2. Химические
Этот способ предусматривает применение различных ингибиторов солеотложения, они, в зависимости от механизма их действия, делятся на 3 типа:
1 – Хелаты (вещества, способные связывать ионы кальция, бария или железа и препятствовать их реакции с сульфат-ионом и гидрокарбонат-ионом.
2 – Ингибиторы порогового действия (вещества, добавление которых в раствор в минимальных количествах препятствует зарождению и росту кристаллов солей);
3 – Кристаллоразрущающие ингибиторы (не препятствуют кристаллизации солей, а лишь изменяют форму кристалла)
К ингибиторам солеотложения предъявляются требования.
ингибитор не должен: повышать коррозионную активность среды, способствовать повышению стойкости водонефтяной эмульсии, снижению эффективности применяемых деэмульгаторов; оказывать отрицательное влияние на процессы подготовки и переработки нефти, а также ухудшать качество продуктов переработки.
Ингибитор должен: быть безопасным при использовании и не оказывать отрицательного влияния на окружающую среду; количественно определяться в слабых растворах простыми методами; обладать способностью предотвращать отложение солей при малых дозировках; сохранять стойкость и способность предотвращать отложения солей при температуре до 200-250 градусов цельсия; хорошо растворяться в воде с высоким содержанием кальция; обладать универсальностью действия, т.е способностью предупреждать отложения солей различного типа; быть технологичным в практическом применении в различных климатических условиях (желательно до Т= - 50 градусов).
Ингибиторы делятся на 2 большие группы:
1. Однокомпонентные – представлены определенным типом химического соединения;
2. Многокомпонентные ингибиторные композиции – смесь различных ингибиторов, когда 1 из них не является ингибитором.
3. Физические
4. Комбинированные
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ
К физическим методам относятся методы воздействия на растворы различными электромагнитными, акустическими полями, а также использование различных покрытий.
МАГНИТНАЯ ОБРАБОТКА
……………
а выносятся на поверхность как мелкодисперсный кристаллический шлам. Существуют три гипотезы влияния магнитных полей на водные системы:
1. Заключается в поляризации и деформации ионов солей в водном растворе под действием магнитного поля;
2. Основывается на воздействии магнитного поля на коллоиды примесей в воде;
3. Основывается на изменении в магнитном поле свойств воды в связи с трансформацией агрегатного состояния ее молекул и нарушения ориентации ядерных спинов водорода в молекулах.
Аппараты на основе постоянных магнитов просты в обслуживании и не требуют электропитания, но не позволяют регулировать параметры магнитного поля, которое со временем истощается. Электромагнитные аппараты могут создавать в рабочих зазорах устройств постоянное и переменное магнитные поля, что дает возможность регулировать их характеристики. Для подбора параметров магнитной обработки жидкостей применяется лабораторная установка УМПЛ. Эта установка создает постоянное магнитное поле и используется при создании промышленных устройств магнитной обработки водонефтяных систем на основе постоянных магнитов или электромагнитов. Магнитные устройства устанавливают на глубинном оборудовании в скважинах, на внутри промысловых нефтесборных коллекторах, УПН, в системе ППД. Для предотвращения солевых отложений применяют магниты и устройства типа МУПС, которые состоят из 2х опорных пластин, между которыми на соединительном стержне помещается комплект постоянных магнитов. Особенность МУПС – создание многократных последовательных магнитных силовых линий, чередующихся полярностью. Кроме МУПС применяются УГПОС, МУДС.
Устройство помещается в патрубок и устанавливается на глубине начала отложения солей в подъемном лифте, у приема глубинного насоса, у башмака НКТ в компрессорных скважинах, в выкидных линиях скважин. Извлечение магнитного устройства из скважины производится с целью профилактики и дополнительного намагничивания постоянных магнитов, что осуществляется раз в год. Процесс кристаллизации солей под воздействием электрических и магнитных полей аналогичен электромагнитной обработке жидкостей.
ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С СОЛЕОТЛОЖЕНИЯМИ
Одним из способов отложения солей на поверхностях нефтепромыслового оборудования является дезактивация поверхностей путем воздействия мощными акустическими полями. Акустические поля на границе раздела твердое тело-жидкость за счет создаваемых потоков способствует предотвращению образованию центров кристаллизации, срыву мелких кристаллов солей с поверхности и выносу их в объем жидкости. Происходит перенос процесса кристаллизации из поверхностного в объемный слой. Взвешенные в объеме жидкости микрокристаллы солей выносятся потоком из скважины. Для защиты скважинного оборудования от отложений солей используются различные гидроакустические излучатели, преобразующие энергию потока восходящей жидкости в звуковую волну.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ
К ним относятся:
Выбор вод для заводнения, совместимых с пластовыми водами;
Селективная изоляция или ограничение притока воды в добывающие скважины;
Регулирование профиля приемистости в нагнетательных скважинах;
Ликвидация нарушений в цементной кольце и обсадной колонне;
Применение раздельного отбора и сбора жидкости;
Изменение направления фильтрационных потоков;
К технологическим также относятся: применение хвостовиков, устанавливаемых ниже приема насоса. При эксплуатации скважин, оборудованных хвостовиками в стволе скважины ниже приема насоса вода не скапливается. За счет этого снижается противодавление на пласт, улучшается приток жидкости к забою скважины и исключается возможность отложения неорганических солей на стенках обсадной колонны и в результате уменьшаются затраты на восстановление режима работы скважины. Меры снижения интенсивности процесса солеотложения является турбулизация водонефтяного потока и недопущение разгазирования.
Опыт эксплуатации добывающих скважин в условиях солеобразования показал положительную роль увеличения скоростей восходящего потока водонефтяных смесей в подъемном лифте и эксплуатационной колонне в предотвращении отложении солей. Сокращение сроков пребывания в скважине перенасыщенных растворов за счет увеличения скоростецй восходящих потоков жидкости ухудшает условия для кристаллизации солей, способствует сокращению зарождающихся микрокристаллов и их прилипанию к поверхности оборудования. На процесс солеобразования оказывает влияние образование эмульсии «вода в нефти». Подобная эмульсия блокирует образующиеся в глобулах воды кристаллы соли, которые потоком выносятся на поверхность. При обводненности добываемой продукции более 50% эффект выноса солей в эмульсии не появляется.
Следующий метод – использование гипсосборников. Гипсосборники ертикальноц и гоизонтальой конструкции, которые ставятся на утье путем врезки в нефтесборный коллетор.
При прохождении жидкости через гипсосборник возникают резкие перепады за счет изменения скорости движения раствора.
При увеллллисн……………………. Создаются благоприятные условия для выпадения солей из растворов. Эффект гидравлического удара за счет гушения оличз---Гипсосьо
Гипсосборники вертикальной конструкции очищаются упрощенным способом путем отбивки. Для предупреждения отложения солей испИз стьекла и бпздьользуют покрытие эмалью, полимерные. на основе лакокрасочных материалов,
Влияние разработки
Выделяется 4 аспекта влияния на подземные воды. Это явление характерно для 2х случаев:
1. Истощение НГВносных горизонтов при разработке без ППД;
2. Истощение водоносных горизонтов, эксплуатируемых для водоснабжения нефтепромыслов.
Изменение гидродинамических условий в нефтегазоводоносных горизонтах при разработке залежей с ППД. Поддержание пластового давления в нефтегазоводоносных пластах путем закачки воды или газа влияет на распределение давления в пласте, вызывает образование куполов репрессии, радиус которых может превышать 100 км.
3. Изменение химического состава вод в нефтегазоводоносных горизонтах при закачке посторонних вод для ППД или заводнения;
4. Влияние разработки нефтяных и газовых месторождений на верхние водоносные горизонты. Чаще всего происходит загрязнение верхних вод нефтепродуктами или засоление более минерализованными водами.
Прогнозирование влияния разработки НГ месторождений на подземные воды должно учитывать следующие данные:
1. Гидрогеологическая характеристика разреза;
2. Строение нефтегазоводоносных горизонтов;
3. Гидродинамические условия этих горизонтов;
4. Химический состав вод горизонта;
5. Строение и состав водоупоров между нефтегазоносными и верхними водоносными горизонтами;
6. Характеристика закачиваемых и верхних вод;
7. Полезные качества и ресурсы вод;
8. Данные по горизонтам-приемникам промстоков;
При прогнозировании техногенного влияния разработки месторождений на подземные воды основное значение имеют:
1. Гидродинамические расчеты и Гидродинамическое моделирование;
2. Лабораторное гидрогеохимическое моделирование;
3. Физико-химические расчеты реакций, происходящих при смешении вод;
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Чтобы рационально использовать подземные воды, их необходимо охранять от истощения и загрязнения.
Основные методы охраны подземных вод следующие
– использование вод по замкнутому циклу.
- пополнение запасов подземных вод;
Пополнение для пресных вод неглубоких горизонтов за счет закачки речных и озерных вод.
- дренажи;
Откачка загрязненных вод через специальные скважины;
- барражи;
Создание путем закачки в пласт под давлением через специальные нагнетательные скважины барьера повышенного давления преграждающего путь загрязненным водам (гидрозавеса);
- подземное захоронение стоков;
В подземных водоносных горизонтах искусственных пустотах внутри непроницаемых пород;
- изоляция водоносных горизонтов в скважинах;
Если скважина вскрывает несколько водоносных горизонтов – горизонты изолируются, чтобы вода не поступала.
- установление санитарно-охранных зон;
Захоронение сточных вод нефтяных и газовых промыслов
Подземному захоронению подлежат сточные воды, для которых нельзя применить какие-либо способы очистки или другие способы уничтожения. Сброс сточных вод нефтепромыслов в подземные поглощающие горизонты целесообразен в следующих случаях:
1. При отсутствии заводнения нефтяного пласта и ППД;
2. При небольших объемах сточных вод (не более 3-5 тыс м3);
3. При избытке сточных вод по сравнению с водами, которые необходимы для заводнения или ППД.
4. При использовании пластовых в качестве промышленных;
Для изучения условий сброса сточных вод проводятся дополнительные исследования, включающие:
1. Изучение геологического строения и гидрогеологических условий района;
2. Опытно-исследовательские работы в скважинах по определению приемистости и других параметров поглощающего пласта;
3. Лабораторные исследования для определения физических свойств поглощающего пласта и влияния на него сточных вод, а также физических свойств пород кровли и подошвы пласта;
4. физико-химические исследования взаимодействия промстоков и подземных вод поглощающего горизонта;
5. Гидрогеологические расчеты, необходимого количества поглощающих скважин, их расположение в плане, давление при закачке и т.д.
6. Опытные закачки промстоков при режиме, соответсвующем пластовым условиям
При проектировании сброса сточных вод нефтегазопромыслов особое значение имеет выявление в разрезе месторождений поглощающих горизонтов и зон. Для обоснования подземного захоронения промстоков является установление возможности перетоков вод из других водоносных горизонтов. При проектировании захоронения сточных вод необходимо учитывать возможность протекания различных процессов взаимодействия сбрасываемых стоков с пластовыми водами. Эти процессы делятся на 3 группы:
1. Процессы способствующие увеличению проницаемости (растворение и выщелачивание);
2. Процессы приводящие к уменьшению проницаемости (сорбция, кольматация, осадкообразование, набухание глинистых минералов);
3. Процессы почти не изменяющие проницаемость породы – Катионный обмен;
Вокруг поглощающей скважины выделяется 3 зоны взаимодействия стоков:
1. С породой пласта непосредственно вокруг скважины;
2. С подземной водой и породой пласта на удалении от скважины;
3. с подземной водой.
При выборе поглощающих горизонтов должны учитываться физико-химическая совместимость стоков с подземной водой. Коллекторские свойства пород с точки зрения влияния на них названных процессов взаимодействия. Для выбора горизонта для захоронения промстоков в них намечаются участки с наибольшей мощностью и проницаемостью поглощающего горизонта и расположенные в благоприятных условиях. Эти участки чаще всего выбираются по картам зон поглощения, отмеченным при бурении скважин, т.е выбираются зоны с наибольшей интенсивностью поглощения.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА
При разработке месторождений в результате аварийных и других неконтролируемых сливов пластовых жидкостей. Некачественного характера и состояния промрезервуаров и коммуникаций может происходить загрязнение нефтью и попутными водами поверхностных водоемов, почв, растительного покрова. Для гидрогеологических исследовании по ООС входят: выявление загрязняющих свойств попутных вод, определение критериев загрязнения, установление возможностей и условий проведения мер по охране водоемов, почв, растительности и т.д. Число мер по охране ООС от загрязняющего действия попутных вод входят очистка, использование и захоронение вод. Изменение давления, депрессии и репрессии.
ПОДЗЕМНЫЕ ЗАХОРОНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА
Подземными нефтегазохранилищами служат:
истощенные НиГ пласты
водоносные пласты
искусственные емкости внутри толщ пород;
При проектировании и сооружении подземных нефтегазохранилищ главное значение имеет выяснение степени герметичности покрышки над резервуаром. Для оценки их пригодности используют гидрогеохимический и гидродинамический (вероятность перетока, пьезометрические поверхности, специальные поверхности). В начале проводится опытно-промышленная закачка газа, уточняются гидродинамические характеристики пласта, определяется содержание УВ, растворенных в воде. Затем промышленная закачка газа, на этом этапе фиксируются утечки и расползание газа по пласту.