Разработка и внедрение усилителя удаления солеотложений и нефтерастворимого ингибитора образования солеотложений (часть 2)

Продолжая цикл публикаций с переводом научной статьи «Разработка и внедрение усилителя удаления солеотложений и нефтерастворимого ингибитора образования солеотложений», сегодня мы остановимся на следующих параметрах месторождения: химический состав воды и типы солеотложения, наблюдаемые в рамках проводимого исследования.

Химический состав воды

Состав пластовой и закачиваемой воды представлен в Таблице 1.

Потенциал солеотложения пластовой воды относительно мал при пластовой температуре и по факту тенденция солеотложения по отношению к карбонатным отложениям падает, так как при закачке воды обводнённость возрастает (рис. 1 и 2).

Рисунок 1. График зависимости насыщенности отложениями карбоната железа SR(FeCO3) и сульфата бария SR(BaSO4) от объема нагнетаемой/пластовой воды	Рисунок 2. График зависимости массовой концентрации отложений карбоната железа wt(FeC3) и сульфата бария wt(BaSO4) от объема нагнетаемой/пластовой воды

Снижение в тенденции солеотложения обусловлено снижением концентрации бикарбоната в закачиваемом солевом растворе. Тенденция к образованию отложений сульфата также снижается, так как происходит прорыв закачиваемой воды из-за растворения ионов бария в пластовой воде. Из этого анализа следует, что внутри ствола скважин или насосно-компрессорной трубы солеотложений не наблюдалось. Однако солеотложения были замечены в электроцентробежных насосах (ЭЦН) из-за увеличения температуры жидкости от нагретого двигателя и изменения давления по всему насосу.

Рисунки 3 и 4 показывают тенденцию солеотложения для пластовой воды при повышенных температурах во всём диапазоне давлений. При сравнении с рисунками 1 и 2 очевидно, что потенциал солеотложения солёного раствора гораздо выше, как в случае с ЭЦН, в отличие от потенциала при добыче флюида на естественном режиме.

​

Рисунок 3. График зависимости насыщенности отложениями карбоната железа SR(FeCO3) и сульфата бария SR(BaSO4) от давления на ЭЦН	Рисунок 4. График зависимости массовой концентрации отложений карбоната железа wt(FeC3) и сульфата бария wt(BaSO4) от давления на ЭЦН

Наблюдаемые типы солеотложения

Твердые образцы, извлеченные из насосов, вышедших из строя в процессе эксплуатации, были проанализированы по стандартной методике. Твердые образцы содержали песок, полученный из пласта-коллектора, проппанта и различных видов неорганических солеотложений. Образцы были исследованы с помощью обычно применяемых органических растворителей и испытанием на воспламенение с анализом сольватированного вещества. Исследования проводились также с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионного рентгеноспектрального анализ (ЭДРА) с использованием электронного микрозондирования и рентгеновской дифракции (РД).

Из этих исследований стало понятно, что существовали некоторые солеотложения, которые не были спрогнозированы вышестоящим программным обеспечением для моделирования. Наиболее значительным видом присутствующих солеотложений был карбонат кальция, но и карбонат железа и сульфат бария также присутствовали. Снимки сканирующей электронной микроскопии показывают морфологию типов этих солеотложений.

Микроснимок кристаллической сотообразной структуры, составляющей отложения карбоната кальция в образце, извлеченном из вышедших из строя ЭЦН	Микроснимок кристаллического агрегата отложений сульфата бария, находящегося в его центральной части и окруженного галитовыми кристаллами кубической формы
Сильно увеличенный микроснимок кристаллической структуры отложений карбоната железа. Эти отложения имеют явно выраженную пористую структуру, которая позволяет флюиду продвигаться через их осаждения. Источник железа способствует возможному образованию этих отложений в коллекторе или продуктов коррозии в скважине/насосе.	На микроснимке показана основная кристаллическая структура образца керна, извлеченного из песчаника, месторождения Купарук А2, исследуемой скважины L09. Размер зерен свидетельствует о том, что зерна были хорошо отсортированы еще до осаждения. Мелкие частицы на поверхности больших по размеру зерен (кварц и полевой шпат) на самом деле аутегенный карбонат железа (сидерит) и глина (каолинит).

Как правило, пластовая вода содержит меньше чем пятнадцать миллионных долей железа, но не исключено, что местная коррозия НКТ и связанное с ней повышение температуры поверхности насоса может привести к образованию карбоната железа на самом насосе и внутри него. В некоторых скважинах сформировавшимся солеотложением является очень чистый карбонат кальция, который практически не содержит железа. В других скважинах точно также присутствующий карбонат железа предполагает изменение химического состава воды или источника железа в воде. Сульфат бария встречался в некоторых извлеченных образцах в ничтожно малом количестве, но не являлся главным солеотложением, поскольку он составлял меньше 5% извлеченного образца.