Способ контроля карбонатного солеотложения Советский патент 1993 года по МПК C09K3/00 E21B43/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при эксплуатации газодобывающих скважин.

Цель изобретения заключается в повышении точности контроля за счет определения всех форм миграции карбонатов и снижения затрат на месторождениях с неоднородными геохимическими признаками.

Способ основан на единстве газ-вода- порода, из которого следует, что изменение одной части системы приводит к изменению других. В связи с те,м, что химический состав

водной продукции формируется под влиянием состава газа и пород, то на месторождениях с неоднородными геохимическим строением продуктивных пластов, формирование химического состава водной продукции будет индивидуальным и отличным в каждом геохимически однородном районе. Одновременно, так как ионы кальция и хлора имеют различную интенсивность накопления в водной продукции с увеличением минерализации (ионов хлора) в водной продукции, рекомендуется определять количеся

СО 00

00

ство отложившейся соли в зависимости от минерализации ионов хлора, Далее, общеизвестно, что миграция ионов, особенно ионов кальция, в водной среде происходит не только в ионной форме, но и в виде взвесей и частичек пород, являющихся продуктом разрушения ранее отложившегося осадка. Для учета их в балансе солеотложе- ния они посредством подкисления перева- дятся в ионную форму миграции, которая и анализируется. Подксиление пробы производят до рН 3,0, точнее 2,82, установленное по максимальной растворимости С02. При этой величине рН сохраняется максимальная растворимость CQ2, а следовательно и растворимость карбонатов. Отсюда, содержание ионов кальция, входящих в состав карбонатной соли, не уменьшается в исследуемом растворе в условиях изменения парциального давления, температуры,которые возникают на этапе/с момента отбора воды ; из газожидкостного потока, в скважине до момента определения ионов кальция, В прототипе не обеспечивается это условие, что приводит к занижению количества ионов кальция {карбонатов). , ; i , : :у

П р им е р .Месторождение Совета бад в Восточной Туркмении содержит неоднородный состав газа: в восточной части его распространены сернистые, в западной - бессернистые газы. Согласно этому выделены два района, граница между которыми делит месторождение почти на равные зал.е- жи. Основным объектом разработки является бессернистая часть, залежи. В. бессернистой части залежи прбмЫслобыми исследованиями и во время ремонтных paj бот выявлено карбонатное солеотложенйе; В период гидрохимического контроля, являющегося обязательным видом работ при контроле за разработкой залежи, выполняют отборы проб водной продукции на определение ионов кальция и хлора. По результатам анализа строят графики зависимости содержания ионов кальция от минерализации (ионов хлора), исключая из построения пробы водной продукции, в которых по данным промысловых исследований, обнаружено или предполагается солеотложение. Для района с бессернистым газом Количество определений оказалось достаточным Для выявления области колебания содержания ионов кальция от минерализации: четко намечается граница часто встречаемых значений минимальных и максимальных величин ионов кальция (рис. ). Аномальные отклонения исключены из построения. В бессернистой зоне число определений недостаточно для уверенного проведения границы фона (рис. ). В этом

районе необходимо выполнить дополнительно повторные отборы водной продукции и определение ионов кальция и хлора. Но уже из приведенного графика следует,

5 что интенсивность накопления ионов кальция с увеличением содержания ионов хлора в сернистом и бессернистом районах различно. На графике в сернистой зоне содержание ионов кальция при минерализации

0 водной продукции по хлориону, например, 80 мг/л равно 20 мг/л, т. е. отношение 0,25. В бессернистой же зоне для этой же минерализации содержание ионов кальция не .более 12 мг/л, отношение 0,15. С ростом

5 минерализации расхождения в абсолютных величинах ионов кальция в сернистой и бес- сернистой зонах возрастает. Следовательно, не учитывая условия интенсивности накопления ионов кальция в различных зо0 пах, понизится точность определения соле- . отложения. - ;У ; ,:. : . ; . -.

В районе распространения бессернистых газов выполняют контроль карбонатного солеотложения. Из всего количества

5 скважин, подвергшихся контролю, приве дем последовательность выполнения исследований и их результаты по 4 скважинам: 257, 247П 340, 352. По каждой скважине через сепаратор определяется дебит водной

0 продукции и отбирается вода в две емкости. Для анализа ионов кальция и хлора достаточен объем 0,2 - 0,25 # Одна из проб подкис- .ляется 0.5N химически чистой соляной кислотой до рН 3. После подкисления проба

5 взбалтывается в течение 5-10 мин и выполняется определение ионов кальция, а в не- подкйсленной пробе определяются ионы

кальция и хлора. Первое и второе значение

; ионов кальция, установленное в исследуе0. мой пробе, сопоставляются с пределом фоновых значений ионов кальция для соответствующего содержания ионов хлора на графике и оценивается качественно динамика солеотложения. По величинам рас5 хождения содержаний ионов кальция в

исследуемой пробе от его. фонового содер жания с учетом дебита водной продукции

определяется количество отложившейся

; .(вынесенной) соли в скважине за фиксиро0 ванное время.

Результаты Исследования сведены, в Таблицу.

По приведенным данным получены следующие значения:

5 Скважина 259. Происходит вынос частиц пород (в подкисленной пробе содержание ионов кальция выше, чем в неподкисленной пробе), но при этом, солеотложение не происходит, так как содержание ионов кальция в неподкисленной пробе

(310,6 мг/л) находится в пределах фона (282 - 325 мг/л). Вынос частиц пород обусловлен разрушением ранее отложившихся в скважине карбонатных солей.

Интенсивность разрушения определяется по формуле

N (гСап - гСа н) eq , .

где гСап - содержание ионов кальция в подкисленной пробе, 328,2 мг/л;

гСан - содержание ионов кальция в нё- подкисленной пробе, 310,6 мг/л;

е - эквивалентная масса соли к эквивалентной массе данного иона, для карбоната кальция-4;:- :;V.. q-дебит водной продукции, 12 М3/сут.

N (328.2-310,6) -4 v 12 844,8 ч/еут.

Следовательно, в период исследования со скважины выносится 844,8 г/сут, соли.

Скважина 247. Содержание ионов кальция в подкисленной и нёпрдкисленной пробах одинаково, и они находятся в пределах колебания фона. Из этого следует, что на скв. 247 ни выноса, ни отложениякарбонатных солей не наблюдается,

Скважина 340. Происходит отложение карбонатных солей, но часть их выносится в виде взвесей: содержание ионов кальция в водной продукций подкисленной и неподкисленной пробах меньше минимального значения фока, а в подкисленной пробе содержание ионов кальция на 2,3 мг/л выше, чем в неподкисленной пробе. Количество отложившейся в скважине соли в единицу времени определяется по формуле

N (гСа ф - гСап) 5 q,I

где гСаф- минимальное фоновое содержание ионов кальция при соответствующей минерализации (содержании ионов хлора) в исследуемой водной продукции, 40 мг/л;

гСап- содержание ионов кальция в подкислённой пробе 38,4 мг/л.

Следовательно, в скважине в период контроля происходит солеотложение в количестве 44,8 г/сут.

В скважине 352 фиксируется осаждение солей из водной продукции и полный их выносе преобладанием разрушения пород.

Такой вывод исходит из того, что содержание ионов кальция в неподкисленной пробе ниже минимальной величины фона, а в подкисленной пробе содержание ионов каль- ция выше, чем в неподкисленной пробе.

Из приведенных примеров следует, что при использовании ранее известного способа контроля солеотложения (3) был бы сделан ошибочный вывод о масштабах

солеотложения в скв. 259, 340 и 352. Применение предложенного способа не требует дополнительных средств для реализации. Экономический эффект образуется за счёт продления сроков межремонтных

работ на скважинах и дополнительной добычи газа. Способ может найти применение на всех неоднородных По геологическому строению и составу газа месторождениях

где происходит карбонатное солеотлЬжение: Оренбургское, Советабадское, Сев. Балкуинское и др. Г;-Т - : Формула изобретения Способ контроля карбонатного солеотложения, включающий отбор водной проДукции из газодрбывающих скважин, определение концентраций ионов, образующих соль, и концентрации ионов, не вхо дяЩих в состав соли; о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет учета всех форм миграции кар : бонатов в исследуемой пробе и снижения

затрат на мёстброжденйях с неоднцродны ми геохимическими признаками, выполняют районирование месторождения по

признакам неоднородности, для каждого района определяют минимальный и максимальный предел для ионов кальция в зависимости от содержания ионов хлора (минерализации) в водной продукции газодобывающих скважин без признаков солеотложения, из контролируемой скважины, отбирают единовременно две пробы водной продукции, одну из которых подкисляют Д& рН 3, определяют содержание ионов кальция в подкисленной и неподкйсленной пробах и содержание ионов хлора в неподкисленной пробе и контролируют солеотложение сопоставлением содержания ионов кальция в исследуемых пробах и пределом фона для соответствующей минерализации водной продукции.

40 60 80 IQO

300 500 700 1000: 2000 4000 6000 1000030000 40000

Для повышения точности контроля за счет учета всех форм миграции карбонатов в исследуемой пробе и снижения затрат на месторождениях с неоднородными геохимическими признаками, выполняют районирование месторождения по признакам неоднородности, для каждого района определяют минимальный и максимальный пределы фона для ионов кальция в зависимости от содержания ионов хлора (минера- лизации) в водной продукции газодобывающих скважин без признаков солеотложения, из контролируемой скважины отбирают единовременно две пробы водной продукции, одну из которых подкисляют до рН 3, определяют содержание ионов кальция в подкисленной и неподкис- . ленной пробах и содержанием ионов хлора в неподкисленной пробе и контролируютсо- леотложение сопоставлением содержания ионов кальция в исследуемых пробах и пределом фона для соответствующей минерализации водной продукции. 1 ил., 1 табл.