13. Методы борьбы с солеотложениями в пр-се добычи и подготовке г

Поступлении пл-ой воды (сильно минерализованной) в скв-ны, вызывая серьезные затруднения в эксплуатации.

В пл-ой воде распространены: NaCl, MgCl, CaCl, карбонаты (СаСО₃, MgCO₃) и бикорбанаты, сульфаты (СаSO₄), окислы и гидроокиси железа. Эти соли выпадают из раствора при изменении т/д-х усл-й.

Для предварительного планирования мероприятий по предупреждению отложений солей необходимо иметь сведения о составе пл-ой воды к началу разр-и месторождения, об изменении количества добываемой пл-ой воды по годам разр-и и ее состава.

Отрицательное воздействие солей на работу технологического оборудования

Отложение солей наблюдается в фонтанной арматуре, шлейфах, сеп-рах на УКПГ. Отложения солей приводят к частым остановкам для ремонта и замены оборудования.

Накопление солей в аб-те приводит к осаждению их на поверхностях теплообмена, что отражается на производительности уст-к регенерации аб-та и на качестве регенерированного продукта.

Отложения солей в трубах и оборудовании промыслов, где добывается Г, содержащий H₂S и СО₂ – блокируют металл, препятствуя проникновению ингибиторов коррозии.

На установках регенерации метанола отложения солей ухудшают режим работы, приводят к потерям метанола, снижению производительности и уменьшению концентрации регенерированного продукта.

Факторы, вливающие на отложение солей

Основными причинами солеобразования является: снижение Р_пл и t_пл в пр-се отбора Г из скв-ны и смешение минерализованных пл-ых вод с метанолом.

По мере продвижения пл-ой воды от забоя к устью снижаются Р и t, это способствует выпадению солей. Выпадение СаСО₃ связано обычно с нарушением карбонатного равновесия, так как в результате снижения Р_пл из рассола десорбируется растворенный СО₂. Потеря раствором какой-то части СО₂ резко смещает карбонатное равновесие в сторону образования СО₂ для восполнения потери и, соответственно, образования нерастворимого осадка СаСО₃.

Интенсивное отложение гипса происходит при смешивании попутно-добываемых вод разных горизонтов, когда в одной воде – высокое сод-е ионов кальция, а другой – сульфат – ионов.

Кроме того, падение Р по мере эксплуатации скв-ны повышает упругость паров пл-ой воды и способствует ее испарению и повышение концентрации солей в растворе, которые затем выкристаллизовываются и образуют солеотложения.

При смешивании минерализованных пл-ых вод с метанолом происходит активное обрастание труб солевыми отложениями, представленными, в основном, солями щелочных и щелочноземельных металлов. Это объясняется тем, что мол-лы метанола активно присоединяют мол-лы воды, образуя довольно прочные водородные связи м/у водородом воды и кислородом гидроксила.

В результате солевой раствор становится перенасыщенным, и из раствора начинают выпадать кристаллы солей. Кроме того, метанол реагирует с ионами щелочных металлов, образуя алкоголяты:

СН₃ОН+Nа⁺СН₃ОNa+Н⁺,

которые являются более сильными основаниями по сравнению с NaОН и КОН и поэтому в их среде легко выпадают кристаллы солей.

При высоких t-рах на установках регенерации ДЭГа (метанола) происходит активное отложение NaCl и солей жесткости на жаровых трубах в колоннах огневой регенерации и на трубах испарителя в установках паровой регенерации. Это ведет к ухудшению теплообмена, прогоранию и коррозии жаровых труб. Причиной солеотложения в данном случае является понижение растворимости солей в гликолях при повышении t-ры и концентрации гликолей. На пр-с солеотложения влияют ск-ть движения газожидкостного потока, влагосод-е Г, состояние поверхности труб, материалы труб.

Сравнительная эффективность различных способов борьбы с отложениями солей

Методы борьбы с отложением солей подразделяются на физические и химические .

Физические методы основаны на применении магнитных, электрических (высокочастотных) и акустических (распространение ультразвуковых волн) полей.

Физические методы предупреждения солеотложения пригодны для защиты отдельных узлов оборудования, работающих в зонах наиболее интенсивного отложения солей. Широкое внедрение эти методов сдерживается отсутствием обоснованных границ их применение и противоречивостью результатов опытно-промышленных испытаний.

Химические методы. К основным химическим методам обработки воды относятся: умягчение воды посредством ионного обмена и применение химических реагентов – ингибиторов солеотложения, получило наибольшее распространение для борьбы с солеотложениями. Наиболее перспективными являются фосфорорганических комплексоны из класса аминоалкиленфосфоновых кислот.

14. Способы разрушения отложения солей

По своему химическому составу солевые отложения подразделяются на растворимые и нерастворимые. Нерастворимые солеотложения – это сульфаты и карбонаты кальция, магния, бария, железа и т.д., растворимые – отложения, состоящие, в основном, из хлоридов натрия и калия.

Наиболее сложной является проблема с солеотложениями в скв-нах. Существует два пути борьбы с отложениями солей. Первый – разрушение уже выпавшей фазы, и второй – предупреждение образования солеотложений.

Удалять выпавшие отложения можно механическим путем (разбуриванием солевых пробок) и термохимическим (размывом отложений).

Термохимический способ, по сравнению с механическим, намного эффективнее, так как > тщательная очистка позволяет полностью восстановить дебит скв-ны и время м/у обработками увеличивается до 20-40 сут. В качестве промывочного раствора (для удаления гипса) используют смесь 27 %-ной соляной кислоты (1,5 м³) и хлорида натрия (400-500 кг), растворенных в 1 м³ воды, нагретой до 60 ⁰С.

Кроме этого, для ликвидации отложений гипса в скв-нах используют состав на основе динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (триалон Б) – (9,1-23,1 %), гидроокиси натрия (0,9-9,1 %) и воды (остальное).

Однако необх-о отметить, что при опр-ной эффективности вышеприведенных способов, удаление уже отложившихся солей является энерго – и трудоемким пр-сом. Кроме того, термохимическая (кислотная) обработка вызывает коррозию оборудования.

Поэтому в настоящее время большое распространение получили химические методы предотвращения образования солеотложений с помощью ингибиторов. При правильном выборе типа ингибитора, соблюдении технологии его применения и обеспечении постоянной концентрации достигается высокий эффект защиты оборудования и трубопроводов от солеотложения.

Физико-химическая характеристика комплексонов и их применение

Эффективными ингибиторами солеотложения являются комплексоны класса аминоалкиленфосфоновых кислот. Это вещества, имеющие в составе фосфоновые группы – Р(О)(ОН)₂ и образующие высокоустойчивые растворимые комплексные с ионами большинства металлов различных групп.

В настоящее время Наиболее распространенными и широко внедряемыми комплексонами является нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ), (2-окси-1,3-пропилендиамин) – тетраметиленфосфоновая кислота (ДФП-1) и оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ).

Эти реагенты выпускаются отечественной промышленностью. Они хорошо растворимы в воде, эффективны при высоких температурах, до 200^оС (ОЭДФ до 130 ^оС) и в широких интервалах рН от 1,5 до 9, высокоустойчивы к гидролизу. Это обуславливается наличием прочной связи атомов углерода и фосфора, которая не разрушается доже при кипячении фосфоросодержащих комплексонов с соляной кислотой или едким натром. Они разлагаются до ортофосфатов только в специальных усл-ях: при воздействии сильных окислителей и повышенной температуре.