раствор в них остывает до температуры воздуха. Для такой площадки зимой 35% не подходил — почему, объясняем ниже. После этого разговора договорились о пробной машине, а по её итогам подписали договор поставки на сезон. В спецификации к нему закрепили концентрацию по месяцам, показатели продукта, формат поставки, способ слива и порядок отбора проб. Каждый рейс заказчик вызывает заявкой, ориентировочный ритм — одна-две машины в неделю.

Почему зимой не 35%

У раствора хлористого кальция есть особенность, которую легко упустить: чем он концентрированнее, тем выше температура, при которой из него начинают выпадать кристаллы. Минимальную температуру кристаллизации — около −50 °C — раствор имеет при концентрации около 30%. Выше этой точки каждый процент концентрации резко поднимает температуру кристаллизации.

Раствор 35% на неотапливаемой площадке в Удмуртии зимой начнёт кристаллизоваться при первом устойчивом похолодании. Кристаллы оседают на дне ёмкости, забивают рукава, всасывающую линию и насос. Продукт при этом не портится: при нагреве и перемешивании кристаллы снова растворяются. Но на время прогрева растворный узел стоит, а скважины ждут жидкость глушения.

ГОСТ 450-77 учитывает это: в продукте, выпускаемом с октября по апрель, массовая доля хлористого кальция допускается не менее 30%. Поэтому зимний раствор 30–32% — не уступка по качеству, а продукт, рассчитанный на работу в мороз.

Концентрация по месяцам и тяжёлые скважины

В спецификации закрепили такой график:

У такого графика есть цена. Основа 30% даёт плотность около 1,28 г/см³, и без утяжеления это верхняя граница. Для скважин, где план работ требует более тяжёлую жидкость, заказчик повышает плотность кальцинированным хлористым кальцием 96,5% по ГОСТ 450-77: растворяет его в основе прямо на узле. Сухой продукт мы поставляли в биг-бэгах отдельными машинами по тому же договору. При растворении он заметно разогревает раствор, поэтому порядок подачи и перемешивания определяет технолог заказчика.

Плотность: при какой температуре мерить

Плотность раствора зависит от температуры: на холоде она выше, в тепле ниже. В паспорте и в справочных таблицах плотность приводится при 20 °C. Если измерить ареометром раствор, только что слитый из танк-контейнера в мороз, прибор покажет больше и создаст ложное ощущение запаса.

Для жидкости глушения это не мелочь. Допустимое отклонение её плотности от проектной — порядка 10–20 кг/м³ в зависимости от глубины скважины и самой плотности, то есть сотые доли г/см³. Поэтому на приёмке договорились:

• плотность измеряют ареометром вместе с температурой пробы;
• результат приводят к 20 °C по таблице поправок;
• массовую долю хлористого кальция подтверждает паспорт качества, а ареометр служит оперативной проверкой на месте.

Кто за что отвечает

Жидкость глушения — технологический состав заказчика, и мы не подменяем его технолога своими рекомендациями. Границу ответственности записали в спецификации.

Совместимость с пластовой водой вынесена отдельной строкой не случайно. Ионы кальция в смеси с водами, богатыми сульфатами или гидрокарбонатами, дают нерастворимые осадки — гипс и кальцит. Попав в пласт, такой осадок закупоривает поры и снижает приток после ремонта. Это решается подбором рецептуры и ингибиторов под конкретное месторождение, а не выбором поставщика основы.

Требования к продукту

Поставлялся кальций хлористый технический жидкий по ГОСТ 450-77. Кроме концентрации, в спецификацию включили показатели, которые для жидкости глушения важны не меньше:

Нерастворимый остаток — это твёрдые частицы, которые вместе с жидкостью глушения могут уйти в пласт. Стандарт ограничивает их долю, но не исключает совсем, поэтому фильтрация на растворном узле остаётся за заказчиком. Мы со своей стороны не допускаем дополнительного загрязнения: возим раствор в чистой ёмкости и подаём его чистыми рукавами.

Танк-контейнеры для рейсов и буферная ёмкость на площадке

Раствор возили в танк-контейнерах из нержавеющей стали с нижним выпуском. ГОСТ 450-77 предусматривает для жидкого хлористого кальция чистые промытые или пропаренные цистерны с нижним сливом. Перед наливом контейнер осматривают изнутри: ни остатков другого продукта, ни посторонних частиц быть не должно.

Рейсовый контейнер сливают сразу по прибытии, и он уходит в следующий рейс. Но в этом проекте одних рейсов было мало. На время сезонной программы ремонтов объём работ у заказчика вырос, а ёмкостей на растворном узле не хватало, чтобы держать запас на случай метелей, закрытых дорог и нескольких тяжёлых глушений подряд. Ставить новые стационарные ёмкости ради одного сезона было нецелесообразно.

По согласованию сторон заключили отдельный договор: на период выполнения проекта мы предоставили заказчику свой танк-контейнер и установили его на контейнерной площадке рядом с растворным узлом. Он работал как буферная ёмкость: когда ёмкости узла заполнены, рейсовый контейнер сливают в буферный, а заказчик забирает из него раствор тем же насосом по мере расхода. Срок размещения, точку установки, ответственность за сохранность контейнера и порядок его возврата после проекта записали в этом договоре.

Раствор 30–32% не кристаллизуется при зимних температурах, поэтому буферному контейнеру не нужен обогрев — он стоит на открытой площадке наравне с ёмкостями заказчика. Рейсы мы планируем так, чтобы к приезду машины в ёмкостях узла или в буферном контейнере было свободное место под полный объём рейса.

Подобную услугу мы предоставляем и другим заказчикам: если на время проекта собственных ёмкостей не хватает, можем установить на вашей площадке буферный танк-контейнер по отдельному договору.

Перевозка

Раствор хлористого кальция не относится к опасным грузам по ДОПОГ. Для перевозки не нужны свидетельство ДОПОГ у водителя, допуск транспортного средства и таблички оранжевого цвета. Это упрощает рейс, но не отменяет аккуратности. По ГОСТ 450-77 хлористый кальций относится к умеренно опасным веществам 3-го класса опасности, а раствор раздражает глаза. Поэтому при подключении и отсоединении рукава водитель работает в защитных очках и перчатках.

Ограничение рейса — масса, а не объём ёмкости. Кубометр раствора 30–32% весит около 1,3 т, поэтому контейнер загружают по допустимой нагрузке, а не до полного объёма. В одном рейсе — около 20 т раствора. Дорога от нашей площадки до Ижевска занимает около суток. Подогрев в пути зимой не нужен: при выбранной концентрации раствор не кристаллизуется даже в сильные морозы.

Слив насосом заказчика

На растворном узле стоит стационарный насос, которым заказчик перекачивает раствор между ёмкостями. Им же сливали и танк-контейнеры, поэтому свой насос мы не привозили.

Порядок слива:

1. Оператор заказчика проверяет уровень в приёмной ёмкости или в буферном контейнере и подтверждает, что свободный объём не меньше объёма рейса.
2. Водитель подключает рукав DN50 к нижнему выпуску контейнера быстроразъёмным соединением Camlock.
3. Оператор заказчика подключает другой конец рукава к всасывающему патрубку насоса. Ответный размер соединения согласовали по фото до первого рейса.
4. Водитель открывает затворы нижнего выпуска, оператор открывает задвижки и запускает насос.
5. Во время слива из струи отбирают пробу (порядок описан ниже).
6. После опорожнения оператор останавливает насос, водитель закрывает затворы и сливает остаток из рукава в приёмную ёмкость.
7. Рукав отсоединяют, закрывают заглушками и убирают в пенал.

Граница ответственности — соединение нашего рукава с всасывающим патрубком насоса. Всё, что до него, — за водителем, всё, что после, — за персоналом заказчика.

Отбор проб из струи

Из закрытого танк-контейнера пробу через люк на площадке не отбирают. ГОСТ 450-77 допускает другой способ — отбор из струи при сливе: не менее 200 см³ на каждые 20 т продукта. Мы договорились брать точечные пробы в начале, середине и конце слива. Их сливают в одну чистую бутылку, перемешивают и оставляют среднюю пробу объёмом 500 см³.

Среднюю пробу делят на две части. Одна остаётся у заказчика для ареометра и входного контроля. Вторую опечатывают, подписывают обе стороны, и она хранится как арбитражная. На этикетке указывают наименование продукта, номер партии и дату отбора. Если результаты заказчика разойдутся с паспортом, арбитражную пробу передают в аккредитованную лабораторию, и её результат принимают обе стороны.

Документы на каждую партию

• Паспорт качества: номер партии, дата изготовления, массовая доля хлористого кальция, массовая доля прочих хлоридов, нерастворимый остаток, внешний вид.
• Паспорт безопасности (SDS) — по запросу, один раз на сезон.
• Транспортная накладная и УПД.

Гарантийный срок хранения жидкого хлористого кальция по ГОСТ 450-77 — восемь месяцев со дня изготовления. При поставках по графику раствор расходуется за несколько дней, поэтому вопрос о сроке хранения в этом контракте не возникал.