5. Движение готовых кристаллов
падающий в пересыщенном растворе одиночный кристалл оставляет за собой след в виде
мельчайших кристалликов .
6. Механические примеси и стенки аппаратов
42
При растворении малорастворимой соли в воде одновременно протекают два
процесса – растворение и осаждение. В разбавленном растворе преобладает
растворение, в пересыщенном – выделение растворенного вещества. Насыщенным
называется такой раствор соли, в котором устанавливается динамическое
равновесие:
скорость растворения равна скорости осаждения.
ПР – это произведение активностей ионов (моль/дм3)
в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам, в
насыщенном растворе труднорастворимой соли при равновесии между твердым
веществом и ионами, образующими соль:
где aKt – активность катиона, aAn – активность аниона в растворе при равновесии
между твердым веществом и ионами, образующими соль.
43
При установившемся равновесии в насыщенном водном растворе
малорастворимой соли при данных температуре и давлении
независимо от изменения концентрации отдельных ионов,
образующих соль, величина ПРKt
mAnn остается постоянной.
ПР позволяет понять, как связаны между собой концентрации
катиона и аниона, образующих соль, при растворении и
кристаллизации этой соли.
Знание ПР позволяет не только прогнозировать осаждение
солей, но и оценить, какие именно соли следует ожидать в
рассматриваемой системе.
44
45
НКТ с отложениями АСПО
Предотвращение образования солей
Методы
Физические
(воздействие
электрическими,
магнитными или
акустическими полями.)
Химические
Применение ИСО
Технологические
(защитные покрытия; применение в действие
внутрискважинного оборудования; удаление
солеобразующих ионов; турбулизация потока;
разбавление пресной водой; недопущение смешивания
вод;)
Физические методы борьбы
Воздействие на добываемую жидкость электрическими, магнитными,
акустическими полями.
• Магнитное поле (влияние на кинетику кристаллизации).
Обработку жидкости магнитным полем следует проводить до начала
процесса образования устойчивых кристаллов. В этой связи
предпочтительным местом установки оборудования, генерирующего
магнитное поле, является нижняя часть колонны добывающей
скважины.
Опыт указывает на то, что эффективность магнитных обработок
довольно спорна.
46
47
Акустические поля оказывают влияние как на процесс кристаллизации
солей, так и на их отложение на поверхности оборудования. Акустическое
воздействие осуществляют ультразвуковыми колебаниями в диапазоне
8–16 кГц.
Установлено, что акустические колебания возбуждают в жидкости
кавитацию. Формирование пузырьков в жидкости приводит к образованию
границы раздела фаз «пар – жидкость», которая ведет себя как центр
кристаллизации, что приводит к объемной кристаллизации солей.
Образовавшиеся в результате акустического воздействия кристаллы
взвешены в объеме жидкости и не отлагаются на поверхности
оборудования.
«+»: экологическая безопасность, отсутствие риска ухудшения
показателей работы скважины, низкая энергоемкость.
«-»: относительно низкая надежность оборудования и, как
следствие, частые ремонты всего оборудования или замена его
частей, а также ее малая изученность.
48
Технологические методы борьбы
1. Покрытия.
Силикатно-эмалевые и полимерные покрытия.
Полимерные покрытия делятся на
термопластичные (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен,
фторопласт и д.р.)
и термореактивные (фенопласты, эпоксидные, полиэфирные).
«+» труб с покрытием относятся широкий температурный диапазон
эксплуатации (от –60 до +350 °С), высокая стойкость к абразивному из-
носу и коррозионному воздействию, высокая ударная прочность
покрытия: прямой удар не менее 4,5 Дж, обратный удар не менее
10 Дж. При упругих деформациях металла не происходит разру-
шение, отслаивание покрытий.
«-»трубопроводов и НКТ с покрытиями является их высокая стоимость
(в 2–5 раз выше по сравнению с НКТ и трубопроводами без по-
крытия) и низкая ремонтопригодность в полевых условиях.)
49
2. Периодическое приведение в действие оборудования.
Периодическое приведение в действие скважинных подземных
отсекающих клапанов, запорной арматуры замерных установок и т.д.
3. Выбор места установки подземного отсекающего клапана
Отложение карбонатов усиливается при снижении давления
по стволу скважины. Когда существует высокая вероятность отложения
карбонатов на подземном отсекающем клапане, одним
из эффективных средств борьбы является заглубление места его
установки – на глубину, где отложения карбонатных солей не
происходит.
4. Удаление солеобразующих ионов с помощью установки по удалению
сульфат-иона. До подачи в систему ППД вода проходит через систему
мембранных фильтров, где происходит снижение концентрации сульфат-
иона с 2100–3400 мг/дм3 до 15–40 мг/дм3. УУС является сложным
технологическим оборудованием, требующим частого технического
обслуживания и высоких эксплуатационных затрат, поэтому его
применение не нашло широкого распространения.
50
5. Турбулизация потока (перемешивание увеличивает скорость
образования зародышей кристаллов, что приводит к образованию мелких
кристаллов, которые легче выносятся из скважины
потоком жидкости. Дополнительными аспектами снижения количества
отложений солей при турбулизации потока являются снижение времени
пребывания пересыщенной воды в скважине и затрудненная адгезия
кристаллов соли к поверхности внутрискважинного оборудования).
Технологическим приемом снижения солеотложения в эксплуатационных
колоннах скважин является спуск в интервалы фильтра хвостовиков из НКТ
определенной конструкции, что позволяет создавать необходимую
турбулизацию и скорость потока жидкости для выноса мелкодисперсного
солевого шлама.
Предотвращение отложения солей в скважинах осуществляют также за счет
турбулизации водо-нефтяных эмульсий, свойства которых зависят от физико-
химических свойств нефти и воды (образование эмульсии типа «вода в нефти»).
Эмульсия блокирует образующиеся в глобулах воды кристаллы соли, которые
потоком выносятся на поверхность. При обводнении добываемой продукции
более 50 % происходит инверсия фаз (эмульсия типа «нефть в воде»), и
эффект выноса солей в эмульсии не проявляется
51
6. Разбавление пресной водой
7. Недопущение смешивания вод
Соседние файлы в папке Лекции