Инженерно-технологическое сопровождение работ по предотвращению солеобразования в скважинах

V

4. ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ РАБОТ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ СОЛЕОБРАЗОВАНИЯ В СКВАЖИНАХ

4.1, Определение причин выпадения и химической природы осадка

в скважине 4 Полесская

В апреле 2001г. произошла аварийная остановка скважины 4 Полесская. При подъеме оборудования обнаружено наличие кристаллического осадка неорганического происхождения, ставшего причиной аварии. Пробы осадка исследовались в ЦЛАИ путем химико-аналитического определения состава солянокислотных растворов осадка и в Ин­ституте геологических наук НАН РБ при помощи эмиссионного спектрального анализа.

При проведении анализа в ЦЛАИ установлено, что осадок практически не раство­рим в воде и плохо растворим в холодной соляной кислоте. Однако, при обработке горя-

/

чей соляной кислотой осадок меняет внешний вид: серый цвет переходит в белый, час­тицы становятся более рыхлыми и увеличиваются в размере. Последующее добавление воды приводит к полному растворению осадка. Состав солянокислого раствора (табл. 4.1) свидетельствует, что осадок представлен сульфатом кальция с небольшой примесью сульфата магния и железистых соединений. Анализ водной вытяжки показал, что хлори­стые соли присутствуют в следовых количествах.

Этот вывод согласуется с заключением ИГН НАН РБ, согласно которому мине­ральное образование представлено крупнокристаллическим гипсом, загрязненным неф­тью с примесью микроэлементов (г/т): бор (60), стронций (1100), медь (6), титан (10), ру­бидий (20).

На основании анализа закачиваемой и попутно добываемой вод (табл. 4.1), а так­же - состава пород-коллекторов Полесского месторождения, лабораторией гидрогеоло­гических исследований сделано заключение, что выпадение значительного количества сульфатных солей в скважине связано с использованием для поддержания пластового давления пресных вод, агрессивных по отношению к катагенетическим сульфатным вы­полнениям, широко развитым в породах боричевского возраста. Продвижение закачи­ваемых вод к скважине 4 привело к растворению ангидритовых образований в пласте и постепенному насыщению этих вод сульфат-ионами до такой степени, что при измене­нии термобарических условий образование осадка сульфатных солей становится весьма вероятным. Известно также что, рост температуры, имеющий место при работающем ЭЦН, ведет к снижению растворимости сульфата кальция, а увеличение скорости движе­ния потока жидкости - к увеличению степени образования зародышей кристаллов. Од­новременно увеличение скорости движения потока жидкости ведет к тому, что образова-

V

ние собственно осадка происходит не только, и не столько в месте зарождения центров кристаллообразования, но, в основном, - выше по потоку. Именно это обстоятельство и привело к засолению скважины, засорению НКТ и выходу из строя насосного оборудо­вания.

На основании обработки и интерпретации гидрохимических данных, расчетного прогнозирования выпадения гипса, было рекомендовано при эксплуатации скважины производить дозирование пресной воды в объеме 30% от суточного дебита по воде с це­лью разбавления попутно добываемой воды до значений плотности, безопасных в отно­шении гипсообразования (1,046-1,053г/см³). Для предотвращения дальнейшего вымыва­ния сульфатов предложено также использовать для закачки в нагнетательную скважину 8 рассолы с повышенным содержанием кальция. В этом случае выпадение осадка сульфата кальция.не прогнозируется и отложения солей на поверхности подземного оборудования скважины можно избежать.

Эксплуатация скважины 4 с учетом сделанных рекомендаций в части технологи­ческих обработок была начата с 14.06.2001 (при этом в нагнетательную скважину 2, а с конца октября - и в скв.8 по-прежнему закачивалась пресная вода). Согласно промысло­вым данным закачка пресной воды в скв. 4 осуществлялась периодически (рис. 4.1) с пе­рерывами в 1-5 дней. В целом, среднемесячное количество закачанной пресной воды бы­ло выдержано в соответствии с рекомендациями и составило 30,7-45,8% от дебита сква­жины по воде (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Принципиальная модель изменения степени насыщенности закачиваемых и попутных вод нефтяных месторождений Беларуси в поверхностных и пластовых условиях по галиту, ангидриту и кальциту.

1 - устье скважин; 2 - направление изменения величины индекса насыщения вод (L) по различным минералам.

Зависимость плотности попутных вод нефтяных месторождений Беларуси от содержания в них хлора.

Номограмма для определения степени насыщенности попутных вод нефтяных месторождений Беларуси по галиту (со­ставили В.Д. Порошин, В.П. Хайнак). 0-20 - растворимость галита, г/л (+ растворение, - - выпадение).