Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование технологии предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологии предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения"

На правах рукописи

ШАНГАРАЕВА Лилия Альбертовна

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫПАДЕНИЯ СУЛЬФАТА БАРИЯ В СКВАЖИННОМ ОБОРУДОВАНИИ МИННИБАЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ РОМАШКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Санкт-Петербург - 2013

005061825

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Научный руководитель —

доктор геолого-минералогических наук, доцент

Петухов Александр Витальевич

Официальные оппоненты:

Долгий Иван Емельянович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений, профессор

Леонтьев Сергей Александрович

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», кафедра Разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, доцент

Ведущая организация - ООО «Газпромнефть Научно-Технический Центр»

Защита состоится 19 июня 2013 г. в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 17 мая 2013 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ М НИКОЛАЕВ диссертационного совета у I /) Александр Константинович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современный этап добычи нефти в России характеризуется необходимостью извлечения из залежей огромных объемов попутных вод как пластовых, так и закачиваемых с целью поддержания пластового давления. В результате обводнения добываемой продукции на всех стадиях разработки месторождений нефти происходит выпадение солей. Солевые отложения накапливаются в эксплуатационных колоннах скважин, на поверхности глубинно-насосного оборудования и в системе внутрипромыслового сбора и подготовки нефти и приводят как к большим материальным затратам в процессе их удаления, так и к значительным недоборам нефти при ее добыче.

По мере истощения запасов нефти Ромашкинского месторождения и перехода его на позднюю стадию разработки с возрастающим фондом высокообводненных добывающих скважин проблема солеотложений усугубляется. Кроме того, возникает необходимость извлечения остаточной нефти, требующей применения современных технологий повышения нефтеотдачи пластов, в том числе и физико-химического воздействия, что также стимулирует процессы отложения солей.

Из всех неорганических отложений, которые встречаются в процессе эксплуатации нефтяных скважин, сульфат бария (барит) является наиболее трудноудаляемым. Эти отложения очень плохо растворяются в водном растворе, показывая крайне высокую термодинамическую стабильность. Кроме того, сульфат бария обладает очень высокой плотностью и твердостью и почти не растворим многими химическими веществами, что значительно усложняет задачу удаления его отложений в скважинном оборудовании.

Поэтому разработка и обоснование технологии, обеспечивающей предотвращение выпадения барита в скважинном оборудовании, является актуальной задачей.

Значительный вклад в разработку и совершенствование технологий предотвращение отложений солей при эксплуатации нефтяных скважин внесли многие отечественные и зарубежные ученые: Антипин Ю.В., Ахметов В.Н., АшировК.Б., Бабалян Г.А., Габдрахманов А.Г., Гатенбергер Ю.В., Гуськова И.А., ЕмковА.А., Ибрагимов JI.X., Исланова Г.Ш., Кащавцев В.Е., КимВ.К, Люшин С.Ф., Лялина Л.Б., Мищенко И.Т., Мухаметшина М.М., Намиот А.Ю., Панов В.А., Пантелеев A.C., Рагулин В.А., Рогачев М.К.,

Саттарова Ф.М., Сыртланов А.Ш., Тронов В.П., ЯркееваН.Р., Devis J.E., Kerver J.K., Stanford G.K., Stiff H. A., Tomson М.В. и другие.

Цель диссертационной работы. Повышение эффективности эксплуатации добывающих скважин путем предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании с использованием разработанной ингибирующей композиции.

Идея работы. Предотвращение выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании в течение длительного времени обеспечивается применением разработанной ингибирующей композиции, обладающей улучшенными адсорбционно-десорбционные характеристиками.

Задачи исследований:

¡.Выполнить анализ современного состояния технологий и технических средств, применяемых при эксплуатации скважин, для предупреждения образования отложений солей в скважинном оборудовании.

2. Исследовать особенности состава и свойств скважинных отложений барита, а также кинетику кристаллизации сульфата бария с участием поверхностно-активных компонентов нефти и разработать методику прогнозирования отложения сульфата бария по результатам анализа пластовых вод.

3. Разработать химическую композицию с улучшенными адсорбционно-десорбционными характеристиками для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

4. Исследовать ингибирующую способность по отношению к солям бария, коррозионную активность по отношению к поверхности внутрискважинного оборудования, а также совместимость с пластовыми флюидами разработанной химической композиции.

5. Обосновать технологию применения разработанной химической композиции для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

Методы исследований включают в себя теоретический анализ с использованием математического аппарата, экспериментальные исследования в лабораторных условиях и обработку результатов методами математической статистики.

Научная новизна работы:

1. Установлена зависимость индукционного периода кристаллизации сульфата бария от относительного пересыщения

раствора и молярного отношения ионов бария и сульфат ионов, а также определен размер критического зародыша кристалла сульфата бария.

2. Предложен механизм формирования отложений сульфата бария в скважинном оборудовании с участием поверхностно-активных компонентов нефти, который заключается в гидрофобизации поверхности оборудования и кристаллов сульфата бария за счет формирования на ней адсорбционных слоев этих компонентов.

3. Выявлена способность разработанной химической композиции на основе оксиэтилидендифосфоновой и соляной кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта предотвращать выпадение сульфата бария в течение длительного времени эксплуатации скважины за счет снижения межфазного натяжения на границе «нефть-ингибирующий раствор» и образования прочных силикатных пленок, включающих в себя ингибитор, на поверхности породообразующих минералов.

Защищаемые научные положения:

1. Водорастворимые поверхностно-активные компоненты (соли нафтеновых кислот), которые образуются в результате реакции нафтеновых кислот, содержащихся в нефти, с ионами натрия в пластовой воде, обладают способностью химически связывать ионы бария с образованием труднорастворимых органоминеральных соединений сульфата бария.

2. Разработанная химическая композиция на основе оксиэтилидендифосфоновой и соляной кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта обладает эффективными ингибирующими и адсорбционно-десорбционными свойствами, обеспечивающими предотвращение выпадения сульфата бария и увеличение межремонтного периода работы скважин.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими и

экспериментальными исследованиями с использованием современного оборудования (компаний CoretestSystems, Kruss, Bruker, Zeiss), высокой сходимостью расчетных величин с экспериментальными данными, воспроизводимостью полученных результатов.

Практическое значение работы:

1. Разработана химическая ингибирующая композиция на основе водных растворов оксиэтилидендифосфоновой, соляной

кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта с улучшенными адсорбционно-десорбционными характеристиками для предотвращения выпадения сульфата бария в течение длительного времени эксплуатации скважины.

2. Обосновано применение технологии предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании с применением разработанной ингибирующей композиции.

3. Предложена методика прогнозирования выпадения сульфата бария с использованием данных химического анализа пластовых вод, включая содержание ионов бария, плотности воды, ее минерализации и анализа состава твердых взвешенных частиц.

Апробация работы. Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались на Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного конкурса в СПГГИ(ТУ) (г. Санкт-Петербург, 2010); Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, СПГГИ(ТУ), 2010); межрегиональном семинаре «Рассохинские чтения» (г.Ухта, УГТУ, 2010); VIII межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий» (г., Уфа, 2010); II Международной конференции «Ресурсно-геологические и методические аспекты освоения нефтегазоносных бассейнов» (г. Санкт-Петербург, 2011); межвузовской научно-практической конференции «Оценка месторождений полезных ископаемых с падающим объемом добычи в условиях исчерпания запасов» (г. Санкт-Петербург, 2011); VII Всероссийской научно-практической конференции "Нефтепромысловая химия" (г. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки России.

Структура и объём диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 109 наименований. Материал диссертации изложен на 140 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц, 27 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика работы,

обосновывается ее актуальность, определяются цель, идея, задачи, излагаются защищаемые положения, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе выполнен анализ литературных данных по проблеме солеотложения в скважинах и способах предотвращения их образования, а также рассматривается процесс отложения солей с точки зрения современной теории сложных динамических систем.

Отложение солей при разработке и эксплуатации залежей нефти - это достаточно сложный и многофакторный процесс, который наиболее активно проявляется на поздних стадиях разработки, когда растет обводненность продукции добывающих скважин.

Цитологические и физические свойства коллектора, величины давления и температуры, химический состав и минерализация пластовых вод относятся к важнейшим факторам, которые влияют на процесс выпадения солей и их состав. Наиболее часто встречающимися в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений являются отложения кальцита, гипса, ангидрита, барита, баритоцелестина и галита.

Отложения солей имеют сложный химический состав, который включает в себя как минеральную, так и органическую часть, представленную в основном ароматическими углеводородами, асфальтенами, смолами, парафинами, сернистыми соединениями.

Выпадение в осадок химического вещества из раствора происходит в том случае, если его концентрация в растворе превышает равновесную концентрацию.

Смешение вод различных типов ведет к нарушению равновесия в растворе, в результате чего происходит образование труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок, главным образом, сульфатных отложений. Эта ситуация имеет место, когда пластовая вода, содержащая значительное количество ионов кальция, стронция или бария смешивается с водой вышележащих горизонтов, содержащей большое число сульфат-ионов, что приводит к образованию солей кальция, стронция, бария.

Низкая растворимость сульфата бария практически во всех растворителях, по сравнению с другими солеобразующими минералами, делает его крайне нежелательным из всех органических и неорганических отложений, которые встречаются в процессе эксплуатации нефтяных скважин с высокой обводненностью продукции.

Для предотвращения солеотложений в нефтепромысловом

оборудовании применяют технологические, физические и химические способы. Безреагентные методы включают в себя обработку потока жидкости магнитными и акустическими полями, операции по отключению обводненных интервалов, применение защитных покрытий поверхности оборудования и др. Одним из наиболее эффективных способов предотвращения солеотложения является химический с использованием реагентов-ингибиторов.

Наибольшее применение находят технологии задавливания ингибитора в призабойную зону пласта (ПЗП) при проведении капитального ремонта скважин, так как ингибитор солеотложении выносится из ПЗП продолжительное время и работает как в самой ПЗП, так и во внутрискважинном оборудовании, а также в системе сбора, транспорта и подготовки нефти.

Во второй главе приводится краткое описание приборов, современного лабораторного оборудования и методик проведения экспериментальных исследований, использованных при изучении свойств разработанной химической композиции для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

При проведении лабораторных исследований использовались следующие приборы и оборудование: автоматический пермеаметр-порозиметр АР-608 для определения фильтрационно-емкостных свойств кернов; фильтрационная установка FDES-645 (Coretest Systems) для моделирования процесса фильтрации в термобарических условиях, максимально приближенных к пластовым; система капиллярного электрофореза «Капель-104Т» для определения массовых концентраций ионов пластовой воды; тензиометр EasyDrop для исследования поверхностных свойств методом висящей капли (определение поверхностного и межфазного натяжения); лазерный анализатор частиц «Ласка-1 К» для исследования кинетики кристаллизации сульфата бария.

В третьей главе дается краткая геолого-промысловая характеристика Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения, приводится анализ эксплуатационного фонда скважин, осложненных отложениями сульфатных солей, а также результаты исследований кинетики кристаллизации сульфата бария и влияния естественных поверхностно-активных веществ (ПАВ) нефти на процессы выпадения солей.

Около 10 % ремонтов добывающих скважин Миннибаевской площади связаны с отложением солей в скважинном оборудовании.

Наибольшее количество таких ремонтов проводилось на высокообводненных скважинах (свыше 90 %.)

В результате проведенного анализа компонентного состава отложений с рабочих колес электроцентробежных насосов скважин Миннибаевской площади установлено, что они представлены в основном баритом. Его содержание в пробах составляет 50 - 72 %. Содержание нефтепродуктов в изученных отложениях варьируется в пределах 3 - 15 %.

Для мониторинга и прогнозирования отложений солей в скважинах удобно использовать карты разработки с нанесенными значениями по минерализации пластовой воды и содержанию в ней солеобразующих ионов по добывающим и окружающим их нагнетательным скважинам. Основной идеей такого подхода является изучение динамики состава попутно добываемой воды. Так, снижение содержания ионов бария на ранних стадиях может свидетельствовать о негерметичности эксплуатационной колонны (ЭК) и цементного кольца на уровне отложений каменноугольной системы - при неизменной плотности воды; при уменьшающейся же плотности воды - на уровне вышележащих пермских слоев. Появление в дальнейшем в составе воды сульфатов, при полном исчезновении бария, вероятно, свидетельствует о скором выходе из строя насоса по причине отложения солей. Дополнительным признаком является наличие в составе твердых взвешенных частиц сульфата бария.

На основании вышеизложенного была построена блок-схема для выявления нарушений технического состояния ЭК скважин. В отличие от традиционного мониторинга предложенная схема базируется на фиксировании изменений контролируемых параметров попутной воды, включая содержание в ней ионов бария, изменения плотности и минерализации воды, с обязательным отбором проб на анализ состава твердых взвешенных частиц.

В лабораторных условиях были проведены исследования кинетики кристаллизации сульфата бария в водных пересыщенных растворах. Время, между образованием пересыщенного раствора и появлением первых зародышей кристаллов солей, определяется как индукционный период.

Было установлено, что индукционный период кристаллизации сульфата бария обратно пропорционален пересыщению раствора. Процесс осаждения сульфата бария может протекать по двум наиболее распространенным сценариям: с индукционным периодом и без выраженного периода индукции. Время индукции имеет

степенную зависимость от исходной концентрации ионов бария в растворе и практически не зависит от стехиометрии компонентов соли, т.е. система является инвариантной при разном соотношении ионов Ва2+и 8042" (рисунок 1).

8,5

* Ва:804= 1:1 у = 7,3681х-0'103,

Я2 = 0,9853

АВЗ^СМ = 0,01 у = 7,3154Х-0'1, Я2 = 0,9605

3 *

к а

у = 6,9883х"°'ш, Я2 = 0,9792

20 40 60

Индукционный период, мин

100

Рисунок 1 - Зависимость движущей силы осаждения от индукционного

периода

Используя полученные в результате лабораторных экспериментов значения индукционного периода кристаллизации сульфата бария при разных значениях концентрации ионов бария в растворе, можно определить размер критического зародыша барита по формуле Кристиансена и Нильсена:

т = к ■ [Ва2+]1-р , (1)

где р - число ионов в критическом зародыше, к - коэффициент пропорциональности.

Построив график зависимости индукционного периода от начальной концентрации ионов бария в растворе (рисунок 2) и подставив полученное уравнение линии тренда в формулу 2, определили значение р, которое составляет 4 иона бария.

Концентрация ионов бария, г/л

Рисунок 2 - Зависимость индукционного периода от начальной концентрации

ионов бария

Проведенный анализ разработки, а также изучение геолого-технических мероприятий, выполненных на скважинах с целью увеличения нефтеотдачи, показал, что в нагнетательные скважины Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения в период с 1974 по 1994 годы для выравнивания профиля приемистости производилась закачка водных растворов алкилированной серной кислоты, что привело к значительному увеличению в пластовых водах содержания сульфат-ионов. При сопоставлении зон расположения добывающих скважин, осложненных солями бария и гипсом, и нагнетательных скважин, где проводилась закачка сернокислотных растворов, было установлено, что эти участки пространственно совпадают. Исходя из этого, был сделан вывод, что закачка алкилированной серной кислоты в продуктивные пласты Ромашкинского месторождения впоследствии оказала влияние на процессы отложения сульфатов. Известно, что серная кислота вступает в реакцию с нефтью, при этом происходит сульфирование содержащихся в нефти ароматических соединений и образование целой гаммы ПАВ: алкиларилсульфокислот, алкилсульфокислог кислых эфиров, сульфонов, асфальтеновых кислот и др., которые могут влиять на кинетику химических реакций и на процессы отложения солей в скважинном оборудовании.

Для изучения влияния активных кислотных соединений нефти на выпадение сульфата бария были экстрагированы органические компоненты из проб солевых осадков, отобранных с поверхности

нефтепромыслового оборудования скважин Миннибаевскои площади. Выделенные органические компоненты можно разделить на нейтральные и активные. Последние представляют собой нефтяные кислоты и их соли, которые являются естественными ПАВ нефти.

В лабораторных условиях было установлено, что водорастворимые поверхностно-активные компоненты нефти (соли нафтеновых кислот) участвуют в формировании и росте кристаллов сульфата бария, а также влияют на кинетику кристаллизации этих солей.

Органические составляющие солевых отложений обладают избыточной свободной поверхностной энергией, чем объясняется их закрепление на поверхности солевых частиц за счет физической адсорбции. С одной стороны, водорастворимые активные соединения нефти, адсорбируясь на поверхности кристаллов, подавляют их рост и предотвращают возможность их выпадения, с другой - способствуют агрегации кристаллов в более крупные разветвленные структуры и их прилипанию к поверхности труб. Уменьшение размеров кристаллов приводит в последующем к образованию на трубах весьма плотных отложений из-за высокой дисперсности.

Поверхностно-активные свойства водорастворимых

органических компонентов были изучены путем определения величины поверхностного натяжения их водных растворов на границе с воздухом. Так, добавки активных органических компонентов, выделенных из отложений скважин 9503 и 1498 Миннибаевской площади, в воду снизили величину поверхностного натяжения на границе с воздухом до 49,6 и 58,2 мН/м по сравнению с поверхностным натяжением дистиллированной воды - 71,8 мН/м.

Результаты проведенных исследований показывают, что в присутствии водорастворимых органических компонентов, выделенных из скважинных отложений Миннибаевской площади, индукционный период кристаллизации сульфата бария из пересыщенного водного раствора незначительно увеличивается. Однако по его завершению выпадение солей происходит быстрее, чем без добавок, т.е. время окончания реакции сокращается.

Образование органоминеральных соединений при взаимодействии нефтяных кислот и их водорастворимых солей с пластовыми водами, содержащими ионы натрия и бария, можно выразить следующими уравнениями:

КСООН + №+->КСХХЖа + Н\ (2)

2RC00Na + Ba2"~> (RCOO)2Ba + 2Na+. (3)

Влияние нефтяных поверхностно-активных компонентов на процесс солеотложения подтверждается результатами проведенных экспериментов. Была исследована физико-химическая активность водорастворимых естественных ПАВ нефти, т.е. их способность осаждать ионы металлов, содержащихся в пластовых водах. Приготовленный раствор водорастворимых органических компонентов вводили в модель пластовой воды и интенсивно перемешивали. Увеличение дозировки органических компонентов в пластовой воде привело к снижению содержания ионов Ва2+, что связано с выпадением в осадок органоминеральных соединений бария (рисунок 3).

150

§ 140

1-й 130 S s 1 g 120

|| по

О 100

0 0,1 0,2 0,3 0,4 Дозировка активных органических компонентов, %

Рисунок 3 - Результаты лабораторных экспериментов по оценке влияния водорастворимых органических компонентов на осаждение ионов бария

Аналогичным образом могут образовываться нерастворимые органические соли с участием других ионов под влиянием активных органических компонентов.

Скважинные отложения барита часто располагаются на сплошной нефтяной пленке, адсорбированной на металлической поверхности труб и оборудования, которая включает в себя сложные структурные единицы из ароматических углеводородов, нефтяных кислот и их солей.

В четвертой главе представлены основные результаты экспериментальных исследований физико-химических свойств и фильтрационных характеристик разработанной химической композиции для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

Выбор эффективного реагента для обработки скважины должен учитывать не только его ингибирующую способность, но также адсорбционно-десорбционные свойства, от которых зависит

эффективность и длительность действия ингибитора солеотложений. В то же время известно, что продуктивные породы-коллекторы обладают различной смачиваемостью и разной сорбционной способностью. Для условий Ромашкинского месторождения необходимо использовать реагенты, позволяющие увеличить поверхность контактирования ингибитора как с силикатными и алюмосиликатными минералами, так и с карбонатной составляющей в составе цемента.

Разработанная ингибирующая композиция представляет собой водный раствор оксиэтилидендифосфоновой (ОЭДФ) и соляной кислот, бифторида аммония, изопропилового спирта и неонола.

ОЭДФ является распространенным реагентом, который применяется в качестве ингибитора отложений солей кальция, магния, бария и железа на различных поверхностях.

Бифторид аммония, растворяясь в соляной кислоте, частично ее нейтрализует и в результате этой реакции образуется плавиковая кислота и хлористый аммоний.

Реакция происходит по следующей схеме:

NH4FHF + HC1 = 2HF + NH4C1, (5)

NH4F + HCl = HF + NH4CI. (6)

Фтористый водород способен реагировать с силикатными и алюмосиликатными минералами, при этом происходит интенсивное разъедание поверхности контакта.

Неонол, являясь неионогенным ПАВ, позволяет дополнительно к действию кислотных добавок снизить межфазное натяжение на границе «нефть-ингибирующий раствор».

Для уменьшения кислотности раствора в рецептуру входит изопропиловый спирт в качестве щелочного реагента.

Лабораторные исследования по определению межфазного натяжения на границе «нефть-ингибирующий раствор» при различных содержаниях бифторида аммония, соляной кислоты и ОЭДФ в ингибирующем растворе позволили определить оптимальную концентрацию компонентов, входящих в состав разработанной композиции. В качестве реагентов для закачки в пласт для дальнейшего изучения были выбраны составы в следующих соотношениях компонентов:

№1 -3% ОЭДФ + 1% NH4F +7% HCl + 1% изопропиловый спирт +0,1% неонол + вода - остальное;

№2 -1% ОЭДФ + 2% NH4F + 10% HCl + 1% изопропиловый спирт +0,1% неонол + вода - остальное.

Результаты экспериментов по оценке эффективности предотвращения выпадения сульфата бария показали, что разработанные химические композиции обладают необходимым защитным эффектом. Известный реагент марки СНПХ-5314 в лабораторных условиях эффективно ингибирует выпадение сульфата бария по сравнению с другими рассмотренными товарными формами ингибиторов, поэтому он участвовал в дальнейших исследованиях вместе с разработанными композициями под №3.

Фильтрационные исследования проводились для определения адсорбционно-десорбционной характеристики исследуемых ингибирующих композиций. Учитывая то обстоятельство, что исходные концентрации фосфорорганических реагентов в ингибирующих составах различны, то сравнивать можно было только динамику относительных концентраций растворов. При этом относительная концентрация растворов определяется отношением их текущей концентрации к исходной.

На рисунке 4 приведены результаты определения относительных концентраций фосфорорганических реагентов в ингибирующих композициях в процессе адсорбции.

О 2 4 6 8 10 12 Количество поровых объемов, ед.

- 3% ОЭДФ + 1% NH4F + 7% HCl + 1% изопропиловый спирт + 0,1% неонол + вода - остальное;

- 1% ОЭДФ + 2% NH4F + 10% HCl + 1% изопропиловый спирт + 0,1% неонол + вода - остальное;

-СНПХ-5314

Рисунок 4 - Изменение концентрации раствора ингибитора в процессе адсорбции

Лабораторные исследования показали, что предельная

адсорбция достигается при прокачке девяти поровых объемов для ингибирующих растворов № 1 и № 2, для полной адсорбции состава № 3 необходимо прокачать десять поровых объемов.

Сопоставляя относительные концентрации реагентов при адсорбции, можно сделать вывод, что адсорбция протекает быстрее при применении ингибирующих составов №1 и №2. Более равномерная адсорбция наблюдается у состава №2.

На рисунке 5 приведены результаты определения относительных концентраций фосфорорганических ингибиторов в процессе десорбции.

Оптимальная концентрация ОЭДФ в композиции, которая рекомендуется для промысловой практики, составляет 5-10 мг/л, а соответствующая ей относительная концентрация составляет 0,0001 д.ед.

8 18 28 38 48

Количество поровых объемов, ед.

—в— 3% ОЭДФ + 1% М14Р + 7% НС1 + 1% изопропиловый спирт + 0,1% неонол + вода - остальное;

—о— 1% ОЭДФ + 2 %ТМН4Р + 10 % НС1 + 1% изопропиловый спирт + 0,1% неонол + вода - остальное;

.......*""СНПХ-5314

Рисунок 5 - Изменение концентрации раствора ингибитора в процессе десорбции

Как видно из рисунка 5 при использовании ингибитора СНПХ-5314 обеспечивается необходимый вынос ингибитора, достаточный для эффективной защиты от выпадения солей, при прокачке через образец керна 30 поровых объемов воды. При использовании

16

разработанной ингибирующей композиции под № 1 эффективная защита от выпадения солей бария при идентичных условиях обеспечивается при прокачке 46 поровых объемов воды, а композиции под № 2 - при прокачке 42 поровых объемов воды. Это указывает на то, что разработанные составы обладают примерно в 1,5 раза большей продолжительностью десорбции по сравнению с ингибитором СНПХ-5314.

Анализ данных о выносе рассматриваемых ингибирующих композиций показывает, что при прокачке первых двух объемов порового пространства выносится значительная часть свободного (не адсорбированного) ингибитора. Учитывая, однако, что в составе №1 используются концентрации ОЭДФ выше, чем в растворе №2, то потери ОЭДФ будут значительно больше при применении композиции под №1. Следовательно, оптимальным для применения будет композиция под № 2 - 1% ОЭДФ + 2% МН4Р + 10% НС1 + 1% изопропиловый спирт + 0,1 % неонол + вода - остальное.

Эффективность разработанной композиции объясняется механизмом воздействия на породу кислотными добавками, входящими в ее состав.

Образующаяся в результате взаимодействия бифторида аммония с соляной кислотой плавиковая кислота реагирует с силикатными минералами, слагающими продуктивный пласт, и, растворяя их, позволяет увеличить контакт ингибитора с минеральной поверхностью, а в сочетании с неионогенным ПАВ значительно снизить межфазное натяжение на границе «нефть-кислотный раствор». Таким образом, увеличивается адсорбционно-десорбционная способность ингибирующего состава.

За счет разъедания плавиковой кислотой поверхности силикатных минералов обеспечивается увеличение шероховатости породы, соответственно, степени адсорбции на этой поверхности химической композиции. Ингибирующий компонент будет проникать в состав образующихся в процессе взаимодействия предлагаемой композиции с породой силикатных золей, которые покрывают поверхность контакта ингибитора с силикатными минералами. За счет этого десорбироваться из пласта он будет медленнее, так как силикатные пленки золя в составе с ингибитором значительно устойчивее к вымыванию. Кроме того, гелеобразная консистенция композиции, образующаяся в процессе реакции, способствует равномерной длительной десорбции ингибитора с породы.

Разработанная химическая композиция обладает допустимой

коррозионной активностью по отношению к скважинному оборудованию. Скорость коррозии стали Ст.20 в химических растворах составила 0,024 мм/год.

Таким образом, использование предлагаемой композиции позволяет эффективно и в течение длительного времени защищать скважинное оборудование от выпадения сульфата бария.

В пятой главе приводится технология и рекомендации по применению разработанного химического состава для предотвращения выпадения сульфата бария.

Описан типовой технологический процесс с использованием разработанной химической композиции для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

Обоснована методика расчета объема закачки разработанной химической композиции для предотвращения солеотложений в скважинах. Объем закачки рассчитывается исходя из требуемого времени защиты оборудования скважины от солеотложения и предполагаемого радиуса проникновения ингибитора в пласт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные научные и практические выводы, сделанные в результате выполненных исследований, заключаются в следующем:

1. Анализ ингибирующих солеотложения композиций, используемых для задавливания в ПЗП, показал необходимость добавления в их состав слабых растворов кислот, которые обнажают покрытую нефтяной пленкой поверхность породообразующих минералов, увеличивая ее площадь для контакта с ингибитором, а также позволил сформулировать основные требования к ингибиторам отложений солей, включая адсорбционно-десорбционные свойства химической композиции.

2. Разработана методика прогнозирования выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании, основанная на анализе данных химического состава пластовых вод, в том числе с учетом содержания ионов бария в попутной воде, ее плотности, минерализации и анализа состава твердых взвешенных частиц.

3. Исследованы особенности кинетики кристаллизации сульфата бария из пересыщенных водных растворов. Рассмотрены два наиболее распространенных сценария протекания процесса осаждения сульфата бария: с индукционным периодом и без выраженного периода индукции. Установлено, что длительность периода индукции достаточно хорошо (Я2=0,958) аппроксимируется

степенной зависимостью от исходной концентрации ионов бария в растворе и практически не зависит от стехиометрии компонентов соли. Используя значения индукционного периода при разных значениях концентрации ионов бария в растворе, был определен критический размер зародыша барита, который содержит 4 иона бария.

4. Проведенный анализ разработки Миннибаевской площади показал, что закачка водных растворов алкилированной серной кислоты в нагнетательные скважины в 1974-1994 гг. способствовала впоследствии выпадению барита и гипса в добывающих скважинах. Установлено, что водорастворимые ПАВ (соли нафтеновых кислот), образующиеся в результате реакции нафтеновых кислот, содержащихся в нефти, с ионами натрия в пластовой воде активно участвуют в формировании и росте кристаллов сульфата бария.

5. Разработана химическая ингибирующая композиция для предотвращения отложения сульфата бария с оптимальным соотношением компонентов ОЭДФ (1 %), соляной кислоты (10 %), бифторида аммония (2 %), изопропилового спирта (1 %) и неонола (0,1 %). Проведенные лабораторные исследования показали, что разработанный состав обладает в 1,5 раза большей продолжительностью десорбции по сравнению с протестированным ингибитором СНПХ-5314, который широко используется на промыслах для предотвращения выпадения сульфатных солей.

6. Обоснована технология предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании с использованием разработанной композиции на основе ОЭДФ, соляной кислоты, бифторида аммония, изопропилового спирта и неонола. Проведены расчеты объемов закачки химической композиции, а также объема продавочной жидкости.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шангараева, Л.А. Особенности процесса отложений сульфата бария в скважинном оборудовании с участием активных органических соединений нефти / Л.А. Шангараева, А.В. Петухов // Инженер-нефтяник. - 2012. - №4. - С. 13-15.

2. Шангараева, Л.А. Исследования адсорбционно-десорбцнонных свойств состава для предотвращения солеотложений в скважинном оборудовании /Л.А. Шангараева, А.В. Петухов // Современные проблемы науки и образования. -2012. - №6. - иЯЬ: http://www.science-education.ru/106-8007. Объём 5 стр.

3. Шангараева, JI.A. Кинетика формирования солеотложений сульфата бария при самопроизвольном его осаждении в пересыщенных водных растворах / JI.A. Шангараева, A.B. Петухов // Нефтегазовое дело. - 2012. -

Выпуск 10. - №1.- С.22-27.

4. Шангараева, JI.A. Механизм образования отложений сульфата бария в нефтяных скважинах с участием активных органических компонентов нефти / JI.A. Шангараева, A.M. Кунакова // Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции "Нефтепромысловая химия". - М. - 2012. - С.86-88.

5. Шангараева, Л.А. Изучение процесса отложения солей в скважинном оборудовании и прогнозирование их образования / Л.А. Шангараева, A.B. Петухов // Материалы межрегионального семинара «Рассохинские чтения». - Ухта. -2011. - С.112-115.

6. Шангараева, Л.А. Особенности процесса солеотложений в скважинном оборудовании на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений / Л.А. Шангараева, A.B. Петухов // Материалы II международной конференции «Ресурсно-геологические и методические аспекты освоения нефтегазоносных бассейнов». -Спб. - 2011.-С.271-276.

7. Шангараева, Л.А. Методологические подходы к решению проблемы солеотложений в скважинном оборудовании на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений / Л.А. Шангараева, A.B. Петухов // Материалы научно-практической конференции «Оценка месторождений полезных ископаемых с падающим объемом добычи в условиях исчерпания запасов». - Спб.: Горный университет. - 2011. - С. 232-233.

8. Шангараева,Л.А. О самоорганизации нефтегазовых систем в процессе разработки залежей / Л.А. Шангараева, A.B. Петухов, М.Н. Никитин, Д.С. Тананыхин // Материалы межрегионального семинара «Рассохинские чтения». - Ухта: УГТУ, 2011. - С. 104-112.

9. Шангараева,Л.А. Механизм образования отложений солей и повышение эффективности эксплуатации скважин Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения / Л.А. Шангараева, A.B. Петухов // материалы VIII межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий».— Уфа.—2010. —С. 185-187.

РИЦ Горного университета. 15.05.2013. 3.265 Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Шангараева, Лилия Альбертовна, Санкт-Петербург

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

На правах рукописи ШАНГАРАЕВА Лилия Альбертовна

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫПАДЕНИЯ СУЛЬФАТА БАРИЯ В СКВАЖИННОМ ОБОРУДОВАНИИ МИННИБАЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ РОМАШКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

доктор геолого-минералогических наук, доцент А.В. Петухов

Санкт-Петербург -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................5

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОТЛОЖЕНИИ СОЛЕЙ В СКВАЖИНАХ И СПОСОБЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ......10

1.1 Состав и структура солевых отложений..................................................11

1.2 Характеристика причин и условий образования солеотложений.........12

1.3 Применяемые ' методы предотвращения отложения солей в скважинах.............................................................................................................18

1.3.1 Технологические и физические способы предотвращения солеотложения...............................................................................................19

1.3.2 Химический способ предотвращения солеотложения....................22

1.3.3 Ингибиторная защита скважин от солеотложения..........................23

1.4 Математическое моделирование при решении задач солеотложения в скважинах с использованием теории сложных динамических систем..........25

Выводы к главе 1.................................................................................................31

ГЛАВА 2 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДИК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........33

2.1 Методика приготовления химических растворов..................................33

2.2 Методика исследования индукционного периода кристаллизации сульфата бария.....................................................................................................34

2.3 Методика подбора ингибиторной защиты внутрискважинного оборудования.......................................................................................................35

2.4 Методика определения ионного состава пластовой воды.....................36

2.5 Методика определения поверхностного натяжения разработанной химической композиции.....................................................................................37

2.6 Методика определения совместимости разработанной химической композиции с пластовой водой..........................................................................40

2.7 Методика определения эффективности ингибирования сульфата бария разработанной химической композиции...........................................................41

2.8 Методика исследования коррозионной активности разработанной химической композиции.....................................................................................43

2.9 Методика подготовки образцов керна к фильтрационным исследованиям.....................................................................................................44

2.10 Методика проведения фильтрационных исследований разработанной химической композиции на естественных образцах керна при моделировании нефтяной скважины.................................................................46

2.11 Методика определения остаточного содержания ингибиторов солеотложений в пробах жидкости...................................................................51

2.12 Методика обработки экспериментальных данных.................................53

Выводы к главе 2.................................................................................................54

ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОСТАВА, СВОЙСТВ, КИНЕТИКИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СУЛЬФАТА БАРИЯ И ПРОЦЕССА ЕГО ФОРМИРОВАНИЯ С УЧАСТИЕМ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ НЕФТИ.......................................................................................56

3.1 Краткая характеристика геологического строения и основные параметры продуктивных пластов Миннибаевской площади........................56

3.2 Технико-эксплуатационная характеристика фонда скважин Миннибаевской площади, осложненных отложением сульфатных солей................................................................................................61

3.3 Анализ химического состава отложений солей со скважинного оборудования Миннибаевской площади...........................................................64

3.4 Процесс формирования отложений сульфата бария в скважинах и прогнозирование их образования......................................................................66

3.5 Кинетика кристаллизации сульфата бария в водных пересыщенных растворах..............................................................................................................76

3.6 Особенности процесса формирования отложений сульфата бария с участием поверхностно-активных органических соединений нефти............85

Выводы к главе 3.................................................................................................93

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ХИМИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СУЛЬФАТА БАРИЯ В СКВАЖИННОМ ОБОРУДОВАНИИ....................................................................................................96

4.1 Результаты определения ионного состава пластовой воды................101

4.2 Результаты определения межфазного натяжения разработанной химической композиции...................................................................................102

4.3 Результаты определения эффективности ингибирования разработанной химической композиции.........................................................105

4.4 Результаты определения совместимости разработанной химической композиции с пластовой водой........................................................................106

4.5 Результаты исследования скорости коррозии стали в разработанной химической композиции...................................................................................107

4.6 Результаты проведения фильтрационных исследований разработанной химической композиции на естественных образцах керна при моделировании нефтяной скважины...............................................................108

Выводы к главе 4...............................................................................................116

ГЛАВА 5 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫПАДЕНИЯ СУЛЬФАТА БАРИЯ.............................117

5.1 Технология задавливания разработанной химической композиции в

призабойную зону пласта.................................................................................118

5.2 Последовательность приготовления раствора и обоснование объема закачки химической композиции в добывающие скважины........................122

5.3 Мониторинг содержания ингибирующей композиции в продукции добывающей скважины.....................................................................................124

Выводы к главе 5..............!................................................................................124

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................125

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ..........................127

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................128

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Современный этап добычи нефти в России характеризуется необходимостью извлечения из залежей огромных объемов попутных вод как пластовых, так и закачиваемых с целью поддержания пластового давления. В результате обводнения добываемой продукции на всех стадиях разработки месторождений нефти происходит выпадение солей. Солевые отложения накапливаются в эксплуатационных колоннах скважин, на поверхности глубинно-насосного оборудования и в системе внутрипромыслового сбора и подготовки нефти и приводят как к большим материальным затратам в процессе их удаления, так и к значительным недоборам нефти при ее добыче.

По мере истощения запасов нефти Ромашкинского месторождения и перехода его на позднюю стадию разработки с возрастающим фондом высокообводненных добывающих скважин проблема солеотложения усугубляется. Кроме того, возникает необходимость извлечения остаточной нефти, требующей применения современных технологий повышения нефтеотдачи пластов, в том числе и физико-химического воздействия, что также стимулирует процессы отложения солей.

Из всех неорганических отложений, которые встречаются в процессе эксплуатации нефтяных скважин, сульфат бария (барит) является наиболее трудноудаляемым. Эти отложения очень плохо растворяются в водном растворе, показывая крайне высокую термодинамическую стабильность. Кроме того, сульфат бария обладает очень высокой плотностью и твердостью и почти не растворим многими химическими веществами, что значительно усложняет задачу удаления его отложений в скважинном оборудовании.

Поэтому разработка и обоснование технологии, обеспечивающей предотвращение выпадения барита в скважинном оборудовании, является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы.

Повышение эффективности эксплуатации добывающих скважин путем предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании с использованием разработанной ингибирующей композиции.

Идея работы.

Предотвращение выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании в течение длительного времени обеспечивается применением разработанной ингибирующей композиции, обладающей улучшенными адсорбционно-десорбционными характеристиками.

Задачи исследований:

1. Выполнить анализ современного состояния технологий и технических средств, применяемых при эксплуатации скважин, для предупреждения образования отложений солей в скважинном оборудовании.

2. Исследовать особенности состава и свойств скважинных отложений барита, а также кинетику кристаллизации сульфата бария с участием поверхностно-активных компонентов нефти и разработать методику прогнозирования отложения сульфата бария по результатам анализа пластовых вод.

3. Разработать химическую композицию с улучшенными адсорбционно-десорбционными характеристиками для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

4. Исследовать ингибирующую способность по отношению к солям бария, коррозионную активность по отношению к поверхности внутрискважинного оборудования, а также совместимость с пластовыми флюидами разработанной химической композиции.

5. Обосновать технологию применения разработанной химической композиции для предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании.

Методы исследований включают в себя теоретический анализ с

использованием математического аппарата, экспериментальные исследования в лабораторных условиях и обработку результатов методами математической статистики.

Научная новизна работы:

1. Установлена зависимость индукционного периода кристаллизации сульфата бария от относительного пересыщения раствора и молярного отношения ионов бария и сульфат-ионов, а также определен размер критического зародыша кристалла сульфата бария.

2. Предложен механизм формирования отложений сульфата бария в скважинном оборудовании с участием поверхностно-активных компонентов нефти, который заключается в гидрофобизации поверхности оборудования и кристаллов сульфата бария за счет формирования на ней адсорбционных слоев этих компонентов.

3. Выявлена способность разработанной химической композиции на основе оксиэтилидендифосфоновой и соляной кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта предотвращать выпадение сульфата бария в течение длительного времени эксплуатации скважины за счет снижения межфазного натяжения на границе «нефть-ингибирующий раствор» и образования прочных силикатных пленок, включающих в себя ингибитор, на поверхности породообразующих минералов.

Защищаемые научные положения:

1. Водорастворимые поверхностно-активные компоненты (соли нафтеновых кислот), которые образуются в результате реакции нафтеновых кислот, содержащихся в нефти, с ионами натрия в пластовой воде, обладают способностью химически связывать ионы бария с образованием труднорастворимых органоминеральных соединений сульфата бария.

2. Разработанная химическая композиция на основе оксиэтилидендифосфоновой и соляной кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта обладает эффективными ингибирующими и

адсорбционно-десорбционными свойствами, обеспечивающими

предотвращение выпадения сульфата бария и увеличение межремонтного периода работы скважин.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями с использованием современного оборудования (компаний Coretest Systems, Kruss, Bruker, Zeiss), высокой сходимостью расчётных величин с экспериментальными данными, воспроизводимостью полученных результатов.

Практическое значение работы:

1. Разработана химическая ингибирующая композиция на основе водных растворов оксиэтилидендифосфоновой, соляной кислот, бифторида аммония, неонола и изопропилового спирта с улучшенными адсорбционно-десорбционными характеристиками для предотвращения выпадения сульфата бария в течение длительного времени эксплуатации скважины.

2. Обосновано применение технологии предотвращения выпадения сульфата бария в скважинном оборудовании с применением разработанной ингибирующей композиции.

3. Предложена методика прогнозирования выпадения сульфата бария с использованием данных химического анализа пластовых вод, включая содержание ионов бария, плотности воды, ее минерализации и анализа состава твердых взвешенных частиц.

Апробация работы.

Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались на Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного конкурса в СГТГГИ(ТУ) (г. Санкт-Петербург, 2010); Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, СПГГИ(ТУ), 2010); межрегиональном семинаре «Рассохинские чтения» (г. Ухта, УГТУ, 2010); VIII межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы

геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий» (г., Уфа, 2010); II Международной конференции «Ресурсно-геологические и методические аспекты освоения нефтегазоносных бассейнов» (г. Санкт-Петербург, 2011); межвузовской научно-практической конференции «Оценка месторождений полезных ископаемых с падающим объемом добычи в условиях исчерпания запасов» (г. Санкт-Петербург, 2011); VII Всероссийской научно-практической конференции "Нефтепромысловая химия" (г. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки России.

Структура и объём диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 109 наименований. Материал диссертации изложен на 140 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц, 27 рисунков.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Петухову Александру Витальевичу, заведующему кафедрой РНГМ профессору Рогачёву Михаилу Константиновичу, заведующему лабораторией ПНП Горного университета Сюзеву Олегу Борисовичу, всем членам кафедры РНГМ, главному специалисту отдела химизации ООО «Газпромнефть НТЦ» Кунаковой Анисе Мухаметгалимовне за оказанную помощь в подготовке работы.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОТЛОЖЕНИИ СОЛЕЙ В СКВАЖИНАХ И СПОСОБЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИХ

ОБРАЗОВАНИЯ

Отложение солей при разработке и эксплуатации залежей нефти - это достаточно сложный и многофакторный процесс, который наиболее активно проявляется на поздних стадиях разработки, когда растет обводненность продукции добывающих скважин [1-6, 97-101]. На сегодняшний день большая часть нефтяных месторождений России находится на стадии интенсивного обводнения, поэтому проблема повышения эффективности эксплуатации таких скважин является актуальной. Это характерно для Ромашкинского месторождения, находящегося на завершающей стадии разработки.

Отложения солей являются одним из негативных факторов, вызывающих серьезные нарушения в емкостно-фильтрационном состоянии продуктивных коллекторов, влияющих на работу подземного оборудования скважин, наземных коммуникаций и УППН.

Значительный вклад в разработку и совершенствование технологий предотвращение отложений солей при эксплуатации нефтяных скважин внесли многие отечественные и зарубежные ученые: Антипин Ю.В., Ахметов В.Н., Аширов К.Б., Бабалян Г.А., Габдрахманов А.Г., Гатенбергер Ю.В., Гуськова И.А., ЕмковА.А., Ибрагимов J1.X., Исланова Г.Ш., Кащавцев В.Е., КимВ.К, Люшин С.Ф., Лялина Л.Б., Мищенко И.Т., Мухаметшина М.М., Намиот А.Ю., Панов В.А., Пантелеев A.C., Рагулин В.А., Рогачев М.К., Саттарова Ф.М., Сыртланов А.Ш., Тронов В.П., ЯркееваН.Р., Devis J.E., Kerver J.K., Stanford G.K., Stiff H.A., Tomson M.B. и другие.

Обзор работ этих исследователей позволяет выявить современные представления об отложении солей в скважинах и способы предотвращения их образования.

1.1 Состав и структура солевых отложений

Цитологические и физические свойства коллектора, величины давления и температуры, химический состав и минерализация пластовых вод относятся к важнейшим факторам, которые влияют на процесс выпадения солей и их состав [2, 5-10].

Наиболее часто встречающимися в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений являются отложения кальцита - Са