40. Причины и условия формирования отложений солей различного типа. Виды солеотложений и их хар-ка. Классификация, хар-ка, область применения методов борьбы с солеотложениями.

Солеобразование - процесс выпадения солей из раствора и отложения их в порах пласта, на поверхности фильтра, эксплуатационной колонне, НКТ и оборудовании.

Причины и условия формир-я отложений солей разл. типа

Отложения солей в основном наблюд-ся в обводн-ой скв. Отложения бывают:

- водорастворимые соли (NaCl, CaCl)

-водонерастворимые соли (CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄∙2H₂O, MgSO₄, BaSO₄ и др)

Состав солеотложений носит комплексный хар-р:1. минеральная часть. 2. органическая часть (асфальтены, смолы, битумы, тугоплавкие парафины). 3. продукты коррозии (центры кристаллизации).

Структура солевых осадков: мелкокристаллическая структура (высокотемпературные, в основном на колёсах ЭЦН, клапанах, задвижках) и слоистая структура (НКТ, устьевое оборудование).

Мех-м солеотложения заключ-ся в появлении и росте кр-в непоср-но на пов-ти нефтепромыслового оборуд-я. Массовая кр-ция обусловлена наличием пересыщенных солями р-ров, включая этапы: 1. зародышеобразования. 2. роста кристаллов. 3. перекристаллизации.

Выпадение любого в-ва в осадок происх-т в том случае, если его конц-ция в р-ре превышает равновесную для данных условий. Такое превышение вохможно в 2-х случаях: 1. возрастание фактич-ой конц-ции. 2. сниж-е растворимости.

Осн-ая причина образ-ия солей-это нарушение термодин-го (сульфатного или карбонатного) равновесия, обусловл-ое изменением температуры и давления.

В пл-х усл-ях при пост-ых р и t в водных р-рах сущ-ет динам-ое равновесие м/у различными формами углекислоты:

При наличии в пл-ых водах одновременно ионов кальция, магния, образ-ся непрочные растворимые бикарбонаты кальция и магния:

,

равновесное содержание кот-х поддерживается за счет свободного углекислого газа.

В природных пресных водах бикарбонат кальция нах-ся в динам-ом равновесии с карбонатом кальция и диоксидом углерода:

На основе реакции можно записать:

Т.о., любое воздействие, в рез-те кот-го СО₂ удаляется из системы (н-р при повыш-ии t или изменении р), приводит к сдвигу хим. равновесия и выпадению осадка карбоната кальция СаСО₃.

Причины выпадения солей: 1. снижение р, 2. повышение t-ры, 3. пересыщение растворов, 4. изменение хим. состава воды при смешении вод разл-х типов.

При смешивании воды содержащей сульфат ионы с хлоркальциевой водой, содержащей повыш-ое кол-во Са²⁺ образ-ся сернокислый кальций (гипс):

Виды отложений: 1. Плотные и мелкокристалл-ие отложения. Основу таких отложений составляют кр-лы соли длиной до 5 мм. 2. Плотные отлож-я с преобладанием кристаллов сред-х размеров (15-18 мм). 3. Плотные и крупнокристал-ие отложения до 25мм.

Отложения сульфата кальция (СаSO₄)

Растворимость СаSO₄ в дистиллированной воде сост-ет 207 мг на 100 г р-ра при р=0,1 МПа и t=24⁰С. В опред-х усл-ях каждая молекула СаSO₄ связывает 2 молекулы воды, в результате чего образ-ся кристаллы гипса, поэтому такие отложения наз-ют гипсовыми. Если в составе этих отлож-ий содерж-ся > 15% углеводор-х соединений нефти, то их наз-ют гипсоуглеводородными.

Осн-е причины выпад-я гипса:

1. Выщелачивание закачиваемой пресной водой гипса и ангидрида, содержащегося в скелете пласта.

2. Обогащение попутно добываемой воды ионами сульфата из погребенных или остат-х вод.

3. Окисление имеющихся в пл-е сульфидов до сульфатов и серосодерж-х компонентов нефти кислородом воздуха, поступающих с закачиваемыми водами

4. Приток сульфатных вод из-за негерметичности цементного камня или обсадной колонны.

5. Изменение термобарич-х усл-ий газоводонефтяной смеси в колонне НКТ при подъеме жид-ти из скв. и в УКПН.