Приложение к разделу 9
Рисунок 9.1 — Зависимость давления насыщенных паров нефтей от температуры
1-нефти легкие, ρ = 0.8 т/м3; 2-нефти средние, ρ = 0.87 т/м3 ; 3-нефти тяжелые, ρ = 0.97 т/м3
10. Осложнения при транспорте продукции скважин
Внутренняя коррозия трубопроводов
Минеральные и газовые компоненты определяют основные химические свойства и состояние воды: жесткость, агрессивность, кислотность, щелочность и др.
Коррозия железа обусловливается наличием в воде кислорода, агрессивной углекислоты и сероводорода.
В пластовых водах существует равновесие:
Из этого уравнения равновесия следует, что для поддержания определенной концентрации бикарбонат-ионов HCO3- , требуется, чтобы в воде присутствовало соответствующее этой концентрации количество свободного углекислого газа CO2, называемое равновесным.
Если фактически присутствующее в воде количество CO2 больше равновесной концентрации, то избыток его способен вызвать растворение СаСО3, т.е. сдвинуть равновесие влево и довести рН воды до 3,5, при котором металл сильно корродирует. Такую воду называют агрессивной. При недостатке в воде CO2 по сравнению с равновесной концентрацией бикарбонат-ионы HCO3- распадаются, т.е. равновесие сдвигается вправо, что приводит к выделению из воды осадка карбоната кальция СаСО3.
Если фактическое содержание в воде углекислого газа совпадает с равновесной концентрацией, из воды не будет выделяться осадок карбоната кальция и она не способна растворять СаСО3. Такая вода называется стабильной (рН=7).
ЗАДАЧА 10.1.1.
По химическому составу воды определить тип воды и наличие в ней агрессивной углекислоты.
Алгоритм решения задачи 10.1.1.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ТИПОВОЙ ЗАДАЧЕ (СОСТАВ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ)
Таблица 10.1
Содержание ионов, мг/л |
Свободная СО2, мг/л |
||||||
Na+ |
K+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
Cl- |
SO42- |
HCO3- |
|
26,3 |
7 |
25,9 |
17 |
18 |
11,5 |
195,2 |
17,6 |
Решение.
Количество агрессивной углекислоты определяют по графикам, составленным Лаптевым Ф.Ф., в которых используется содержание связанной и свободной углекислоты (см. Приложение). Графиком А пользуются, если
(10.1)
где ri – содержание иона в эквивалентной форме, в других случаях используют график Б. (расчет ri – см в конце раздела).
1.
Определяем величину отношения
:
(10.2)
т.к. полученная величина больше 1,25, в дальнейшем используем график Б.
2. Находим суммы эквивалентов Са2+ (а) и НСО3- (в) и удвоенного содержания свободной углекислоты СО2 (с):
(10.3)
(10.4)
(10.5)
(10.6)
На графике Б этим суммам отвечает точка, лежащая на кривой, соответствующей эквивалентному содержанию равновесной НСО3- 3,7 мг-экв/л. Фактически в воде содержится 3,2 мг-экв/л НСО3-, т.е. равновесное эквивалентное содержание НСО3- выше имеющегося на 0,5 мг-экв/л (3,7 – 3,2 = 0,5). Это говорит о том, что в системе недостаток НСО3- относительно имеющегося содержания СО2, избыток которого будет придавать воде коррозионную активность. По нижней шкале графика находим, что этот избыток СО2 составляет 11 мг/л.
Зная содержание шести основных ионов в эквивалентной форме, можно, пользуясь классификацией Сулина (табл.4), определить тип воды.