Методика прогнозирования солеобразования в скважинах и транспортной сети нефтегазопромыслов

О.И. Леухина

(филиал ООО “ВНИИГАЗ” – “Севернипигаз”, Ухта, Россия)

«Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Актуальные проблемы в геологии и геохимии нефти и газа» (памяти Б.А. Соколова и В.В. Семеновича): Материалы седьмой Междунар. конф., 25-27 мая 2004 г. / МГУ. – М.: Геос, 2004. – С. 314-315

METHODS OF FORECASTING SALT FORMATION IN WELLS AND TRASPORTATION NETWORK OF OIL AND GAS FIELDS

О. Leukhina (Branch of “VNIIGAZ”-“Severnipigaz”, Ukhta, Russia)

In view of the significance of the problem on grounding criteria of salt-formation in the process of hydrocarbon fields exploitation, conducting measures, which retard this process, the possibility of the methodological forecast (qualitative and quantitative) of mineral sediments in production equipment, formation (deposit), and transportation networks of oil and gas fields is established by calculated, graphical-analytical, and thermodynamical methods. Recommendations on its optimization and adaptation of conducted researches into the practice of oil and gas searching and field works are given. The Vuktyl field was selected as a reference one.

Одно из осложнений эксплуатации нефтегазопромыслов - выпадение твердых отложений (солеобразование) в промысловом оборудовании, пласте и коммуникациях, что влияет на добычу, ухудшая УВ-отдачу скважин и пропускную способность транспортной сети, и обусловлено воздействием техногенеза, оказывающего определяющее влияние на геолого-гидрогеологическую среду, в т.ч. и воды НГБ - основного поставщика минеральных образований по мере выработки запасов нефти и газа. В связи с важностью обоснования критериев прогноза образования осадков, изыскания эффективных средств борьбы с ними и выработки мероприятий, тормозящих этот процесс, а также расчета технико-экономических показателей, учитывающих затраты на предотвращение и борьбу с этим явлением, актуально изучение причин, масштаба и возможностей прогнозирования солеобразования, состава новообразований на объектах нефтегазовой отрасли.

Эффективность применения геолого-гидрогеологической информации для прогноза солеобразования в модельной системе типа “вода-порода-УВ” показана для условий крупнейшего в Республике Коми Вуктыльского газопромысла на основе изучения геохимических процессов (растворение, кристаллизация, ионный обмен и пр., взаимодействия природных, в т.ч. попутных вод месторождения и горных пород, представленных в разрезе). Рассмотрены основные причины и возможность прогнозирования осадкообразования (в различных термобарических условиях) в промысловом оборудовании (стволе скважин), пласте (залежи) и газотранспортных коммуникациях (участках межпромыслового и магистрального газопроводов) при попадании жидкостей, выносимых добывающими скважинами, одновременно увлажняющих газ и осложняющих их работу.

Прогноз солеобразования проведен на базе гидрогеохимической информации (первоначальных природных и современных характеристик объекта исследований) и пород коллектора в присутствии УВ-составляющей с использованием графоаналитического метода (Карцев, Никаноров, 1983), основанного на серии расчетов и построении диаграмм смешения растворов; термодинамического метода (физико-химическое моделирование) с помощью программного комплекса “Selector” (И.К. Карпов, 1981), ориентированного на решение задач моделирования природных процессов и минералообразования на ЭВМ, и расчетного метода (В.А.Терещенко, 1979). Это направление предполагает разработку методологии исследования в целом и конкретных методических приемов определения исходных параметров для прогноза солеобразования на объектах нефтегазодобычи. Выполненные исследования и наиболее существенные результаты рассмотрены по направлениям: 1-изучение влияния pH и температурных условий среды на растворимость карбонатных (кальцит, доломит) и сульфатных (гипс, ангидрит) пород коллектора; 2-выявление миграционных форм химических элементов в водных растворах различного состава (в зависимости от величины рН вследствие смешивания вод с различной кислотностью и их взаимодействия с твердой фазой и вмещающим УВ-флюидом), определяющих распределение и концентрации химических элементов, их стабильность и способность мигрировать и концентрироваться; 3-изучение процессов солеобразования при смешивании попутных вод; систематизация возможного распределения осадков в стволах эксплуатационных скважин в 3,5-км толще осадочных пород; моделирование солеобразования в основной залежи при усредненных термобарических условиях; 4-изучение характера выпадающих осадков в наземных коммуникациях.

Анализ исследований показал, что при поступлении в скважину вод различного генезиса состояние равновесия системы свидетельствует о возможности образования преимущественно карбонатных, в меньшей мере, сульфатных осадков и гематита (практический интерес вызывает выпадение в трубопроводах оксидов железа, которые могут выступать в качестве покровного слоя, затрудняющего протекание процесса коррозии); состав осадков, выпадающих вследствие нарушения физико-химических равновесий, свидетельствует об активной роли в процессах осадкообразования ионов Ca и Mg; существует реальная возможность прогнозировать развитие солеобразования, начинающееся в растворе в области, близкой к нейтральной среде: в качестве основных коррелятивов можно в первую очередь применять гидрохимические отношения, используемые при контроле за разработкой Вуктыльского НГКМ для диагностики попутных вод (rNa/rCl, r(Ca+Mg)/rCl, rSO4?100/rCl, rHCO3?100/rCl, rSO4/rHCO3).

По результатам моделирования, позволившим сделать качественный и количественный прогноз солей, выпадающих из 1л раствора, рассчитано общее количество соли, отлагающейся за определенное время, с учетом производительности скважин и величин выноса воды, на основе выражения (В.А.Терещенко, 1979): S=s?V?Q (S-количество отлагающейся соли в скважине, г/сут; s-количество соли, отлагающейся из 1л воды, г/л; V-количество поступающей в скважину воды с газом, л/тыс.м3; Q-производительность скважины, тыс.м3/сут. Это позволяет определить количество солей, выпадающих в течение суток в скважине на любой глубине. Эти расчеты следует проводить для осадков в трубопроводах, учитывая пропускную способность при конкретных рабочих давлениях и температурах.

Рекомендуемая область применения результатов исследований: внедрение методики, разработанной для условий эксплуатации Вуктыльского промысла: прогноз солеобразования в пласте, промысловом оборудовании и транспортной сети; усовершенствование гидрохимического метода контроля на нефтегазовых объектах других НГБ. Используя полученные результаты, можно перейти к следующим этапам работ в данном направлении: обоснованию и типизации эталонных моделей исследуемых процессов, прогнозированию характера их развития в районах нефтегазодобычи Тимано-Печорской провинции.

Авторы: 

Тематические разделы: