Кафедра Гидрогеологии Студентка 3 курса Лямина Лариса Андреевна Научный руководитель: Киреева Татьяна Алексеевна

Целью данной работы было прогнозирование солеотложения неорганических солей, а именно сульфатов и карбонатов (CaSO4- ангидрит, SrSO4- целестин, BaSO4- барит, CaCO3-кальцит) при разработке месторождения им. Ю. Корчагина. Цель работы

1. Дать стратиграфическое и тектоническое описание месторождения им. Ю. Корчагина. 2. Привести основные причины изменения гидрохимической среды при разработке нефтегазовых месторождений. 3. Разобрать условия выпадения твердых солевых осадков. 4. Произвести анализ химического состава проб воды с месторождения им. Ю. Корчагина и использовать его в расчетах 5. Выполнить прогноз выпадения сульфатных солей по методу Дж.Е. Оддо и М.Б. Томсона. Основные задачи

Месторождение им. Ю. Корчагина

Причины изменения гидрохимической среды при разработке нефтегазовых месторождений 1. Смешение вод. Формула А.Р. Ахундова и Ш.Ф. Мехтиева основанная на линейной зависимости содержания компонентов от пропорций смешивающихся вод. Х 1 = 100 (С 1+2 –С 2 )/(С 1 - С 2 ), где (4.1) Х 1 – объемная доля 1-ой воды в составе смеси, в %; С 1 – содержание какого-либо компонента в составе 1-ой воды, С 2 – содержание этого же компонента в составе 2-ой воды; С 1+2 – содержание этого компонента в составе смеси вод. 2 Взаимодействие вод с вмещающими породами : растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен 3 Взаимодействие вод с углеводородами (УВ). SO C n H 2n+2 = CO 2 + H 2 O + H 2 S 4 Взаимодействие вод с нефтепромысловым оборудованием. 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 Fe+2H2S=Fe(HS)2+H2

1. Физические: а) дегазация закачиваемой воды; б) отстаивание и фильтрация; в) добавление формалина. 2. Химические: а) прогнозирование солеотложения; б) ингибирование.

Условия выпадения твердых солевых осадков Основные причины отложения солей: 1) смешение несовместимых вод, 2) растворение горных пород и газов, 3)изменение термобарических условий.

Примеры солеотложения на стенках скважины

1 Причины отложения сульфатов Na 2 SO 4 + CaCl 2 = CaSO 4 + NaCl Отложение сульфатов обычно происходит при смешении несовместимых вод, чаще всего при закачке поверхностных (речных, морских) вод в пластовые рассолы. 2 Причины отложения карбонатных солей Отложение карбоната кальция (CaCO 3 )возможно в двух случаях: 1. Снижение пластового давления и переход СО 2 из растворенного состояния в свободное. Са(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 +CO 2 +H 2 O 2. При смешении вод HCO 3 -Na состава (инверсионных) с Cl-Ca пластовыми растворами: 2NaHCO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl+H2O+CO2

скв.Н, мрНМ, г/л Na+K, мг/л, экв-% Cl, мг/л, экв-% Ca, мг/л, экв-% Mg, мг/л, экв-% SO 4, мг/л, экв-% HCO 3, мг/л, экв-% ,8125, , ,0 98,5 4384, , ,0 1,3 211,7 0, , , ,0 98,6 4300,0 10,9 729,0 3,1 1152,0 1,2 224,5 0, ,9124, ,7 87, ,5 98,5 3810,0 8,9 954,0 3,7 1350,0 1,3 239,1 0, , ,0 80, ,0 98,6 4840,0 12,4 612,0 3,4 1000,0 1,4 61, ,2111, ,4 86, ,5 98,6 4720,0 12,3 264,0 1,2 1250,0 1,4 48,8 Нагнета- тельная вода ,569,022079,0 80, ,0 97,9 3800, ,0 3,3 1150,0 2 59,0 0,1

Содержание компонента, мг/дм 3 Пластовая вода нижнемелового водоносного горизонта (скв. 2- Широтная) Вода Каспийского моря Рассол пл. Памятная Буровой рассол Cl ,9 5246, ,00 SO ,4 2906, ,57 HCO ,05 213, ,10 СО ,00 Ca ,72 320, ,40 Mg ,45 778, Na + + K , , , ,40 Sr М, г/дм 3 76,7 12, ,5 Т, о С78,8° Р, бар 16, ,291 Формула Курлова Cl97 SO 4 2,5HCO 3 0,5 Na83 Ca15 Mg2 Cl63 SO 4 35HCO 3 2 Na74 Mg18 Ca8 Cl100 Na71 Ca24 Mg5 Cl72 CO 3 20 HCO 3 4 SO 4 4 Na100

Оценку возможного выпадения сульфатных солей в нефтяных и газовых скважинах предлагается осуществлять по индексу насыщения (метод Дж. Е. Оддо и М.Б. Томсона, 1998 г.), определяемого по следующей формуле:, где Sl -индекс насыщения; [Kt 2+ ]*[An 2- ]- молярных концентраций в растворе солеобразующего катиона и аниона соответственно. K- константа произведения растворимости при равновесном состоянии, которую в зависимости от термобарических условий и ионной силы раствора (µ) предлагается определять по соотношению: -lg(K)= a+bT+cT 2 +dP+eµ 0.5 +fµ+gµ 1.5 +hTµ 0.5, где T- температура в градусах Фаренгейта, P-давление в psi, a, b, c, d, e, f, g, h- эмпирические коэффициенты. Расчетные параметры к прогнозированию отложения ангидрита по уравнению следующие: a=2.884; b=9.327e -3 ; с=0.188e -6 ; d=-3.400e -5 ; e=-1.994; f=1.267; g=-0.190; h=-3.195e -3. Расчетные параметры к прогнозированию отложения целестина по уравнению следующие: a=6.090; b=2.237e -3 ; c=5.739e -6 ; d=-4.197e -5 ; e=-2.082; f=0.944; g=-8.650e -2 ; h=-1.873e -3.

каспийская: пластовая 1:92:83:74:65:56:47:38:29:1 Sl- индекс насыщен ия 16,417,418,419,520,722,123,424,826,5 При всех возможных соотношениях пластовой и каспийской воды индекс насыщения Sl >0, следовательно во всех случаях возможно выпадение ангидрита (CaSO 4 ). Расчет индекса насыщения пластовой воды пл. Широтной по ангидриту при закачивании каспийской воды.

буровой рассол: пластовая вода 1:92:83:74:65:56:47:38:29:1 Sl - 8,27,97,57,26,86,46,15,55,1 Проведя расчеты индекса насыщения для смеси бурового раствора, используемого на месторождении им. Ю. Корчагина и пластовой воды при всех возможных соотношениях получились следующие результаты: При всех возможных соотношениях пластовой воды и бурового рассола индекс насыщения Sl >0, следовательно во всех случаях возможно выпадение ангидрита (CaSO 4 ). Расчет индекса насыщения пластовой воды пл. Широтной по ангидриту при закачивании бурового рассола.

Каспийская: Пластовая вода 1:92:83:74:65:56:47:38:29:1 Sl 1076,41079,21082,01083,81087,91098,61103,91089,01095,1 Положительное значение индекса насыщения (Sl>0) во всех пропорциях смешения свидетельствует, что фактическое насыщение раствора целестином больше равновесного состояния и возможно выпадения осадка. Расчет индекса насыщения пластовой воды пл. Памятной по целестину при закачивании каспийской воды.

1. Данная работа показывает актуальность проблемы солеотложения при добыче нефти и газа. 2. Анализ химического состава пластовых вод месторождения им. Ю. Корчагина, каспийской воды и фильтрата бурового раствора, проведенные расчеты на их химическую совместимость показали возможность выпадения сульфатов кальция и стронция при всех пропорциях смешения. 3. Расчеты, применяемые при прогнозе солеотложения, являются весьма приближенными. 4. Применяемый метод дает только качественные, а не количественные характеристики протекающих процессов.