Защита окружающей среды при до­быче, транспорте и хранении нефти и газа, страница 49

Большой практический интерес с точки зрения выбора наибо­лее оптимального способа подготовки воды представляет процесс смешения различных по своему физико-химическому составу пла­стовых вод. Многочисленные исследования, проведенные в различ­ных районах добычи нефти, показали, что при смешении разно­типных пластовых вод и изменении их рН образуются взвеси из твердых механических примесей, которые выпадают в виде нераст­воримых осадков и создают определенные трудности при подго­товке пластовых вод ('повышается стойкость эмульсии, отклады­ваются соли в трубопроводном и технологическом оборудовании и др.).

Установлено, что нерастворимые осадки (в данном случае в основном карбонаты) образуются при определенном равновесном состоянии солей, а именно —при положительном индексе стабиль­ности. При отрицательном индексе осадки обычно растворяются и переходят в ионное состояние. Наиболее характерные химиче­ские реакции протекают следующим образом.

Для пластовой воды, содержащей сульфат-ионы с хлоркальци-евой водой.

SO₄²--f Са²⁺ -+- 5Н₂О = iCaSO₄• 5Н₂О..

Осадок — сернокислый кальций (CaSO*) в виде гипса.

Для пластовых вод, содержащих ионы закисного железа, ба­рия и растворенного кислорода

Осадок —в   виде сульфата железа   (FeS)   и сульфата  бария

(BaSO₄).                                                 Существенную роль в формировании осадков играет и раство­ренный в воде кислород, который способствует окислению хими­ческих соединений и образованию нерастворимых солей.

На протяжении длительного периода разработки нефтяных ме­сторождений Ашперонского полуострова установлено, что процесс закачки в пласты морской воды сопровождается значительным выпадением солей карбонатов кальция и магния. В результате резко снижается проницаемость призабойной зоны пласта. Так, например, после смешивания щелочной пластовой воды с морской (от 10 до 90%) при 55—75° С выпадает от 50 до 450 мг/л солей кальция. Максимальное количество солей кальция выпадает при

86

соотношении морской и щелочной воды 50: 50. С увеличением со­держания морской воды осадок кальция уменьшается. Резко ме­няется процесс выпадения солей кальция при 40° С. При этой тем­пературе и 90% морской и 10% минерализованной воды достига­ется наименьшее выпадение солей. С уменьшением содержания морской воды количество выпадающих солей СаСОз возрастает до 320 мг/л и MgGO₃—до 150 мг/л.

Для замедления и предотвращения процесса выпадения солей из смешанных пластовых вод применяют гексаметафосфат натрия (ЫаРОз) из расчета 3—5 г на 1 м³ извлекаемой пластовой воды. Поэтому при выборе совместной технологии очистки разнотипных сточных вод рекомендуется учитывать не только влияние указан­ных факторов на продолжительность процесса водоподготовки, но и способы их утилизации. Для предотвращения отложений нераст­воримых осадков в наземном оборудовании ТатНИПИнефть реко­мендует использовать при закачке воды в высокопроницаемые пласты малогабаритное оборудование (гидроциклоны, напорные отстойники и др.) и в слабопроницаемые пласты —гидрофобные фильтры, принцип действия которых предусматривает сорбцию не­фтяным слоем взвешенных частиц и отстой в динамическом режи­ме.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ

Работа промыслового оборудования в нефтяной промышленно­сти и главным образом подземных сооружений (магистральные и внутрипромысловые трубопроводы, обсадные колонны, насосно-компрессорные трубы, насосные штанги) проходит в крайне небла­гоприятных условиях. Наряду с почвенной коррозией, весьма су­щественное коррозионное воздействие на оборудование оказывает и продукция самой скважины. Исследованиями в этой области уста­новлено, что во многих случаях агрессивность пластовых нефтей резко возрастает при поступлении в них одного из наиболее ак­тивных стимуляторов коррозии — кислорода. Источниками посту­пления кислорода в пластовые воды могут быть пресные (промыв­ные) воды, добавляемые в нефть в процессе обессоливания, пода­ча на установки подготовки нефти пластовой воды или канализа­ционных вод, смешение сточных вод с пресными на кустовых на­сосных станциях и т. д. Кроме того, другая возможность загрязне­ния пластовых вод — появление в них на поздней стадии разра­ботки месторождения сероводорода за счет жизнедеятельности сульфатовосстанавливающих бактерий (СВБ).