Инжиниринг факультеті

КАЛЬЦИЙ ЖӘНЕ МАГНИЙ КАРБОНАТЫ КЕН ОРЫНДАРЫ

Суда CO 2 болуы кальциттің ерігіштігіне айтарлықтай әсер етеді . СО2 мүлдем жоқ тазартылған суда кальций карбонатының 25°C температурада ерігіштігі бар болғаны 0,014 г/л, яғни. Ауамен тепе-теңдікте судағы ерігіштігімен салыстырғанда шамамен 4 есе төмендейді.

Кальцит көмірқышқыл газы бар суда ерітілгенде, жоғары еритін кальций бикарбонаты Са (HCO 3 ) 2 түзілетін химиялық реакция жүреді :

CO 2 + H 2 O + CaCO 3 O ↔ Ca (HCO 3 ) 2

Судағы кейбір бос көмірқышқыл газы кальций бикарбонатын түзу және кальциттің ерітіндіден түсіп кетуіне жол бермеу үшін қажет. Осылайша, СО2 парциалды қысымының сәйкес төмендеуіне әкелетін газ-су жүйесіндегі қысымның төмендеуі кальциттің ерігіштігі мен оның жауын-шашынның төмендеуінің себептерінің бірі болуы мүмкін. Дәл осы процесс кальциттің мұнайды газсыздандырудың басталу тереңдігінен жоғары немесе газлифттік ұңғымалардағы құбырларға газ айдау нүктесінен жоғары пайдалану ұңғымаларындағы құбырлар қабырғаларында жиі шөгуді тудырады.

Өндіру ұңғымаларында өндірудің жоғарылауымен температураның төмендеуі (бұл кальций карбонатының ерігіштігін арттырады) және қысымның төмендеуі (кальций карбонатының ерігіштігінің төмендеуін тудырады). Сондықтан пайдалану ұңғымаларында және мұнайды жинау және тазарту жүйесінде карбонатты шөгінділердің шөгу себептерін анықтау кезінде осы екі қарама-қарсы бағытталған факторлардың бірлескен көрінісін қарастыру қажет.

Кальций карбонатының ерігіштігіне ортаның рН айтарлықтай әсер етеді. Қышқыл ортада кальциттің ерігіштігі сілтіліге қарағанда әлдеқайда жоғары. Судың рН және сілтілілігі жоғарылаған сайын карбонатты тұнбаның түсу мүмкіндігі артады. Бұл СО 2 ерігіштігі сулы ерітінділердің рН-ына да байланысты екеніне байланысты: қоршаған орта неғұрлым қышқыл болса, онда көмірқышқыл газы соншалықты көп еруі мүмкін.

Ілеспе судың кальцитпен қанығуының себептерінің бірі химиялық реакция арқылы үйлесімсіз суларды араластыру процесі болып табылады:

CaCl 2 + 2NaHCO 3 ↔ CaCO 3 ↓ + 2NaCl + H 2 O + CO 2 ↑

Бірқатар авторлардың [3, 4, 8, 20-22 және т.б.] зерттеулері көрсеткендей, карбонатты тұздардың тұндыру жағдайлары мен себептері басқа да тұздардың тұндыру себептеріне қарағанда әлдеқайда алуан түрлі. Мұнай кәсіпшілігі тәжірибесі. Мысалы, зерттеулер карбонат балансына мұнайдан суға өтетін табиғи амфотерлік қосылыстардың айтарлықтай әсер етуі мүмкін екенін анықтады. Сонымен мұнайдан нафтен және карбон қышқылдарының қатысуымен оқшауланған қышқылдық қосылыстар ерітінділерден кальций мен магний иондарын тұндыру тиімділігіне 90 – 100% ие болады. Сол жұмыста негізінен карбон қышқылдарынан тұратын шөгінділерден оқшауланған және құрамында амфотерлік қосылыстары бар мұнай компоненттерінің тежеу ​​белсенділігі анықталды. Олар, сондай-ақ мұнайдан алынған қышқыл қосылыстар, тұндыру тиімділігіне ие болды. Олардың ерітіндідегі мазмұны 0 болғанда,

Кейбір жағдайларда магний карбонатының шөгінділері мұнай өндіру кезінде кен орындарының құрамында кездеседі.
Магний карбонатының дистилденген судағы ерігіштігі 0,223 г/л, яғни. Кальций карбонатының ерігіштігінен 4 есе дерлік. Кальцит сияқты, магний карбонатының ерігіштігі СО2 парциалды қысымының жоғарылауымен жоғарылайды және температураның жоғарылауымен төмендейді .

Әдетте, магний карбонаты кальций карбонатының тұнбалары сияқты қауіп төндірмейді. Әдетте, құрамында магний бар табиғи суларда кальций де болады. Магний карбонатының ерігіштігін төмендетуге бағытталған судағы кез келген теңгерімсіздік кальций карбонатының ерігіштігін де төмендетеді, ол аз еритін болғандықтан, бірінші болып тұнбаға түседі, бұл судағы карбонат иондарының мөлшерінің сәйкес төмендеуіне әкеледі. Шешім. Сондықтан, карбонатты тепе-теңдік жағдайларының айтарлықтай бұзылуына қарамастан, құрамында кальций мен магний бар қабат сулары әдетте кальций карбонатын тұндырады.

Біреуі Ca 2+ , Mg 2+ және CO 3 2- иондарымен тепе-теңдікте , ал екіншісі магниймен байытылған суларды араластыру кезінде бұл ережеден ерекшелік болуы мүмкін . Бұл жағдайда магний карбонаты кальций карбонатынан бұрын тұнбаға түсуі мүмкін.

82 ° C жоғары температурада магний карбонаты теңдеу бойынша магний гидратының түзілуімен ыдырайды:

MgCO 3 + H 2 O ↔ Mg(OH) 2 ↓ + CO 2 ↑

Егер ілеспе сулардан сульфатты да, карбонатты да тұздар тұнса, онда әдетте шөгінділердің айқын локализациясы байқалады: құбырларда, әсіресе ұңғыманың төменгі жартысында кальций мен барий сульфаттары басым болады, ал кальцийдің және ішінара магнийдің көміртекті тұздары шөгеді. Беттік құрылымдарда.

1.1.3 НАТРИЙ ХЛОРИДІНІҢ ШӨГІНДІЛЕРІ
Натрий хлориді ( NaCl ) барлық дерлік қабат суларының негізгі тұзды құрамдас бөлігі болып табылады. Галит – жақсы еритін зат, оның дистилденген суда 30°С температурада ерігіштігі 363 г/1000 г су [4]. Ас тұзының ерігіштігі температураның жоғарылауымен айтарлықтай артады. NaCl ерігіштігіне қысымның әсері аз, қысымның жоғарылауы ерігіштігін аздап арттырады.

Мұнай өндіру кезіндегі натрий хлоридінің кен орындары мұнай кен орындары жоғары минералданған тұзды ерітінділермен жанасатын кен орындарында кездеседі. Мысалы, Белоруссиядағы мұнай кен орындарының қабат суларының тұздылығы 380 г/л жетеді, Иркутск облысында (Марковское және басқа кен орындары) ең жоғары концентрациясы 600 – 650 г/л дейін болатын тұзды сулар белгілі, Хасси Месауд кен орны (Алжир) құрамында 450 г/л дейін тұз бар [төрт]. Бұл кен орындарының мұнай ұңғымаларын қабат суымен толтыру кезінде көптеген тұзды тығындар байқалды, ал шөгінді тек қана таза галиттен тұрады. Су айдау әдісімен жұмыс істейтін кен орындарында галит шөгінділері салыстырмалы түрде сирек кездеседі. Олар ілеспе су қабат тұзды ерітінділерімен ұсынылған ұңғымаларда байқалады.

Мұнай кен орындарының ілеспе суларынан натрий хлоридінің тұнбаға түсуінің негізгі себебі температура мен қысымның төмендеуі, олардың тұзбен аса қанығуына әкеледі.

1.2.1 Кальций сульфатының тұнбасын болжау

Қабат және ілеспе сулардың мұнай кәсіпшілік құрал-жабдықтарында гипстің шөгуіне бейімділігін бағалау үшін судың кальций сульфатымен қанығуын есептеу әдістері бар. Олардың ең қарапайымын ұсынған Н.Д. Шустеф, B.V. Озолин, А.И.Чистовский.

Сулы тұз жүйелерінің белсенділік теориясынан ерітіндінің тепе-теңдік күйі кальций сульфатының K CaSO 4 ерігіштігінің көбейтіндісі иондардың белсенді концентрацияларының көбейтіндісіне (αCa 2 ) тең болғанда байқалатыны белгілі. + ⋅ αSO 4 2- ) [23], және бұл теңдік мынадай түрге ие:

K CaSO 4 \u003d αCa 2+ ⋅ αSO 4 2- (1)

Жалпы алғанда, белсенділік ион концентрациясына мына теңдеу арқылы байланысты:

Α = fx C (2)

Мұндағы α – ионның активтену коэффициенті; f – белсенділік коэффициенті; С – иондардың молярлық концентрациясы.

Тұз түзуші иондардың (αCa 2+ ⋅ αSO 4 2- ) белсенді концентрацияларының көбейтіндісін есептеу кезінде олардың активтілік коэффициенттерін анықтау қиындығынан fCa 2+ , fSO 4 2- , соңғылары орташа активтік коэффициентпен ауыстырылады. Кальций сульфатының fCaSO 4 2- , ол гипстің тұздардың сулы ерітінділеріндегі ерігіштігімен тәжірибе жүзінде анықталады.

Сонда орташа белсенділік коэффициентін және (7) теңдеуін ескере отырып, концентрациялардың молярлық өрнекіндегі ерігіштік өнімінің теңдеуі келесі түрді алады:

K CaSO 4 \u003d fCaSO 4 ⋅ C Ca 2+ ⋅ C SO 4 2- (3)

Кальций сульфатының ерігіштік өнімі гипстің суда ерігіштігі туралы тәжірибелік мәліметтер негізінде анықталады. Температураның өзгеруімен оның ерігіштігі түзу бойында болмайтындықтан, классикалық теңдеулер K CaSO 4 анықтау үшін жарамсыз. Т.П. эксперименттері. Попова K CaSO 4 = 6,1 ⋅ 10 -5 екенін көрсетті .

Жалпы минералдануы 600 мэкв/100 г асатын табиғи суларда кальций сульфатының ерігіштігі бойынша жүргізген тәжірибелерінің нәтижелерін қорытындылай келе, Н.Д. Шустеф пен Б.В.Озолин кальций сульфатының орташа белсенділік коэффициентін 0,15-ке тең қабылдауға болады деп есептеді.

Сонда (3) теңдеу келесі түрде болады:

6,1 ⋅ 10 -5 = 0,15 ⋅ CCa 2+ ⋅ CSO 4 2- (4)

Табиғи сулардың кальций сульфатымен қанығуын (4) теңдеу бойынша анықталған сульфат ионының концентрациясы бойынша бағалау ұсынылады:

(5)

Са 2+ және SO 4 2- иондарының концентрациясын мг-экв / 100 г ерітіндідегі және ерітіндінің тығыздығы г/см 3 деп өрнектеп, мынаны аламыз:

(6)

Қабат суларындағы сульфат иондарының тепе-теңдігін анықтаудың тазартылған әдісі ұсынылған. Нақтылаудың мәні ерітіндінің тұздылығына және сулардың химиялық құрамына байланысты ерігіштік өнімін нақтырақ анықтауда жатыр. Сулардың химиялық құрамы пайыздық эквиваленттік түрдегі бірінші тұздылық S 1 мәнімен (Пальмер сипаттамасы бойынша) есепке алынады.

Ерітіндідегі сульфат иондарының шекті концентрациясын мына формуламен анықтау ұсынылады:

(7)

Бұл әдістің артықшылығы, автордың пікірінше, тұздылықтың кең диапазонында судың сульфаттармен шектелген қанығуын анықтау және (7) формуламен салыстырғанда дәлірек нәтиже алу мүмкіндігі.

Әдіс В.П. Зверев . Табиғи сулардың минералдануы 300 г/л дейін және температурасы 0 – 40 °С гипспен қанығуын сандық анықтау әдісін В.П.Зверев жасаған. Олардың екі есептеу нұсқасы бар:

1. 
   Кальций мен сульфаттардың жақын концентрациялары (миллиграмм эквивалентті түрде) болған жағдайда, ол күріште көрсетілген график арқылы анықталады. 2.
   

Химиялық талдауға сәйкес кальций мен сульфаттардың концентрацияларының нақты өнімі (миллиграмм эквиваленттерінде) есептеледі: K \u003d C Ca 2+ ⋅ C SO 4 2- , сондай-ақ сол концентрациядағы концентрация өнімдерінің қосындысы. Кальций мен сульфаттардан басқа суда бар барлық басқа иондардың өлшемі мен валенттілігі, яғни. ∑C i Z i – 2(C Ca 2+ + C SO 4 2- ) , мұндағы C i және Z i – суда кездесетін иондардың әрқайсысының концентрациясы мен валенттілігі.

Жоғарыда есептелген концентрация мен валенттілік өнімдерінің қосындысының мәніне сүйене отырып, сәйкес температура үшін қисықтардың бірі K 1 = C Ca 2+ ⋅ C SO 4 2- мәнін анықтайды . гипспен қаныққан ерітіндіде. Егер табылған K 1 мәні химиялық талдау бойынша анықталған К -ның нақты өнімінен жоғары болса , су гипспен қанықпаған, егер K 1

Гипстің судағы жетіспеушілік немесе артық мөлшерін анықтау үшін ON қисығы пайдаланылады . Ол қаныққан ерітінді үшін табылған концентрациялар өнімінің екі мәніне сәйкес келетін кальций сульфатының мөлшерін анықтайды K 1 және судың химиялық талдауы негізінде белгіленген нақты К. Алынған мәндер арасындағы айырмашылық судың гипспен қанығуының артық немесе жетіспеушілігіне тең.

2. 
   Кальций мен сульфат ионының концентрацияларында (миллиграмм эквиваленттерінде) айтарлықтай айырмашылық болған жағдайда келесі формула бойынша анықтау ұсынылады:
   

(сегіз)

Сурет – 2 Табиғи сулардың иондық күші 5,5 г-ион/л дейін және температурасы 0-ден 40°С-қа дейінгі кальций сульфатымен қанығу дәрежесін анықтауға арналған номограмма (В.П. Зверев бойынша). Қисықтардағы сандар температура, °С

Әдістеме В.А. Панова, А.А. Эмков пен Г.Н. Позднышева . ВНИИСПТнефть институтының қызметкерлері [7] қабат суларының жер үсті мұнай кәсіпшілік жабдықтарында гипстің шөгуіне бейімділігін бағалау әдісін ұсынды. Техниканың негізі алдыңғыларға ұқсас. Егер кальций сульфатымен қаныққан ерітінді тепе-теңдікте болса, онда (3) теңдігі дұрыс. Осы теңдеудегі кальций сульфатының белсенділік коэффициентін анықтауды келесі теңдеу арқылы анықтау ұсынылады:

(9)

I = ½ ⋅ [C Na + + C Cl - + C HCO 3 - + 4 ⋅ (C Ca 2+ + C Mg 2+ + C SO 4 2- )] (10)

25 °С температурада иондық күші әртүрлі натрий хлоридінің ерітінділерінде кальций сульфатының ерігіштігі туралы тәжірибелік мәліметтер негізінде кальций сульфатының ерігіштік өнімі анықталды, ол 3,03⋅10 -5 құрады [7].

Содан кейін кальций сульфатының C p CaSO 4 тепе-теңдік концентрациясы үш нұсқаның біріне сәйкес есептеледі:

1. 
   Са 2+ иондарының артық мөлшерімен C p CaSO 4 есебі сульфат ионының тепе-теңдік концентрациясының мәні бойынша жүргізіледі (миллиграмм эквивалент түрінде)
   

(он бір)

2. 
   SO 4 2- иондары артық болғанда C p CaSO 4 есептеу кальций ионының тепе-теңдік концентрациясының мәні бойынша жүргізіледі.
   

(12)

3. 
   Ca 2+ және SO 4 2- иондарының концентрациялары тең болса, C p CaSO 4 есебі осы иондардың бірінің тепе-теңдік концентрациясының мәні бойынша жүргізіледі.
   

(13)

Қабат суының гипс шөгінділеріне бейімділігі аса қанығу коэффициентімен бағаланады

(он төрт)

Мұндағы C CaSO 4 – қабат суындағы гипстің нақты концентрациясы, аз мөлшерде болатын Ca 2+ немесе SO 4 2- ионының концентрациясымен анықталады, мг-экв/л; C p CaSO 4 – жоғарыда сипатталған үш нұсқаның біреуі бойынша есептелген қабат суындағы гипстің тепе-теңдік концентрациясы.

Қабат суы гипспен аса қаныққан кезде (φ > 1), ол көлем бойынша да, жылу алмасу бетінде де тұнбаға түсуі мүмкін. Қабат суы онымен қанықпаған кезде (φ < 1), көлемдегі жауын-шашын мүмкін емес. Дегенмен, жылу алмасу бетінде ішінара булануға байланысты ерітінді гипспен қосымша қаныққан. Сондықтан қабат суы онымен біршама қанықпаған кезде, φ коэффициенті 0,9-ға дейін төмендеген кезде гипс шөгуі мүмкін.

«БашНИПИнефть» институтының қызметкерлері мұнай өндіру кезінде сулардың гипстің шөгу үрдісін есептеу әдістерін салыстырды. Олар жоғарыда аталған әдістердің барлығы жуық, ал практикалық қолдануда ең қолайлы, қолайлысы Скилман-Мак Дональд-Стифф әдісі екенін атап өтті.

(он бес)

Артық концентрация Х мына формуламен анықталады:

X \u003d (2,5 ⋅ C Ca 2+ - 1,04 ⋅ C SO 4 2- ) ⋅ 10 -5 (16)

Мұндағы C Ca 2+ , C SO 4 2- - алты компонентті талдау бойынша қабат суындағы Ca 2+ және SO 4 2- иондарының концентрациясы , мг/л.

I ерітіндісінің иондық күші мына теңдеу бойынша сәйкес пропорционалдық коэффициенттерін ескере отырып, ион концентрацияларының қосындысы ретінде есептеледі:

I \u003d (2,2 ⋅ C Na + + 1,4 ⋅ C Cl - + 0,8 ⋅ C HCO 3 - + 5,0 ⋅ C Ca 2+ + 8,2 ⋅ C Mg 2+ + 2,1 ⋅ C SO 4 2- ) -1 ( 1) -5 17)

Иондық күшті біле отырып, 1-кестеде әртүрлі температурадағы ерітінділер үшін ерігіштік константасының мәні анықталады.

C CaSO 4 ерітіндісінде шын мәнінде бар кальций сульфатының мөлшері суда аз мөлшерде болатын ионның ( Ca 2+ немесе SO 4 2- ) концентрациясымен анықталады .

Егер C CaSO 4 > C p CaSO 4 болса, бұл су кальций сульфатымен аса қаныққан және оның артық тұнбалары пайда болады.

1-кестеде келтірілген ерігіштік константаларының мәндерін регрессия теңдеуі түрінде жазуға болады:

K = (2,668928 + 16,30784 ⋅ I + 0,02900295 ⋅ t + 0,001478 ⋅ I ⋅ t – 0,0004435 ⋅ t 2 + 2,365462 ⅋1 – 1 )

Әдіс А.И. Чистовский . Әдіс су тасқыны бар мұнай кен орындарын игеру кезінде сульфатты жауын-шашынды болжаудың графикалық әдісін ұсынады, сульфатты қабат жыныстарының ықтимал шаймалануын ескере отырып, нәтижесінде сулар сульфаттармен байытылады.

Әдістің мәні келесідей.

1. 
   Кальций сульфатының координаталардағы (Ca – SO 4 ) ерігіштігінің графигінде (2-сурет) зерттелетін сулардың құрамына сәйкес келетін екі А және В нүктелері (А – су қоймасына айдалған, В) салынған. – су қоймасы).
   

2. 
   Зерттелетін сулар қоспасында кальций сульфаттарының ерігіштік қисығы тұрғызылған (2-сурет, 4-қисық). Ол үшін абсцисса осі бойынша екі судың талдау нүктелерінің арасындағы қашықтық осы сулардың минералдануының айырмашылығына пропорционалды түрде бөлінеді, т.б. алынған қоспалардың минералдану шкаласы салынады. Содан кейін қоспалардың әртүрлі минералдану нүктелерінен (10, 20, 30 г/л және т.б.) перпендикулярлар минералданудың бірдей мәндері үшін ерігіштік қисықтарымен қиылысқанша қалпына келтіріледі және алынған нүктелер тегіс сызықпен қосылады. Түзу. Алынған қисық 4 минералданудың барлық мәндері үшін сульфаттардың құрамын және талданатын сулар қоспаларындағы кальций мөлшерін көрсетеді, яғни. – кальций сульфатының су қоспаларында ерігіштік қисығы.
   

3. 
   Қабат жыныстары сульфаттандырылмаса және су қоспаларын одан әрі байыту мүмкін болмаса, онда А және В нүктелері түзу сызықпен қосылады (ол қоспалардағы кальций сульфаттарының құрамын көрсетеді) және бұл сызықтың орнымен салыстырылады. Араластыру сызығы.
   

4. 
   Егер өнімді қабаттың жыныстарында гипс болса, онда қабат арқылы суды сүзгенде ол сульфаттармен қанықып, құрамын өзгерте алады. Сондықтан А нүктесінің орнына су қоспасындағы сульфаттардың максималды мөлшеріне сәйкес келетін графикке А' нүктесін салу керек. А' нүктесі гипстің қанығу немесе шаймалау сызығымен қоспалардағы ерігіштік қисығының қиылысуымен анықталады (2-сурет, 1-түзу). A'B сызығы құрамында гипс бар жыныстағы сулардың нақты араласу сызығын көрсетеді (гипсті шаймалаусыз араластыруды сипаттайтын АВ сызығына қарағанда). А'В араластыру сызықтарын қоспалардағы кальций сульфатының ерігіштік қисығымен салыстыру (қисық 4) су қоспаларының қандай құрамында (минералдану) гипс тұнбасының түсуі мүмкін екенін көрсетеді (А' сызығы). B ерігіштік қисығынан жоғары) және қандай гипс еріген күйде (ерігіштік қисығының астындағы A'B сызығы). Мысалдан (2-сурет) барлық минералдану диапазонындағы барлық ілеспе судың гипс шөгу мүмкіндігі (көлеңкелі аймақ) бар, ал гипспен ең жоғары қанығу минералдануы 60–120 г ілеспе суларға тән екенін көруге болады. /л.
   

Бұл әдіс сульфаттың тұндыру мүмкіндігін сандық түрде болжауға мүмкіндік береді.

Айта кету керек, кальций сульфатының жауын-шашынын болжаудың барлық қарастырылған әдістері әдейі ең ауыр жағдайларды ескереді, олар іс жүзінде болмауы мүмкін. Бұл екі жағдайға байланысты. Біріншіден, болжау кезінде жауын-шашын әрқашан концентрациялар көбейтіндісі ерігіштік өнімінен асып кеткенде болады деп болжанады, яғни. Аса қаныққан ерітінділердің болу мүмкіндігі ескерілмейді. Дегенмен, бұл мүмкіндік өте нақты және жаппай коммерциялық материалдармен және арнайы әзірленген эксперименттермен дәлелденді.

Екіншіден, барлық есептеулер мен араластыру диаграммалары сульфаттың азаюын есепке алмайды. Бактериялардың сульфат иондарының бұзылуына байланысты сульфат иондарының нақты мөлшері араластыру диаграммаларымен болжанғанынан айтарлықтай аз болуы мүмкін, сондықтан сульфатты тұнбаның түзілуі қиын болады.

Бұл жағдайлар болжамның дәлдігіне температура мен қысымды елемеуден гөрі көбірек әсер етеді, бұл соңғы факторларды елемеу мүмкіндігін тағы бір рет көрсетеді.

Е
рітінділердің шамадан тыс қанығуы және сульфаттың азаюы, ең алдымен, сульфаттың жауын-шашынның сандық бағасына әсер етеді, ол жоғары дәлдікке ие бола алмайды. Кейде бұл жағдайлар болжамның сапалық бейнесін өзгертуі мүмкін. Дегенмен, болжау әдістері жауын-шашынның пайда болу мүмкіндігінің асыра бағаланған диапазонын беретіні маңызды, яғни. Кейбір жағдайларда олардың түзілуі ықтимал деп болжанса, сульфаттар шын мәнінде тұнбаға түспейді. Бұл болжамды есептеулер үшін белгілі бір қауіпсіздік шегін жасайды. Керісінше, теріс болжам сенімді. Бұл ерекшеліктер тек кальций сульфатының ғана емес, сонымен қатар басқа да сульфат тұздарының – барий сульфаты мен стронций сульфатының тұнбасын болжау үшін есептеу әдістеріне қатысты.

A – айдалатын су; В – қабат суы; А' – қабат жыныстарынан гипстің шайылуы есебінен сульфатпен байытылған айдалатын су; 1 – шаймалау; 2,3 – араластыру, 4 – кальций сульфатты сулардың қоспаларында ерігіштігі; қисықтардағы сандар – ағынды сулардың тұздылығы, г/л.
БЕЙОРГАНИКАЛЫҚ ТҰЗДАРДЫҢ ШӨГУІНІҢ АЛДЫН АЛУ ӘДІСТЕРІ
Бейорганикалық тұздардың шөгінділерімен күресудің негізгі бағыты олардың құбырларға шөгінділерінің алдын алу әдістерін қолдану болып табылады. Бұл жағдайда тұз шөгінділерінің пайда болу себептерін, жағдайларын және аймақтарын кешенді зерттеу негізінде әдісті дұрыс таңдауға болады. Тұздың шөгуінің алдын алудың қолданыстағы әдістерін екі топқа бөлуге болады – химиялық және химиялық емес.

4-сурет – Бейорганикалық тұздардың шөгуінің алдын алу әдістерінің классификациясы

Химиялық әдістерге қабатқа айдау үшін жоғары минералданған, қабат суларымен үйлесімді дайындау және пайдалану жатады.

Суды тазарту бойынша жұмыстар кешеніне айдалатын судың жер үсті немесе резервуар жағдайында араласатын басқа сулармен химиялық үйлесімділігін тексеру кіреді. Қабат суларымен химиялық үйлесімді жоғары минералданған суларды пайдалану бейорганикалық тұздардың шөгінділерінің түзілу қарқындылығын жояды немесе айтарлықтай төмендетеді. Сондықтан, бірқатар шетелдік кен орындарында гипстік жауын-шашынның алдын алудың түбегейлі әдістерінің бірі су басқан шөгінділер үшін натрий хлориді мөлшері 240 кг/м 3 дейін табиғи немесе жасанды түрде дайындалған жоғары тұзды суларды пайдалану болып табылады .

Шөгінділерді тұзды сумен толтырудың оң әсері Куйбышев және Орынбор облыстарындағы кен орындарын игеру тәжірибесімен расталады, бұл ұңғымаларды қабатпен су басқан жағдайларда сульфатсыз, хлорид мөлшері жоғары үйлесімді сулардың, гипстік жауын-шашынның болатынын көрсетті. Пайда болмайды. Батыс Сібірдегі мұнай кен орындарын пайдалану тәжірибесі де бейорганикалық тұздардың шөгуіне қабат қысымын ұстау жүйесі үшін сумен жабдықтау көзін таңдау шешуші әсер ететінін көрсетеді. Тұщы сулардың орнына ілеспе немесе тіпті төмен минералданған сеноман суларын айдау ұңғымаларда карбонатты тұздың тұндыру қарқындылығын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік берді. Ұқсас нәтижелер үйлесімді теңіз суларын айдау арқылы алынды.

Жайық-Еділ өңірінің жағдайлары үшін су басу үшін жоғары минералданған, коллекторлық сулармен үйлесімді пайдалану олардың мөлшерімен шектеледі, бұл әсіресе кен орнын пайдаланудың сусыз кезеңінде қабат қысымын ұстап тұруға жеткіліксіз. Сондықтан «БашНИПИнефть» институтының қызметкерлері мен дала жұмысшылары инъекциялық сумен бірге инъекцияға арналған қақ ингибиторларын қолдануды ұсынды.

Мұнайды жоғарылату үшін әртүрлі сұйықтықтарды айдауды енгізуге байланысты (күкірт қышқылы, сілтілі, полимерлі су басуы, көмірқышқыл газын, дистилляциялық сұйықтықты пайдалану және т. Бір мезгілде қаралады. Ceteris paribus, сол әдістерді қолдану керек, оларды қолдану тұздардың пайда болуына әкелмейді немесе олардың пайда болу қарқындылығына айтарлықтай кедергі келтіреді.

Бейорганикалық тұздардың шөгуінің алдын алудың белгілі әдістерінің ішінде қазіргі уақытта ең тиімді және технологиялық жағынан жетілдірілгені химиялық реагенттер – тұзды тұндыру ингибиторларын қолдану әдісі болып табылады. Масштабтау ингибиторларына қатаң талаптар қойылады, оларды жалпы және арнайы деп бөлуге болады.

Жалпы талаптар:

Мұнайды өндірудің, жинаудың, тасымалдаудың және өңдеудің технологиялық процестеріне, оның ішінде химиялық өнімдер оларда басқа мақсаттарда пайдаланылған кезде теріс әсер етпеуі керек;

Реагенттің төмен концентрациясында бейорганикалық тұздардың шөгуінің алдын алу қабілеті болуы керек;

Тұзды тұндыру ингибиторлары-реагенттердің әрекет ету механизмі күрделі және толық зерттелмеген. Ең тиімді және үнемді ингибиторлар «шекті әсер» көрсететіндер екені анықталды. Бұл әсер реагент пайда болған тұнбаның микрокристалды өзектерін қаптағанда, олардың өсуін баяулатқанда және оларды ерітіндідегі суспензияда тұнба деңгейінен жоғары концентрацияда ұстағанда пайда болады. Қорғалған жабдықтың бетінде де ингибиторлық адсорбция қабаттары пайда болғандықтан, бұл микромолекулалар металл беттерге нашар адгезияға ие және сұйықтық ағынымен оңай тасымалданады. Кейбір ингибиторлар тұздардың кристалдануын болдырмайды, бірақ сонымен бірге кристалдардың пішінін өзгертеді және олардың одан әрі өсуіне жол бермейді.

Аниондық ингибиторларға мыналар жатады: карбон қышқылдарының туындылары (акрил полимерлі қосылыстар, малеин ангидридіне негізделген сополимерлер); сульфон қышқылдарының туындылары; фосфор туындылары (бейорганикалық полифосфаттар, органикалық фосфаттар). Фосфорорганикалық туындылардың ішінде фосфор қышқылының күрделі эфирлері, фосфонаттар және аминофосфонаттар ерекшеленеді. Соңғылары, шын мәнінде, амфотерлік ингибиторлар болып табылады.

Катиондық ингибиторларға полиалкиленаминдер, моноаминдер, төрттік аммоний негіздері, полиэтоксилденген аминдер жатады.

Көпкомпонентті ингибиторлық композициялар екі немесе одан да көп компоненттерден дайындалады және классификация авторлары бойынша екі кіші топқа бөлінеді:

Құрамдастарының бірі тұзды тұндыру ингибиторы болып табылмайтын композициялар. Әдетте, шкала ингибиторының өзінен басқа, мұндай композицияларда не ингибиторлық компоненттің әсерін күшейтетін, не басқа тәуелсіз мәні бар, бірақ тежегіш компоненттің әсерін нашарлатпайтын иондық емес беттік белсенді зат болады;
Барлық компоненттері бейорганикалық тұздардың шөгуінің ингибиторлары болып табылатын композициялар. Тежегіштерді араластырғанда синергиялық тежеу ​​әсері алынады. Синергетикалық көп компонентті композицияны алу үшін бастапқы ингредиенттер ретінде ингибиторлардың әртүрлі кластары қолданылады. Әдетте анионды ингибиторлардың катиондылармен комбинациясы бар. Дегенмен, композициялар алу үшін ингибиторларды біріктірудің белгілі бір принциптері әзірленбеген.
Бүгінгі күні химиялық табиғаты бойынша тұздардың шөгуін болдырмауға қабілетті көптеген қосылыс топтары анықталды. Сондықтан әртүрлі құрамдағы тұздардың бір немесе басқа дәрежеде шөгуін болдырмауға қабілетті масштабты ингибиторлардың ауқымы жеткілікті кең. Дегенмен, мұнай өндіру тәжірибесінде ингибиторлардың отандық және шетелдік брендтерінің шектеулі саны кеңінен қолданылады.

Тұзды тұндырудың алдын алудың реагенттік емес әдістеріне мыналар жатады: күшті магниттік және акустикалық өрістермен қаныққан тұз ерітінділеріне әсер ету, құбырлар мен сорғылардың жұмыс органдарына қорғаныс жабындарын қолдану. Бұл топқа сондай-ақ ұңғыманы пайдаланудың технологиялық факторларының өзгеруіне негізделген шаралар кіреді, мысалы, арнайы оқшаулау жұмыстары, ұңғы түбіндегі қысымның жоғарылауын қамтамасыз ету, төсеніштерді, дисперсенттерді пайдалану және ұңғы сорғы қондырғыларының басқа да конструкциялық өзгерістері.

Сонымен қатар, кейбір жағдайларда магниттік және акустикалық өрістері бар аса қаныққан тұзды сулы ерітінділердің әсері қолданылады. Сонымен бірге магниттік өңдеудің тиімділігі, әдетте, әлдеқайда жоғары.

Масштабты азайту үшін мұнай кәсіпшілігі тәжірибесінде тұрақты магнит өрісін пайдалану (Д.М.Агаларовтың, В.И.Классеннің, В.Ф.Очковтың, Е.Ф.Тебенихиннің еңбектері) бұл бағыттың болашағын көрсетті. Бірақ оның дамуына тұрақты магнит өрісінің қаттылық тұздарының кристалдануына әсер ету механизмі және мұнай мен газ сұйықтарын магниттік өңдеуге арналған құрылғыларды есептеу негіздері туралы дәлелді теориялық идеялардың жоқтығы кедергі келтіреді. Сондай-ақ (В.И.Классен, Е.Ф.Тебенихин еңбектері) электромагниттік өрістің әсерінен тұз кристалдарының дисперстілігі артып, бет бірлігіне келетін шөгінділердің жалпы массасы төмендейтіні анықталды. Металл жабдықтардың бетіне тұздардың жабысу күші төмендейді, бұл құбырларды одан әрі тазалауды жеңілдетеді. Дегенмен, өрістік ортаны электромагниттік өңдеуге арналған құрылғыларды пайдалану тұрақты магнит өрісіндегі құрылғыларға қарағанда көп кемшіліктерге ие. Ең алдымен, бұл олардың жоғары құны, айтарлықтай қуат тұтынуы және, ең бастысы, мұндай құрылғылардың жұмыс параметрлерін есептеу үшін негіздердің болмауына байланысты қолдану нәтижелерінің екіұштылығы.

1. 
   Мстиславская Л.П. Основы нефтегазопромыслового дела: Учебник для вузов. – М.: Изд. ЦентрЛитНефиеГаз.- 2010 – 256с.
   

2. 
   Нефтегазовое дело в 6 томах.Уч. пособие /под ред. Проф. А.М. Шаммазова- СПб., Недра, 2011.
   

3. 
   Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1986г.
   

4. 
   И.Д. Амелин, Р.С.Андриасов., Ш.К.Гиматудинов и др. Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. М.Недра, 1978
   

5. 
   И.Д. Амелин, Р.С.Андриасов., Ш.К.Гиматудинов и др. Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. М.Недра, 1978
   

6. 
   Айткулов А.У. Повышение эффективности процесса регулирования разработки нефтяных месторождений. М.:, ОАО ВНИИОЭНГ, 2000 г.
   

7. 
   Айткулов А.У. и др. Пути повышения эффективности нефтеотдачи пластов место-рождений Казахстана. Алматы, 2002 г.