Солеобразование в добывающих газовых скважинах. Методы удаления солеотложений

Образование неорганических солей в скважине – это процесс выпадения в осадок малорастворимых органических соединений вызываемых перенасыщением раствора. Под пересыщением понимают концентрацию в растворе соединения выше равновесной.В пластовой воде распространены: NaCl, MgCl, CaCl, карбонаты (СаСО₃, MgCO₃) и бикорбанаты, сульфаты (СаSO₄), окислы и гидроокиси железа и продукты жизнедеятельности бактерий. Большинство отложений имеют кристаллическую структуру и процесс образования состоит из этапов: 1.Перекристаллизация раствора; 2.Зародышеобразование; 3.Рост кристаллов; 4.Перекристаллизация. Процесс перекристаллизации какого либо компонента обусловлен увеличением концентрации его выше равновесной в растворе, а для промыслов связано с применением добываемой воды. Несовместимость утилизированных вод с пластовой основная причина отложения солей. Изменение термобарических условий – в этом случае возможно образование карбоната кальция по двум схемам:

Изменение химического состава в процессе разработки осуществляется при смешении закачиваемой пластовой воды даже в случае их химической совместимости это приводит к формированию попутнодобываемой воды совершенно нового состава по сравнению с пластовой основными критериями образования солей служат: 1.Термобарические условия; 2.Физикохимические свойства флюида; 3.Процессы адсорбции; 4.Гидродинамические эффекты.

Основными причинами солеобразования является: снижение Р_пл и t_пл в пр-се отбора Г из скв-ны и смешение минерализованных пл-ых вод с метанолом.

По мере продвижения пл-ой воды от забоя к устью снижаются Р и t, это способствует выпадению солей. Выпадение СаСО₃ связано обычно с нарушением карбонатного равновесия, так как в результате снижения Р_пл из рассола десорбируется растворенный СО₂. Потеря раствором какой-то части СО₂ резко смещает карбонатное равновесие в сторону образования СО₂ для восполнения потери и, соответственно, образования нерастворимого осадка СаСО₃.

Интенсивное отложение гипса происходит при смешивании попутно-добываемых вод разных горизонтов, когда в одной воде – высокое сод-е ионов кальция, а другой – сульфат – ионов.

Кроме того, падение Р по мере эксплуатации скв-ны повышает упругость паров пл-ой воды и способствует ее испарению и повышение концентрации солей в растворе, которые затем выкристаллизовываются и образуют солеотложения. При смешивании минерализованных пл-ых вод с метанолом происходит активное обрастание труб солевыми отложениями, представленными, в основном, солями щелочных и щелочноземельных металлов. Это объясняется тем, что мол-лы метанола активно присоединяют мол-лы воды, образуя довольно прочные водородные связи м/у водородом воды и кислородом гидроксила. В результате солевой раствор становится перенасыщенным, и из раствора начинают выпадать кристаллы солей. Кроме того, метанол реагирует с ионами щелочных металлов, образуя алкоголяты:

СН₃ОН+Nа⁺«СН₃ОNa+Н⁺,

которые являются более сильными основаниями по сравнению с NaОН и КОН и поэтому в их среде легко выпадают кристаллы солей.

Методы борьбы с отложением солей подразделяются на физические и химические.

Физические методы основаны на применении магнитных, электрических (высокочастотных) и акустических (распространение ультразвуковых волн) полей.

Физические методы предупреждения солеотложения пригодны для защиты отдельных узлов оборудования, работающих в зонах наиболее интенсивного отложения солей. Широкое внедрение эти методов сдерживается отсутствием обоснованных границ их применение и противоречивостью результатов опытно-промышленных испытаний. Химические методы. К основным химическим методам обработки воды относятся: умягчение воды посредством ионного обмена и применение химических реагентов – ингибиторов солеотложения, получило наибольшее распространение для борьбы с солеотложениями. Наиболее перспективными являются фосфорорганических комплексоны из класса аминоалкиленфосфоновых кислот.