Анализ проблем и пути решения при совместном сборе угленосных и девонских потоков на месторождениях нефти Самарского региона

Химия

УДК 54.05

РС! 10.21661/Г-116612 Л.Н. Смирнова, О.М. Елашева

Анализ проблем и пути решения при совместном сборе угленосных и девонских потоков на месторождениях нефти Самарского региона

Аннотация

В работе исследователями рассмотрены вопросы применения реагентов для возможности совместного сбора и подготовки нефтей угленосного и девонского потоков. Произведен анализ указанных потоков образующихся эмульсий и определены химические реагенты, позволяющие разрушать эмульсии или предотвращать их образование.

I Ключевые слова: девонские и угленосные пласты, циклоны, эмульгированная вода, высокомолекулярные смолы, асфальтены.

L.N. Smirnova, O.M. Elasheva

The analysis of problems and solutions in the joint assembly of carboniferous and Devonian flows for the oil fields of Samara region

Abstract

The paper deals with the use of reagents for the possibility of joint acquisition and preparation of oil and coal-bearing Devonian streams. The analysis of these flows of formed emulsions has been made and chemicals, allowing to destroy the emulsion or prevent its formation have been defined.

| Keywords: Devonian coal-bearing formations, cyclones, emulsified water, high molecular weight resins, asphaltenes.

В связи с выработкой крупныхнефяных месторождений Самарского региона возникла необходимость повышения внутрипласто-вого давления. Основные проблемы системы повышения пластового давления (ППД) связаны с совместным сбором добываемой жидкости девонских и угленосных пластов. В результате смешения пластовой воды Боголюбовского месторождения (девонские пласты) и Сосновского месторождения (угленосные пласты) образуются нерастворимые в воде осадки. Образовавшиеся нерастворимые соли упрочняют бронирующие оболочки капель воды водонефтяных эмульсий, в результате чего снижается качество подготовки как нефти, так и воды.

Раздельный сбор и подготовка девонских и угленосных потоков исключает образование нерастворимых в

воде осадков, но его реализация требует больших капиталовложений. Другим вариантом решения проблемы является улучшение разделения промежуточного слоя, образующегося на установке предварительного сбора воды (УПСВ) УПСВ-95. Для реализации этого варианта потребуется увеличение емкостного парка, установление дополнительных фильтров или циклонов для отделения образовавшегося осадка и его утилизация. В данной работе рассмотрен химический способ решения проблемы.

Нефтяная эмульсия, как дисперсная система, обладая высокой межфазной поверхностью раздела и, следовательно, большим избытком энергии, и казалось бы, должна самопроизвольно разделяться на две образующиеся фазы: нефть и воду с наименьшей поверхностью раздела. Однако на практике эмульсия - это впол-

Chemistry

не устойчивые и самопроизвольно не расслаивающиеся системы. Высокая устойчивость их обусловлена наличием на поверхности капель эмульгированной воды со стороны нефтяной фазы защитных слоев, образованных природными стабилизаторами, содержащимися в нефти: высокомолекулярных смол, асфальтенов и микрокристаллов парафинов. Защитные оболочки дополнительно упрочняются твердыми включениями, состоящими из частичек сульфида железа и гипса.

Таким образом, защитные слои, обладая структурно- химическими свойствами, обеспечивают высокую устойчивость водонефтяной эмульсии: разрушить их можно только путем удаления с поверхности капель эмульгированной воды защитных оболочек.

Если не допустить образования неорганических осадков при смешении вод, то защитные слои не будут столь прочны, а образующиеся эмульсии будут менее стойки. Сульфид железа образуется при смешении вод девонского потока, содержащего ионы железа и угленосного потока, содержащего сульфиды-ионы по реакции:

Fe2+ +H2S=FeS+ 2Н

Содержание сульфида железа в девонском потоке составляет величину 120 мг/л, содержание сероводорода в угленосном потоке составляет величину 157 мг/л. Поэтому, удаление сероводорода из угленосного потока устранит возможность образования сульфида железа при смешении потоков. Таким образом, один из путей решения проблемы образования стойких эмульсий состоит в удалении сероводорода из угленосного потока до смешения потоков.

Были рассмотрены варианты использования уда-лителей сероводорода, выпускаемых отечественной промышленностью: десульфон СНПХ 1100, ЩСПК модифицированный» ПАК», поглотитель сероводорода ПСВ-3401. Для исследования действия указанных реагентов были использованы модельные эмульсии, приготовленные на основе свежих промысловых эмульсий Сосновского месторождения пласта Б2+Д1 (скважины №432) и пласта А1+А4 (скважины №525). Смешивание эмульсий проводили с учетом среднесуточного дебита жидкости. Смесь эмульсий скважин №432 и №525 Сосновского месторождения готовилась в соотношении 1:1,8. Эмульсия с реагентом тщательно перемешивалась и выдерживалась во времени для полного удаления сероводорода. После выдержки приготовленных эмульсий Сосновского месторождения с реагентом - удалителем сероводорода в нее вводили эмульсию Боголюбовского месторождения (соотношение эмульсий девонского и угленосного потоков составило 1:4,6) и дозировали раствор де-эмульгатора Диссольвана 2830 в количествах 7, 10, 15 грамм на тонну добываемой жидкости. Кинетику деэмульсации проб с предварительным удалением Н^ и без него проводили стандартным методом бутылочных проб при температуре 40оС. О динамике разрушения эмульсии судили по количеству воды, отстоявшейся от нефти через определенные интервалы времени. Полученные результаты по деэмульсации смешанных эмульсий с предварительным удалением сероводорода реагентом Десульфон СНПХ 1100 приведены в таблице 1 и на рисунках 1-3.

Таблица 1

Кинетика расслоения эмульсии при совместном присутствии удалителя сероводорода Дессульфон СНПХ 1100 и деэмульгатора Диссольван 2830

Кинетика расслоения эмульсии

№ п/п Время Эмульсия без добавок Эмульсия с добавкой удалителя Н2Б через сутки Эмульсия с добавкой удалителя Н2Б + Диссольван 2830 7 г/т Эмульсия с добавкой удалителя Н2Б + Диссольван 2830 10 г/т Эмульсия с добавкой удалителя Н2Б + Диссольван 2830 15 г/т

Объем выделившейся воды на 100 мл эмульсии, мл

1 0 1 9 10 11 121

2 10 0 0 0 0 0

3 30 0 0 0 0 0

4 45 0 0 0 1 37,5

5 90 0 14 40 60 60

6 165 0 20 44 65 65

Химия

Рис. 1. Расход эмульгатора - 7 г/т жидкости

Полученные результаты свидетельствуют, что после удаления сероводорода из эмульсии угленосного потока в процессе смешения эмульсий Боголюбовско-го и Сосновского месторождений образования сульфида железа не происходит, вследствие этого упрочнения бронирующих оболочек эмульсии твердыми частицами FeS не происходит. Образованный защитный слой на капле эмульгированной воды в отсутствии сульфида железа менее прочный. В этом случае молекуле эмульгатора гораздо легче диффундировать в промежутки

между частицами защитного слоя для последующей адсорбции на их поверхности. Вследствие этого процесс разрушения защитного слоя протекает более быстро (при всех испытанных концентрациях деэмульга-тора Диссольван 2830) и более полно (при концентрациях деэмульгатора 10 и 15 г/т).

Проведенный анализ и исследования показали возможность предупреждения образования осадка сульфида железа при смешении угленосного и девонского потоков.

150 200

Время, мин-

Рис. 2. Расход эмульгатора - 10 г/т жидкости

Chemistry

150 гоо

Время, мин.

Рис. 3. Расход эмульгатора - 15 г/т жидкости

Литература

1. Елашева О.М. Влияние реагента ингибитора коррозии Сонкор на процесс выпадения солей в пластовых водах Южно-неприковского месторождения / О.М. Елашева, Л.Н. Смирнова // Евразийский союз ученых. -2016. - №3. - С. 80-83.

2. Елашева О.М. Улучшение прокачиваемости нефти на магистральных нефтепроводах с использованием растворителя на основе местного углеводородного сырья / О.М. Елашева, Л.Н. Смирнова // Национальная ассоциация ученых. - 2016. - №2 (18). - С. 29-33

3. Трейгер Л.М. Исследование состава природных стабилизаторов и предварительное обезвоживание ставропольских нефтей // Разработка эксплуатация и обустройство нефтяных месторождений: Сборник научных трудов / Институт «Гипровостокнефть». - Самара, 2000. - Вып. 59. - С. 129-143.