Материал: Анализ методов предотвращения и борьбы с отложениями солей при добыче нефти

защиты, что приводит к дополнительным затратам.

Развитие микроорганизмов в ПЗП может способствовать разрушению пласта, как за счет растворения цементированного материала, так и за счет нарушения его структуры, ослабления сцепления отдельных частиц и конгломератов. В результате увеличивается количество выносимых частиц породы пласта, которые вместе с образовавшимися сульфидами железа образуют сульфидопесчаные осадки, отлагающиеся в стволе скважины и в глубинно-насосном оборудовании.

В таблице 4 показана бактериальная зараженность попутно добываемых и закачиваемых вод. Из таблицы видно, что большое количество СВБ находится в нагнетательных скважинах, то есть в результате закачки сточных вод с комбината "Искож" и с установки подготовки нефти и воды.

Таблица 4

Бактериальная зараженность попутно добываемых и закачиваемых вод.

Считается, что первоначально СВБ вносятся в пласт еще на стадии разведочного бурения вместе с закачиваемой водой и реагентами для бурения.

Процесс осадкообразования контролируется по шестичленному анализу попутно добываемой воды, наличию в ней ионов железа Fe, сероводорода Н2S, СВБ, водородного показателя рН и коэффициентов насыщенности по сульфатам и карбонатам КSO4 и KCO3. Наличие железа и сероводорода является необходимым условием формирования отложений сульфида железа. Частицы сульфида железа, являясь центрами кристаллизации, инициируют образование других солей и твердых углеводородов нефти. Если добываемая пластовая вода имеет коэффициент

насыщенности сульфатами более единицы, и в ней отсутствуют ионы железа или сероводорода, то в скважине образуются гипсоуглеводородные отложения (первый тип). При насыщенности добываемой пластовой воды сульфатами и карбонатами при присутствии в ней сероводорода, иона двух и трехвалентного железа, СВБ образуются соответственно гипсосульфидоуглеводородные (второй тип) и карбонатосульфидоуглеводородные отложения (третий тип) [4, 5].

В таблицах 2.4 и 2.5 представлены результаты лабораторных анализов по определению конкретных значений вышеназванных показателей по добывающим скважинам Арланского месторождения, в которых происходило образование комплексных осадков с сульфидом железа.

Из таблицы 5 и 6 видно, что если добываемая вода имеет коэффициент насыщения сульфатами больше единицы и отсутствуют ионы железа или сероводорода, то в скважине образуются отложения 1-го типа - гипсоуглеводородные. При содержании на устье скважины ионов железа от 1 до 92 мг/л, сероводорода от 3,0 до 62,0 мг/л, СВБ от 10 до 1000 кл./м3 имеются реальные условия образования комплексных осадков с сульфидом железа. Осадки 2-го типа образуются при перенасыщенности вод сульфатами начиная от 0,9 мг/л и более, осадки третьего типа образуются при перенасыщенности вод карбонатами от 0,1мг/л и более сульфатами от 0,07 до 0,9 мг/л.

Таким образом, на сегодняшний день можно считать установленную основную причину образования осадков сложного состава на скважинах Арланского месторождения - это закачка в течение длительного времени пресных вод, зараженность продуктивных пластов, система сброса и подготовки нефти сульфатвосстанавливающими бактериями.

Таблица 5. Состав попутно-добываемой воды из скважин Арланского месторождения

2.3 Прогнозирование видов комплексных осадков в добывающих скважинах

Прогнозирование и контроль за солеотложением при добыче нефти имеет большое практическое значение, так как от предсказания и своевременного обнаружения солевых остатков в скважинах, на насосном оборудовании, в системах внутрипромыслового сбора и подготовки нефти зависит эффективность мероприятий по их ликвидации, предупреждению и защите нефтепромыслового оборудования.

Прогнозирование образования комплексных осадков в добывающих скважинах НГДУ "Арланнефть" базируется на шестикомпонентном анализе попутно добываемых вод, анализе содержания ионов двух- и трехвалентного железа, сероводорода, методиках прогнозирования образования сульфата и карбоната кальция, результатах статистической обработки промысловых материалов по изучению состава попутно добываемых вод и видов комплексных осадков.

Впервые методика прошла промышленную апробацию в НГДУ "Краснохолмскнефть" и НГДУ "Арланнефть" [6].

Перечень и последовательность основных видов работ, необходимых для прогнозных расчетов следующий:

а) Химический анализ попутно добываемых вод: ) отобрать пробу воды:

0,5 л. без консерванта; 0,3 л. с консервантом - уксуснокислым кадмием (объемом 25 мл)

) Определить в пробе воды без консерванта: плотность, кг/м3; содержание хлора, мг/л; содержание сульфата, мг/л; содержание карбоната, мг/л; содержание кальция, мг/л;

содержание магния, мл/л; содержание двух- и трехвалентного железа, мг/л; водородный показатель воды.

) Определить в пробе воды с консервантом содержание сероводорода,

мг/л.

б) Расчет склонности попутно добываемых к образованию комплекса сульфата кальция (метод Скилмана-Мак-Дональда).

Метод основан на измерении термодинамической растворимости и имеет теоретическую основу. Растворимость сульфата кальция рассчитывается по формуле

расч = 1000∙[√x2 + 4K - x], (2.1)

где Sрасч - расчетная растворимость сульфата кальция, мг-экв/л;- избыточная общая концентрация ионов, мг/л;

К - константа растворимости продукта. Рассчитать ионную силу по формуле

μ=[1,4·Cl- +2,1·SO2-4+0,8·HCO-3+5·Ca2++8,2·Mg2++ +2,2·(Na++K+)]·10-5, (2.2)

где ионы Cl-, SO2-4, HCO- 3, Ca2+ , Mg2+ , Na+ , K+ выражены в мг/л. Исходя из ионной силы μ и температуры t находится константа

растворимости К по таблице 7.

Рассчитать избыточную общую концентрацию ионов x по формуле

х = (2.5∙ Ca2+ - 1,04∙ SO2-4) ∙ 10-5, (2.3)

где Ca2+ и SO2-4 выражены в мг/л..

Полученные величины подставляем в формулу (2.1) и находим расчетную растворимость сульфата кальция, которая сравнивается с действительной концентрацией ионов кальция и сульфат-ионов