СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГЛУШЕНИЯ И ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ ИЗ ПЛАСТОВЫХ ВОД НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК C09K8/42 C01D3/08 

Изобретение предназначено для нефтяной, химической и горнодобывающей промышленности и может быть использовано для получения жидкости глушения скважин и поваренной соли.

Известен способ извлечения хлористого натрия и калия из сильвинитовых растворов. Способ осуществляют путем высаливания хлористого натрия из сильвинитового рассола тетрахлоридом титана в присутствии 220-250 г/л хлористого водорода, выделением образующегося осадка NaCl, дополнительного введения хлористого водорода с образованием гексахлортитаната калия K₂ТiCl₆, который термически разлагают с получением хлористого калия и тетрахлорида титана. Авторское свидетельство СССР №1265146, кл С01О 3/04 опубл. 23.10.1986 г. Бюл. №39.

Недостатком способа является отсутствие сильвинитовых растворов на нефтяных месторождениях и невозможность получения из него жидкости глушения скважин.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению в котором устранен вышеупомянутый недостаток, является Способ получения поваренной соли из пластовой девонской воды патент РФ №2211802 кл С01О 3/01 опубл. 18.09.2003 г. Способ включает очистку исходной пластовой девонской воды от механических примесей, остатков нефти, солей железа с последующей выпаркой очищенной пластовой воды на выпарных аппаратах. По мере упаривания воды из пластовой воды достигается определенная концентрация хлористого кальция при которой происходит высаливание хлористого натрия, и увеличивается плотность рассола, который может быть использован в качестве жидкости глушения. Недостатком предложенного способа является весьма большие затраты энергии, идущие на выпарку исходной пластовой воды.

Технической задачей изобретения является получение жидкости глушения скважин, снижение энергетических затрат на приготовление жидкости глушения и не требует строительства сложных выпарных установок и многократно сокращает потребление энергии при получении жидкости глушения скважин и хлористого натрия, пригодного для технических и пищевых целей.

Техническая задача решается способом получения жидкости глушения скважин и хлористого натрия из пластовых вод нефтяного месторождения, включающим очистку исходной пластовой воды хлоркальциевого типа от механических примесей, остатков нефти, доведение ее плотности до концентрации хлористого кальция при которой происходит высаливание хлористого натрия, осадок которого отделяют от тяжелого солевого раствора центрифугированием с последующей промывкой исходной пластовой водой с удалением из нее остаточных солей хлористого кальция и хлористого магния.

Новым является то, что используют указанную воду хлоркальциевого типа с плотностью не менее 1100 кг/м³, причем доведение плотности осуществляют растворением в ней хлористого кальция или добавлением полученного тяжелого рассола, после чего полученный тяжелый рассол разбавляют пресной технической водой с получением жидкости глушения с требуемой плотностью.

Для получения жидкости глушения и хлористого натрия используются следующие материалы:

- кальций хлористый технический, технические условия ГОСТ 450-77;

- пластовые воды хлоркальциевого типа с плотностью не менее 1100 кг/м³.

Сущностью данного изобретения является получение жидкости глушения скважин из пластовой воды с различной плотностью, но с одинаковым с пластовой водой набором минеральных солей пригодной для глушения скважин в широком диапазоне изменений пластового давления, а попутным продуктом при этом является хлористый натрий. Глушение скважин - это технологическая операция по замене скважиной жидкости на жидкость с повышенной плотностью. Эта операция является необходимой для проведения последующих подземных ремонтов скважин, где пластовое давление может меняться от 6 до 27 МПа и более в зависимости от месторождений. Повышение плотности пластовой воды происходит при растворении в ней хлористого кальция при этом, в качестве побочного продукта выделяется хлористый натрий. В отличие от способа получения жидкости глушения на выпарных установках в предлагаемом способе не требуется сложных выпарных аппаратов и больших энергозатрат.

При высаливании хлористого натрия хлористым кальцием содержание солей определяли на лабораторной установке, состоящей из стеклянной емкости с перемешивающим устройством. Количество пластовой воды, получаемой соли и тяжелого рассола, определяли на лабораторных технических весах с точностью ±0,5 г. Плотность растворов измеряли денсиметром. С целью удаления пропитывающего соль (NaCl) маточного раствора содержащего хлористый кальций и магний, отфильтрованную соль смешивали с исходной пластовой водой в соотношении пластовая вода-соль, равном 0,5:1. Полученную суспензию фильтровали. Суммарная концентрация хлористого кальция и магния в тяжелом рассоле зависит от количества растворенного хлористого кальция, составляет от 23% до 36%.

Количество хлористого кальция и магния определяли комплексометрическим методом в присутствии индикаторов.

Пример 1

Результаты высаливания хлористого натрия, хлористым кальцием из хлоркальциевой девонской пластовой воды с плотностью 1185 кг/м³ Ромашкинского месторождения представлены в таблице 1. При высаливании тридцатью килограммами хлористого кальция из 100 кг пластовой воды выделяется 15 кг хлористого натрия и получается тяжелый рассол с плотностью 1345 кг/м³.

Выведем формулу для определения плотности жидкости глушения при разбавлении тяжелого рассола пресной технической водой. Запишем уравнения для получения V₁, жидкости глушения с искомой плотностью ρ_χ. Пусть имеем объем тяжелого рассола V с плотностью 1345 кг/м³. Запишем уравнение:

1345⋅V+V₁⋅ρ_H2O=(V+V₁)ρ_χ

где ρ - плотность тяжелого рассола;

V - объем полученного тяжелого рассола;

V₁ - количество добавленной пресной воды;

ρ_χ - искомая плотность разведенного рассола

ρ_H2O - плотность технической пресной воды.

Пример 2. Результаты высаливания поваренной соли тяжелым рассолом, полученный по примеру 1 представлены в таблице 2. При высаливании из исходной пластовой воды плотностью 1185 кг/м³ полученным тяжелым рассолом в количестве 114,85 кг и плотностью 1346 кг/м³ выделяется 14 кг поваренной соли, а полученный при этом тяжелый рассол имеет плотность 1257 кг/м³.

Пример 3.

Пусть имеется скважина глубиной 1700 м, пластовое давление 20 МПа, плотность жидкости глушения должна составлять 1235 кг/м³. Для этого, согласно формуле 1 необходимо 463 кг пресной воды, на один кубометр тяжелого рассола с плотностью 1345 кг/м³ при этом получим 1,435 м³ жидкости глушения с необходимой плотностью. С учетом глубины скважин и диаметра эксплуатационной колонны находится необходимый объем жидкости глушения с требуемой плотностью.

Пример 4.

Результат высаливания хлористого натрия хлористым кальцием из хлоркальциевой воды Пякяхинского лицензионного участка месторождения Лукойл-Западная Сибирь, неокомского водоносного комплекса, пласт с плотностью 1100 кг/м³ представлены в таблице 3. При высаливании 30 кг хлористого кальция из пластовой воды неокомского водоносного комплекса выделяется 1,136 кг хлористого натрия и получается тяжелый рассол плотностью 1431 кг/м³.

Пример 5

Пусть V=5 м³, V₁=2 м³ воспользуемся формулой (1)

Поскольку хлористый натрий выделяется в малом количестве, то говорить о его извлечении не имеет смысла.

Таким образом, получение жидкости глушения для скважин можно производить энергетически малозатратным способом: высаливанием, т.е растворением в пластовых водах хлоркальциевого типа с плотностью не менее 1100 кг/м³ технического хлористого кальция или тяжелым рассолом, получаемым при высаливании хлористого натрия хлористым кальцием.

Изобретение предназначено для нефтедобывающей, химической и горнодобывающей промышленности и может быть использовано для получения дешевой жидкости глушения для нефтедобывающих скважин и хлористого натрия для технических нужд или пищевой поваренной соли на базе местного сырья. В способе получения жидкости глушения скважин и хлористого натрия из пластовых вод нефтяного месторождения, включающем очистку исходной пластовой воды хлоркальциевого типа от механических примесей, остатков нефти, доведение ее плотности до концентрации хлористого кальция, при которой происходит высаливание хлористого натрия, осадок которого отделяют от тяжелого солевого раствора центрифугированием с последующей промывкой исходной пластовой водой с удалением из него остаточных солей хлористого кальция и хлористого магния, используют указанную воду хлоркальциевого типа с плотностью не менее 1100 кг/м³, доведение плотности осуществляют растворением в ней хлористого кальция или добавлением полученного тяжелого рассола, после чего полученный тяжелый рассол разбавляют пресной технической водой с получением жидкости глушения с требуемой плотностью. Технический результат – снижение энергетических затрат. 5 пр., 3 табл.

Способ получения жидкости глушения скважин и хлористого натрия из пластовых вод нефтяного месторождения, включающий очистку исходной пластовой воды хлоркальциевого типа от механических примесей, остатков нефти, доведение ее плотности до концентрации хлористого кальция, при которой происходит высаливание хлористого натрия, осадок которого отделяют от тяжелого солевого раствора центрифугированием с последующей промывкой исходной пластовой водой с удалением из него остаточных солей хлористого кальция и хлористого магния, отличающийся тем, что используют указанную воду хлоркальциевого типа с плотностью не менее 1100 кг/м³, доведение плотности осуществляют растворением в ней хлористого кальция или добавлением полученного тяжелого рассола, после чего полученный тяжелый рассол разбавляют пресной технической водой с получением жидкости глушения с требуемой плотностью.