причины и условия формирования отложений солей различного типа. Виды солеотложений и их характеристика. Классификация, характеристика, область применения методов борьбы с солеотложениями.

Полный текст и рисунки здесь: Полная версия

Отложения солей в основном наблюд-ся в обводн-ой скв. Отложения бывают:

- водорастворимые соли (NaCl, CaCl)

-водонерастворимые соли (CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄∙2H₂O, MgSO₄, BaSO₄ и др)

Выпадение любого вещ-ва в осадок происходит в том случае, если его концентрация в раств-ре превышает равновесную для данных условий. Такое превышение вохможно в 2-х случаях:

1. возрастание фактич-ой концентрации

2. снижение растворимости.

Осн-ая причина образ-ия солей-это нарушение термодин-го (сульфатного или карбонатного) равновесия, обусловл-ое изменением температуры и давления. Любое воздействие, в рез-те кот-го СО₂ удаляется из системы (например при повыш-ии t или изменении р), приводит к сдвигу хим. равновесия и выпадению осадка карбоната кальция СаСО₃.

Причины выпадения солей:

1. снижение р,

2. повышение t-ры,

3. пересыщение растворов,

4. изменение хим. состава воды при смешении вод разл-х типов.

Причины солеобразования в скважинах.

- Выщелачивание  солей,  содержащихся в  скелете  породы, закачиваемой пресной водой.

- Обогащение закачиваемой воды ионами погребенных вод.

- Приток ч/з нарушения в эксплуат-ой колонне или в цементном кольце чуждых по характеру вод.

- Изменение термодин-их условий в скв-не -давления и температуры, вызывающих выпадение солей из раствора.

Виды солеотложений и их характеристика.

Солеобразование - процесс выпадения солей из раствора и отложения их в порах пласта, на поверхности фильтра, эксплуатационной колонне, насосно-компрессорных трубах и оборудовании.

Отложения бывают:

- водорастворимые соли (NaCl, CaCl)

-водонерастворимые соли (CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄∙2H₂O, MgSO₄, BaSO₄ и др)

Виды отложений:

1. Плотные и мелкокристалл-ие отложенияю Основу таких отложений составляют кристаллы соли длиной до 5 мм.

2. Плотные отлож-я с преобладанием кристаллов сред-х размеров (15-18 мм).

3. Плотные и крупнокристал-ие отложения до 25мм.

Отложения сульфата кальция (СаSO₄)

Растворимость СаSO₄ в дистиллированной воде сост-ет 207 мг на 100 г р-ра при р=0,1 МПа и t=24⁰С. В опред-х усл-ях каждая молекула СаSO₄ связывает 2 молекулы воды, в результате чего образ-ся кристаллы гипса, поэтому такие отложения наз-ют гипсовыми. Если в составе этих отлож-ий содерж-ся > 15% углеводор-х соединений нефти, то их наз-ют гипсоуглеводородными.

Основные причины выпад-я гипса:

1. Выщелачивание закачиваемой пресной водой  гипса и ангидрида, содержащегося в скелете пласта.

2. Обогащение попутно добываемой воды ионами сульфата из погребенных или остат-х вод.

3. Окисление имеющихся в пл-е сульфидов до сульфатов и серосодерж-х компонентов нефти кислородом воздуха, поступающих с закачиваемыми водами

4. Приток сульфатных вод из-за негерметичности цементного камня или обсадной колонны.

6. Изменение термобарич-х усл-ий газоводонефтяной смеси в колонне НКТ при подъеме жид-ти из скв. и в УКПН.

Отложения сульфата бария.

Структура минер-х осадков радиобарита, отложение кот-ыхобусловлено смешением вод одного горизонта, плотная, кристаллы прочно прикреплены к металлу. Если минераль. Осадки образуясь в рез-те смешения вод различных горизонтов, то их структура рыхлая. Минераль.

Осадки, содержащие сульфид железо тонкокристаллические и плотные.

Отложения карбонатов кальция и магния.

Растворимость СаСО₃ в дистил. Воде невелика и сост-ет 0,5 г/л.

Осн. Причины выпадения СаСО₃ :

1. повыш-е t

2. снижение содерж-я СО₂ в пласте или сточных водах.

3. увеличение рН пласт-х и сточ-х вод

4. смешение несовместимых вод

MgCO₃ –магнезит, его образование аналогично СаСО₃ , но растворимость MgCO₃ в 4 раза выше, чем растворимость СаСО₃. MgCO₃ выпадает обычно после  СаСО₃ при нарушении усл-я карбонатногоравновесия. Если происходит смешение вод, одна из которых, содержащая ионы кальция, магния и углекисл. газ, находится в равновесном состоянии, а др., обогащенная ионами магния, то в этом случае карбонат магния выпадет из раствора лучше.

Если из пласт-х и сточных вод выпадают сульфатные и карбонатные соли, то в нижней части скв. (НКТ, экспл. Колонны) выпадают сульфаты Са и Ва (гипс и радиобарит), а в верхней части – карбонаты Са и Мg.

Отложения солей хлорида натрия встречаются в скв., где есть минерализация вод (Иркутская обл. 600 мг/л)

Классификация, характеристика,

область применения методов  борьбы с солеотложениями.

Методы:

1. Механич. метод-использ-е различ-х скребков, разбурив-е, перфорация.

2. Хим-ие – использ-ие реагентов, кот-ые растворяют солеотложения.

Для удаления карбонат-х солей достаточно провести обработку соляной кислотой.

Сущ-ют 2 способа разрушения сульфатов:

1. конверсия (перевод сульфатов в карбонаты) отложений с послед-им растворение ее продуктов соляной кислотой,

2. растворение кислотами и хилатными соединениями.

В качестве растворителей, обеспечивающих конверсию отложений получили распространение карбонаты, бикарбонаты, гидроксиды Na и К, в частности под воздействием Na₂CO₃ гипс раствор-ся и образ-ся СаСО₃ . А Образующийся СаСО₃ легко удал-ся соляной кислотой:

СаСО₃+HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂

При этом исп-ся 15% раст-ры Na₂CO₃ и 10-15% раствор НСl.

Как растворитель гипса наиболее эффективен гидроксид калия, но продукты реакции способны подавлять саму реакцию растворения.При исполь-ии гидроксида натрия этот недостаток отсут-ет.

Для удаления плотных отложений гипса и барита примен-ют хилатные соедин-я, действие кот-х основано на разрушении отложений в следствии образ-я устойчивых комплексов с ионами, содержащимися в растворе. Наибольшее распространение получили растворы этилендиаминтетроуксусной кислоты (ЭДТА).

Реагенты по предотвращ-ю выпадения карбонатов и сульфатов кальция:

1. композиция компонентов: Инкридол-1 – 60%; СНПХ-1004 – 40%;

2. Инкридол-1 – 60%; реагент сонцид -30%; реагент амфикор – 10%.