Кинетика формирования отложений солей в нефтяных скважинах

Главной задачей в нефтяной промышленности является повышение эффективности добычи нефти. Одним из важнейших направлений решения этой задачи является борьба с отложениями неорганических солей при эксплуатации скважин. Особую актуальность эта проблема приобретает в настоящее время, поскольку многие нефтяные месторождения страны вступили в период интенсивного обводнения. Отложение солей в скважинном оборудовании приводит к снижению продуктивности, преждевременному выходу из строя глубиннонасосного оборудования, внеплановым текущим и дорогостоящим капитальным ремонтам скважин и, как следствие, значительному ухудшению техникоэкономических показателей нефтегазодобывающих предприятий.

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 при высокой обводненности продукции. Соли бария являются наиболее трудноуда-ляемыми компонентами солевых отложений. Барий часто встречается в высокоминерализованных пластовых водах нефтяных месторождений, где концентрация его нередко достигает 0,15-0,5 г/л. При наличии даже небольших концентраций сульфат-иона барит (BaSO4) может выпадать в осадок.

Для описания кинетики процесса нами использовались кривые зависимости изменения оптической плотности во времени после смешения двух жидкостей при определенной минерализации, в одной из которых содержится барий, в другой - сульфат-ионы с различными концентрациями. Кривые можно разделить условно на два типа: с индукционным периодом и без выраженного индукционного периода.

В комплексный состав солевых осадков, выпадающих при добыче нефти, входит углеводородная составляющая, представленная в основном ароматическими, непредельными углеводородами, сернистыми соединениями, парафинами, смолами и асфальтенами. Предполагается, что причиной солеотложений служат водорастворимые компоненты нефти, которые переходят в воду вследствие турбулизации потока и смешения нефти с водой.

Данные проведенного исследования показывают, что в присутствии органики, выделенной из солеотло-жений, индукционный период кристаллизации сульфата бария из пересыщенного водного раствора незначительно уменьшается для Ромашкинского месторождения. Однако по его завершению выпадение солей происходит быстрее, чем без добавок, т.е. время окончания реакция уменьшается.

Влияние нефтяных компонентов на процесс со-леотложений подтверждается результатами проведенных экспериментов. Была исследована физикохимическая активность водорастворимых естественных ПАВ нефти, т.е. способность их осаждать ионы различных металлов, содержащихся в пластовых водах. Исследования проводили в условиях, имитирующих образование отложений под влиянием активных органических соединений нефти в скважинах. Для это- го были выделены активные водорастворимые органические компоненты из отложений Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения. Водный раствор их вводили в модель пластовой воды и интенсивно перемешивали. Дозировка активной органики в воду привела к осаждению ионов металлов.

Полученные результаты показывают, что при выборе ингибиторов солеотложений недостаточно лабораторных исследований по изучению кинетики кристаллизации солей из пересыщенных попутных вод в присутствии ингибиторов. Необходимо добиваться, чтобы поверхностная активность ингибиторов была выше таковой для нефти данного месторождения.