Салимов Марат


morad.jpg (6,79kb)
msalimov@narod.ru

Расширение сырьевой базы
нефтяных месторождений

В связи с истощением запасов добываемой нефти остро встает проблема использования высвобождающейся рабочей силы и существующей промышленной и энергетической инфраструктур. Поэтому необходимо обратить внимание на пластовые воды нефтяных месторождений Татарстана, содержащие в промышленных масштабах бром, йод, хлористый натрий, хлористый кальций, другие соли и редкие элементы, имеющие перспективное значение для промышленности.
В настоящее время с нефтью извлекается более 120 млн. тонн в год попутных пластовых вод, а запасы подземных вод терригенного девона практически неисчерпаемы. Благодаря этому имеется реальная возможность по созданию химических производств для получения дешевой пищевой поваренной соли, жидкости глушения для нефтяных скважин, йода, брома, соляной кислоты, каустической соды и др. Часть этих продуктов может быть использована непосредственно при добыче нефти, что значительно снизит ее себестоимость.
Переработкой солевых растворов занимаются в мире сотни предприятий, но из-за большого разнообразия состава сырья для каждого предприятия разрабатываются свои индивидуальные технологические стадии в зависимости от климата или расположенных поблизости источников дешевого тепла. Это связано с тем, что для концентрирования первичного сырья и выделения солей требуется удаление большой массы воды. Поэтому все предприятия обычно не останавливаются на том или ином продукте, а пытаются выделить все полезные химические элементы, совмещая к тому же и выпуск вторичной продукции - металлы, хлор, бром и т.д. На всех предприятиях используются последовательные схемы выделения солей, которые в зависимости от состава первичного рассола могут сильно отличаться друг от друга.
Промышленными подземными водами называют такие, которые содержат в растворе ценные химические компоненты или их соединения в количествах, обеспечивающих в пределах конкретных гидрогеологических районов по технико-экономическим показателям их рентабельную добычу и переработку.
Местонахождением промышленных вод является ограниченная часть геологической структуры, в пределах которой рациональным в технико-экономическом отношении водозабором в течении расчетного срока эксплуатации можно полностью отработать заключенные внутри нее геологические запасы этих вод.
Кондиционные содержания элементов в подземных водах оговариваются требованиями ГКЗ РФ. Однако, требования (кондиционные) к качеству пластовой воды на микрокомпоненты изменяются в зависимости от гидрогеологических, геолого-экономических, коммуникационных условий района, химического состава, эксплуатационных запасов подземных вод, степени гидрогеологической и геологической изученности района, технологических возможностей извлечения из них отдельных компонентов или их различных сочетаний. Наиболее важным показателем, характеризующим возможность использования подземных вод как полезного ископаемого, является степень их комплексного использования.
Важным моментом являемся так же региональная, общероссийская и мировая конъюнктура потребности и ценообразование отдельных элементов, соотношение себестоимости получения продуктов из твердого и водного сырья одинакового качества.
Важным преимуществом подземных вод, как сырьевого источника редких элементов, является: низкая себестоимость продукта, т.к. подземные воды -полноценное сырье, отдельные их геохимические типы обладают сравнительно высокой технологичностью, эксплуатация водных месторождений редких элементов не требует дорогостоящих горных разработок. Поэтому в большинстве стран (США, Италия, Израиль, Япония, Новая Зеландия, Исландия, Австралия и др.) постоянно и планомерно ведутся технологические исследования для разработки методов извлечения этих элементов из конкретных геохимических типов природных вод. Например:
1) в США из рассолов оз. Серлз с минерализацией около 430 г/л, хлор-карбонат натриевого типа с мах содержанием Li-81мг/кг, К-26 г/кг, B-4 г/кг Вr-860 мг/кг. Из п.воды производят соду, сульфат натрия, хлорид калия, бром, бромистый натрий, буру, борную кислоту, фосфорную кислоту, карбонат лития, фосфат лития.
2) из рассoлoв оз. Сильвер-Пик минерализацией 180 г/л, относящиеся к Сl-Nа типу, производят карбонат лития и целый ряд друг компонентов.
3) из рассолов Большого соленого озера с минерализацией 310 г/л, Cl-SO-Na-Mq- типа производят сульфаты калия, натрия, хлориды магния, натрия и лития.
4) в Италии основным источником бора является парогидротермы Лардерелло. Из них извлекают буру, борную кислоту, аммиачные и карбонатные продукты. Общий объем- 4400 т борной кислоты и 4-5 тыс.т. буры.
5) в Израиле из рассолов Мертвого моря (минерализация 300-320 г/л, тип Cl-Mq-Na) извлекают хлористый калий, бромидные продукты и намереваются извлекать LiCl (запасы LiCl-17,5 млн.т.).
6) в Китае промышленные природные воды (особенно рассолы озер) используют для извлечения редких щелочных элементов и бора.
7) в Японии для этой же цели используют парогидротермы.
Во многих странах делаются попытки извлечения урана из вод карбонатных озер.
Необходимо так же учитывать опыт извлечения из рудничных вод металлургической промышленности ряда ценных компонентов, а так же технологические процессы переработка твердых полезных ископаемых, при которых одной из производственных стадии является перевод ценного компонента в жидкостную фазу с последующим его осаждением (например, на предприятии "Радиум-Хилл" Австралия, Sc извлекают из сбросовых растворов, содержащих 0,03 г/л скандия, его попутное извлечение налажено также в Бразилии и США).
Известно, что в настоящее время в природных водах сосредоточено 55% мировых запасов Li, 40% -Re, 35%-Cs. Br извлекается в промышленном масштабе только из природных вод, т.к. не образует больших скоплений своих минералов, равно как и I. У нас в настоящее время из подземных вод в промышленных масштабах извлекают только Вr и I.
Исходя из обобщенных данных на территориальную привязанность промышленных подземных вод, наиболее перспективным для их добычи и переработки является участок, расположенный в восточной части русской платформы между р. Волгой и Уральским хребтом, т.к. этот район представлен мощной (до 4000 м и более) толщей палеозойских пород, сложенных преимущественно карбонатными и в меньшей степени терригенными отложениями. Максимальная минерализация Cl-Na-Cа- вод составляет до 310 г/л с глубиной залегания 2000 м. С водами восточных районов связаны высокие содержания сероводорода (1000 мг/л), брома- 250-2000 мг/л, стронция -от 190-1300 мг/л, йода- 10-75 мг/л.

Промысловые воды обычно проходят стадию предварительной подготовки: очистка от остаточных нефтепродуктов, нафтеновых кислот, взвешенных твердых частиц - гипса, глины, сульфида железа, сероводорода. При отстаивании обычно понижается щелочность рассолов и содержание нафтеновых кислот. Так, при выдерживании бакинских вод 8-10 суток щелочность вод снижается от 20 до 3,5 мг-экв/л и далее остается на том же уровне. Одновременно примерно вдвое снижается содержание нафтено¬вых кислот, дальнейшая очистка от которых возможна например при продувке воздуха и удалении пены с поверхности бассейна. Все эти меры направлены на снижение расхода окислителя при выделении брома.
В районах аридного климата для упаривания рассолов используется солнечная энергия, а для северных районов - дешевое тепло электростанций, нефтеперегонных заводов и т.п. Упаривание в естественных условиях является хорошо изученным процессом, для которого построены диаграммы состояния и выделены последовательность выделения солей в зависимости от времени, температуры, концентрации компонентов.
В принципе коэффициент концентрирования до 10 можно получить при отрицательных температурах, где нет дешевых источников тепла, но есть дешевый естественный холод в зимнее время. Исследования в этом направлении необходимо провести на конкретных промысловых водах.
Самое высокое содержание брома, йода, стронция, калия, натрия соответствует терригенному комплексу девона. Содержание брома колеблется в пределах 800-1000 мг/л, стронция 400-600 мг/л, йода 7-10 мг/л, натрия 60-75 г/л, кальция до 24 г/л, скандия до 1 г/т. Для рентабельного производства брома, йода и скандия из рассолов их минимальное содержание составляет 450 мг/л для брома, 10 мг/л для йода, 400 мг/т для скандия.
Представляют интерес и воды верхних горизонтов, поскольку в них меньшее содержание тяжелых металлов, усложняющих технологию получения химически чистых сортов хлоридов натрия, кальция, магния и скандия.
При вовлечении в переработку попутных пластовых вод только Абдрахмановской и Карамалинской площадей Ромашкинского месторождения возможно производство на предлагаемом к строительству комплексе 30 тыс.т поваренной соли, 40 тыс.т жидкости глушения, 8 тыс.т брома и 76 тонн йода. По химическому составу подземные воды относятся к хлоркальциевому типу, общая минерализация которых изменяется от 160 до 273-278 г/л. Обращает на себя внимание чрезвычайно низкое содержание сульфат-иона (1-1,5 мг-экв/л). Содержание основного полезного компонента колеблется от 700 до 1000 мг/л.
Концентрации других компонентов изменяются, мг/л: йода 8-10, бора 12, бария до 100, стронция до 400. Основные гидрохимические коэффициенты равны: Nа/Cl-0,58-0,79; Сl-Nа/Мq-3,26; SО4х100/Сl до 0,01-0,2. Температура пластовых вод в зависимости от глубины изменяется от 33 до 37 С. Газонасыщенность вод составляет 300-700 см3/л при общем содержании углеводородных газов 60-75%. Тип газа азотно-метановый. Сероводород в подземных водах горизонта отсутствует. Содержание углекислого газа не превышает 1%. Содержание нафтеновых кислот составляет около 0,2 мг/л. Вязкость пластовой воды составляет 1,92 Па.с, общая минерализация 273,4 г/л, плотность 1,186 г/см3. Температура пластовой воды составляет 35 С.
Химический состав подземных вод характеризуется стабильностью состава по площади месторождения, исключая участки закачки опресненных сточных вод, и изменения составов во времени.
Таким образом, подземные воды по своему ионно-солевому составу, концентрации микрокомпонетов имеют промышленное значение как гидроминеральное сырье для химической промышленности. Наиболее перспективным объектом для организации производства являются отложения терригенного девона.
Промысловые воды содержат от 70 до 300 кг/т солей металлов, которые могли бы стать долговременным источником сырья для химической промышленности.
Таблица. Содержание элементов (мг/л) в промысловых водах установки подготовки сточной воды и в ряде скважин (номера условные) в зоне действия закачки. В нижней строке приведено общее содержание солей после выпаривания пластовой воды (в кг на тонну).

ЭлементУПСВ
1995г
УПСВ
1996г
УПСВ
1997г
УПСВ
1998г
скв №1
скв №2скв №3скв №4
Ge
La
Ba
Sr
Rb
Br
As
Ga
Zn
Gu
Ni
Co
Fe
Mn
Cr
V
Ti
Sc
Ca
K
Cl
S
P
Si
Al
Mq
Na
F
0,15
0,1
11,5
230
1
470
1
0,9
6,
8,1
2,6
0,3
133
1,32
3,8
0,04
0,6
0,12
15600
1530

20,3
0,8
8,2
17,4
3100

1
0,27
0,2
16,5
240
0,8
480
0,71
0,7
0,34
6,8
1,6
0,2
160
1,25
1,27
0,7
1,1
0,25
16600
1540
143500
13,5
0,9
8,2
1,1
3325
59100
0,95
0,28
0,24
12,6
250
1,2
350
1,1
0,84
1,84
2,3
4
0,68
190
5,3
2,4
0,48
1,7
0,28
23700
1370
148000
34
1,1
46
5,5
3520
61400
0,92
0,25
0,2
12
260
1
370
1,2
0,75
0,9
3,1
3,5
0,45
195
3,5
2,1
0,4
1,5
0,25
25400
1750
150000
19
0,9
27
4,3
3700
62200
1,5
0,08
0,01
18,8
270
0,8
400
1,7
2,2
0,6
1,8
1,1
0,1
130
4,7
1,7
0,6
5,1
0,11
18800
1600

20
0,9
52
11


2
0,1
0,01
15
235
0,6
120
1,5
0,25
0,75
1,9
0,6
0,1
185
5,3
0,9
0,2
1,5
0,17
21400
1620

16,2
0,5
10,7
2,7
3240

1,33
0,1
0,03
4,8
232
1
200
1,4
0,4
0,9
0,3
1,3
0,1
240
4,8
0,6
0,3
7,9
0,2
26000
1400

11
0,25
10
4
3500

0,8
0,21
0,1
11,9
354
0,5
240
1,9
0,5
1,5
0,3
3,2
0,1
245
4,7
1,9
1,4
1,8
0,35
13300
1300

56
1,9
55
7,2
3800

4,3
кг/тн220232240250157 183197244

Поваренная соль.
Соль (хлористый натрий) является важным элементом, обеспечивающим жизнедеятельность человека и животного мира, а также товаром, имеющим широчайший спектр промышленного применения.
В России производятся следующие виды соли: соль в растворах, выпаренная соль (озерная и морская), каменная соль, высококачественная вакуумная соль. Объем выпуска последнего вида соли, однако, невелик. Производится также небольшое количество йодированной соли, однако в недостаточном объеме и недостаточно высокого качества при значительном уровне потребности в ней.
Применение поваренной соли весьма разнообразно. Примерно 60% потребляемой соли используется в качестве химических сырьевых материалов. При этом 37% добычи расходуется в производстве хлора и каустической соды, 19% кальцинированной соды, 3% других химикатов, 19% в питании, 11% для посыпки автомобильных дорог, 11% в бурении нефтяных скважин, а также для очистки воды и т.д.
Основная добыча поваренной соли в бывшем СССР была сосредоточена в России и на Украине, причем на долю первой приходится 38, 02% всей добычи страны, а на долю второй-52, 2%.
В России насчитывается восемь солезаводов и два промышленных предприятия (АО "Уралкалий" АО "Сильвинит"), выпускающие соль в качестве побочного продукта калийного производства.
Все солепроизводящие предприятия страны нуждаются в реконструкции и ремонте, что в последние годы не делалось из-за нехватки финансовых средств. Следует отметить, что основные соледобывающие мощности бывшего СССР находились вне Российской Федерации, поэтому в последние годы существования Союза инвестиции в эту отрасль промышленности направлялись в другие соледобывающие республики, главным образом, на Украину и Белоруссию.
В России из предприятий химического комплекса крупнейшими производителями поваренной соли являются АООТ "Уралкалий" и АООТ "Сильвинит", которые произвели -61, 1% всей соли добытой в стране. Из других предприятий крупнейшим является комбинат "Бассоль", который добывает-21, 6% всей поваренной соли.
Анализ емкости рынка поваренной соли показал, что 99, 7% соли потребляется на внутреннем рынке, и лишь 0, 3% на внешнем. Основным солепотребляющим регионом России является промышленно развитая и густонаселенная европейская часть. К наиболее значительным солепотребляющим районам России относятся Западная и Восточная Сибирь, а также Центральный, Волго-Вятский, Уральский, Волжские районы. На российскую промышленность приходится примерно 50, 0% современного потребления соли. Из промышленных сфер потребления наиболее значительной является химическое производство. В неблагоприятных условиях общехозяйственной конъюнктуры первой половины 90-х годов потребление соли в химической промышленности резко сократилось примерно вдвое. Одновременно значительно увеличилось использование соли в пищевой промышленности более чем на 50, 0%, а также в сельском хозяйстве, нефтехимии, в целях борьбы с обледенением дорог. Существенно возросло использование столовой соли населением России для домашнего приготовления пищи и консервирования.
Дефицит соли по России на 2000г. составляет 5145тыс.т. Дефицит по регионам: Волжско-Уральский-1500тыс.т., Волго-Вятский-1200тыс.т., Западно-Сибирский-2150тыс.т. Только 29, 2%потребности России в соли удовлетворяются за счет собственного производства, а 70, 8%-за счет ввоза из других республик, в основном из Белоруссии.
Данные показывают, что общий объем ввезенной в 1995г. соли с Украины и Белоруссии в рассматриваемые регионы составляет 82, 6 тыс.тонн.
Таким образом, сбыт соли в Татарстане и близлежащих с ним регионах возможен за счет отказа от ввозимой с Украины и Белоруссии соли и заменой ее на отечественную в объеме не менее 80 тыс.тонн.

Жидкость глушения.
Динамика сбыта и потребления тяжелой жидкости глушения, составленная на основе запросов, представлена следующим образом:
ОАО"Татнефть" 10000т.
ОАО"Самарнефть" 15000т.
ОАО"Удмуртнефть" 1000т.
ОАО"Оренбургнефть" 3500т.
ОАО"Башнефть" 2500т.
ИТОГО 32000т.
Кроме того, здесь не учтены потребности в хлористом кальции для буровиков и ремонтников скважин, которые добавляют его для модификации цементных растворов. Так только в ОАО "Татнефть" его годовая потребность для буровиков в пересчете на растворный хлористый кальций составляет 4500 т.
Физико-химические процессы, лежащие в основе переработки пластовой воды, заключаются в следующем.
На первом этапе происходит очистка пластовой воды от механических примесей и солей железа. Далее пластовая вода поступает на двухступенчатую термокомпрессионную выпарную установку, в которой на устойчивом, экономичном режиме происходит выпарка пластовой воды с концентрированием солей. При достижении определенной величины концентрации хлористого кальция в рассоле, осаждается хлористый натрий, пригодный для пищевых целей.
Хлористый натрий отделяется от остального рассола на циклоне, промывается от солей кальция исходной пластовой водой, вновь поступает на центрифуги для отделения от жидкости. Готовая соль высушивается и далее идет на установку расфасовки и упаковки. Упаренный рассол с плотностью 1300-1400 кг/м3 предлагается использовать в качестве жидкости глушения.

Таким образом, известные способы получения поваренной соли включают очистку исходной пластовой воды от механических примесей, остатков нефти, солей железа и выпаривание пластовой воды с концентрированием солей.
При достижении определенной величины концентрации хлористого кальция в рассоле (жидкости глушения) происходит осаждение поваренной соли, пригодной для пищевых целей. Поваренная соль отделяется от остального рассола на центрифугах, промывается от солей кальция исходной пластовой водой, вновь поступает на центрифуги для отделения от жидкости и высушивается.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента поваренной соли и получение жидкости глушения разной плотности с одинаковым набором минеральных солей.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения поваренной соли из пластовой воды нефтяного месторождения, включающем очистку исходной пластовой воды от механических примесей, остатков нефти, солей железа и выпаривание пластовой воды с осаждением поваренной соли, согласно изобретению, выпаривание ведут до достижения плотности остаточной жидкости от 1,19 до 1,39 г/см3, которую используют в качестве жидкости глушения.

Сутью данного изобретения является получение жидкости глушения из пластовой воды нефтяного месторождения с различной плотностью, но одинаковым с пластовой водой набором минеральных солей, пригодной для глушения скважин в широком диапазоне изменения пластового давления, а также поваренной соли разнообразного назначения.
Глушение скважины это технологическая операция по замене скважинной жидкости на специальную жидкость глушения с повышенной плотностью. Эта операция является необходимой для последующего проведения подземных ремонтов скважин, пластовое давление в которых может изменяться от 7,5 до 22 МПа (Ромашкинское нефтяное месторождение).
Повышение плотности выпариванием происходит при постоянном отделении поваренной соли от получаемой жидкости глушения. При этом в начале процесса получают крупную соль без примесей хлоридов кальция и магния, то есть гранулометрический и химический состав поваренной соли находится в причинно-следственной связи с плотностью жидкости глушения.
С увеличением плотности остаточной жидкости уменьшаются размеры кристаллов хлорида натрия, и увеличивается содержание хлоридов кальция и магния в осажденной соли. Изменяя плотность остаточной жидкости при неизменном составе исходной пластовой воды можно получать товарную продукцию разнообразного назначения. В этом заключается отличие предлагаемого способа от известного.
Изменение свойств осажденной поваренной соли обуславливает разные области применения. Например, при засолке рыбы требуется крупнокристаллическая соль с небольшим содержанием магния и кальция, а для засолки мяса необходима соль средней зернистости и ограниченным содержанием магниевых соединений.

Поваренная соль, полученная в результате выпаривания пластовой воды до плотности 1,33 г/см3 и выше, без дополнительной очистки ее концентратов, не пригодна для посола мяса и рыбы вследствие высокого содержания кальция и магния, но может быть использована в качестве столовой, так как содержит необходимые для организма микропримеси веществ.
При дальнейшем повышении плотности выпариваемой жидкости (1,35 г/см3 и выше), в осажденную поваренную соль переходит от 3 до 9% хлоридов кальция и магния, что делает ее непригодной для пищевых целей, но вполне применимой в кормах для животных.
Область предпочтительного использования поваренной соли, полученной выпариванием пластовой воды, в зависимости от плотности жидкости глушения, включает использование ее в качестве пищевой и кормовой (для животных) соли.

ПРИМЕНЕНИЕ ПДВ В КАЧЕСТВЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ
Пластовые воды девонского горизонта содержат высокие концентрации солей кальция, натрия, калия, магния. В основном эти элементы представлены в виде хлоридов. Все эти элементы являются биогенными и жизненно необходимы для нормального развития организмов сельскохозяйственных животных.
Отличительной чертой этой группы элементов является то, что они необходимы в относительно больших количествах и составляют макроминеральную основу живых организмов.
Другие компоненты пластовых вод – железо, бром, йод и ряд других – также важны для нормальной жизнедеятельности и дефицит их может представлять угрозу для жизни животных, однако потребность в этих элементах на порядок и более ниже, чем в элементах первой группы (в связи с чем элементы второй группы рассматриваются как микроминеральные добавки).
Из содержащихся в пластовой воде ионов наибольшую практическую значимость имеют кальций, натрий, калий, магний и хлорид. Не менее значимые функции выполняют железо и йод. Однако ввиду того, что дефицит железа не характерен для хозяйств Татарстана, этот элемент тут не рассматривается. Дефицит йода является серьезной проблемой животноводства и птицеводства. Однако без специального обогащения пластовые воды и составы, образующиеся из солевых компонентов пластовых вод после выделения поваренной соли, могут лишь частично компенсировать дефицит этого элемента в рационах питания. Определенный интерес представляет наличие в пластовых водах относительно высоких концентраций бромидов. Однако в литературе отсутствуют систематизированные данные о роли этого элемента в жизнедеятельности организмов животных и птицы.
Все компоненты пластовых вод являются биогенными веществами, дефицит которых в той или иной мере бывает характерным для животноводческих и птицеводческих хозяйств.
Исходя из состава пластовых вод их компоненты в первую очередь должны быть использованы для компенсации дефицита в рационах макроэлементов (кальций, поваренная соль, калий, магний, хлориды).
Большим достоинством пластовых вод девонского горизонта является то, что все биогенные элементы в ней находятся в виде хлоридов, т.е. в наиболее биологически доступной для организмов животных и птицы форме.
Представляется разумным на основе пластовых вод изготавливать два рецепта кормовых макроминеральных добавок и кормовую соль:
А. Выпаренная или исходная необработанная пластовая вода без выделения каких-либо компонентов – для компенсации дефицита в рационах поваренной соли с частичным устранением дефицита кальция, магния, железа, йода и пр.
Б. Маточный раствор после выделения поваренной соли (выпаренный до сухого состояния или в виде рассола) – для компенсации дефицита кальция и магния в рационах питания животных с частичным устранением дефицита в поваренной соли, железа и йода.
С. Кормовая соль – менее очищенная по сравнению с пищевой поваренной солью без предварительного удаления солей железа.

Введение в дрожжуемые корма пластовой воды как минеральной кормовой добавки для компенсации дефицита в рационах животных поваренной соли не подавляет жизнедеятельности дрожжей.
Добавки пластовой воды затрудняют ферментативное расщепление углеводных компонент кормов.
Обогащение кормов макроминеральными добавками на основе пластовых вод девонского горизонта рекомендуется производить после окончания ферментативного расщепления питательных компонент корма.
В случае производства макроминеральной добавки на основе пластовых вод без иодидов и магния, эта добавка может добавляться в зернофураж перед его ферментативной обработкой и будет ускорять процесс расщепления высших углеводов корма.

СХЕМА ОЧИСТКИ ПДВ ОТ ХЛОРИСТОГО МАГНИЯ
Установка очистки ПДВ от хлористого магния работает периодически и обеспечивает осаждение гидрата окиси магния известью на 85-90% в одну стадию. Одновременно удаляется большая часть сероводорода.
1. С учетом того, что для приготовления 1 куб.м жидкости - концентрата используется 0,5 куб.м пластовой воды, для осаждения хлористого магния из ПДВ (из расчета 20 кг строительной извести на каждый 1 куб.м) потребуется 10 кг молотой извести.
2. Продолжительность одного цикла осаждения хлористого магния составляет 16 часов, для проведения реакции осаждения использу¬ется 2% суспензия извести при постоянной циркуляции суспензии в течение 4-6 часов.
З. Для осветления очищенной пластовой воды необходимо выдержать ее в покое в течении 10-12 часов.
Ниже приведена принципиальная схема очистки.

morad.jpg (16,5kb)
Рис.1. Схема очистки ПДВ от хлористого магния
1- дробилка; 2- шнековый питатель; 3- реактор; 4-циркуляционный насос;
5- накопительная емкость для осветления ПДВ.

На основании проведенных исследований добавок ПДВ можно сделать следующие предварительные выводы:
1. Изучаемые препараты и различные их композиции обладают определенным консервирующим эффектом, а также обогащают силоса минеральными веществами.
2. Максимальное содержание сырого протеина в силосах наблюдалось при совместном внесении в кукурузную массу маточного раствора с ДАФ (5+5 мл/кг) – 2,08 %, элементарной серы (1 и 3 г/кг) – 1,80-1,92 %, против 1,63 % в контроле.
3. Изучаемые консерванты и их смеси повысили содержание сырой золы в опытных силосах. В вариантах опыта, заложенных с СМК в дозе 4 и 6 г/кг, количество сырой золы составило 1,39 и 1,48 %, СМК в сочетании с элементарной серой (4+3 г/кг) – 1,52, СМК с цеолитом (4+4 и 6+6 г/кг) – 1,70-2,04 %, что выше контрольного варианта соответственно на 39; 48; 52; 70; 104 %.
4. В опытных вариантах силосов содержание кальция достигало до 1,4-1,6 г (СМК с цеолитом в дозе 4+4 и 6+6 г/кг) и 1,3 г (ПР в дозе 10 г/кг, СМК в дозе 6 г/кг, СМК с цеолитом 2+2 г/кг). Во всех остальных вариантах опыта его количество было больше по сравнению с контролем на 11,1-33,3 %.
5. Опытные силосы из-за низкого содержания сухого вещества (20-22 %) по ГОСТу отнесены ко II классу, а контрольный силос без добавок к III классу (19,5 %).
6. Маточный раствор (МР) пластовых вод может быть использован в рационах сельскохозяйственных животных в качестве балансирующей добавки по основным макро- и микроэлементам.
7. Оптимальной дозой ввода маточного раствора в рационы моногастричных животных является 1,9-3,7 г на 100 г корма, при котором ОБЦ рациона повышается на 26,8-31,8 % по сравнению с контролем.
8. Перспективным является использование в рационах маточного раствора или его высушенных форм, обогащенных недостающими макро- и микроэлементами, до научно-обоснованных норм.

Демпферная жидкость
на основе пластовой воды

Полное описание изобретения в качестве примера.
Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к жидкостям глушения нефтяных скважин и способам их приготовления.
Наиболее близким к предлагаемому решению является состав для приготовления технологической жидкости по пат. РФ N 2005762, включающий водорастворимую соль кальция и свободный аммиак, который реагируют при смешении с образованием суспензии гидроокиси кальция (извести), используемой в качестве коркообразующего материала. Согласно известному изобретению, суспензия извести в жидкости стабилизуется дополнительным введением или технического лигносульфоната, или нейтрально-сульфитного щелока.
Недостатком известного состава является то, что суспензия извести образует рыхлую корку на поверхности пористой среды, которая (корка) обладает повышенной водоотдачей. Кроме того, для приготовления известного состава используются дефицитные теперь промышленные продукты - соли кальция, свободный аммиак и технический лигносулъфонат. Основная часть этих продуктов не участвует в глушении пористой среды, а лишь загрязняет стенки обсадной колонны выше перфорационных отверстий.
Известные способы приготовления жидкостей глушения заключаются в смешении в определенной последовательности и перемешивании составных частей (описание а.с. N 1765151).

Целью данного изобретения является повышение эффективности жидкости глушения за счет оптимизации содержания коркообразующего материала и способа приготовления, предусматривающего предварительное осаждение коркообразующего материала. А также удешевление предлагаемой жидкости за счет использования отходов.
Поставленная цель достигается тем, что в жидкости глушения нефтяных скважин, состоящей из пластовой воды и коркообразующего материала, согласно изобретению в качестве коркообразующего материала используют моносульфитный щелок, содержание которого в жидкости глушения выбирают в зависимости от плотности пластовой воды из соотношения:
С = 32-20 р,
где с -содержание моносульфитного щелока в об.%,
р - плотность пластовой воды.
Указанная цель достигается также тем, что в способе приготовления жидкости глушения, включающем перемешивание, согласно изобретению, после перемешивания производят отстой жидкости до образования илоподобного осадка, а перед использованием жидкость дополнительно перемешивают.

Суть изобретения состоит в том, что при смешении пластовой воды с моносульфитным щелоком происходит обратимое укрупнение (флокуляция) коллоидных частиц моносульфитного щелока под воздействием минеральных солей (кальция и магния) пластовой воды с образованием легкоподвижного илоподобного осадка. Количество илоподобного осадка зависит от минерализации (плотности) пластовой воды и содержания моносульфитного щелока.
Опытным путем установлено, что существует критическая концентрация моносульфитного щелока в пластовой воде, ниже которой жидкость глушения фильтруется почти без сопротивления, т.е. ниже критической концентрации моносульфитный щелок не образует корки на фильтровальной перегородке, а происходит загрязнение частицами пор фильтровальной перегородки (кольматация). При превышении критической концентрации на 1-2% об. на фильтровальной перегородке образуется корка, которая начинает оказывать сопротивление фильтрации, т.е. водоотдача жидкости глушения начинает снижаться. Образование илоподобного осадка в коллоидной системе (моносульфитного щелока) под воздействием электролита (пластовой воды) напрямую зависит от количества коркообразующего материала, концентрации солей и времени отстоя, в течение которого происходит укрупнение илоподобных частиц.
Предлагаемое соотношение с = 32-20 р позволяет оптимизировать количество моносульфитного щелока в пластовой воде разной плотности при сохранении низких значений водоотдачи (8-9 см ). В этом отличие предлагаемого решения от прототипа, где коркообразующий материал получают в результате необратимой химической реакции между водорастворимой солью кальция и свободным аммиаком. Зависимость оптимального содержания моносульфитного щелока от плотности (т.е. минерализации) пластовой воды определена опытным путем и имеет следующее выражение: с = 32-20 р, где 32 и 20 эмпирически подобранные константы, с - содержание моносульфитного щелока в объемных процентах, которое нужно добавить в пластовую воду для получения оптимального количества илоподобного осадка, р - плотность пластовой воды (безразмерная величина), взятой для приготовления жидкости глушения.
Укрупнение коллоидных частиц моносульфитного щелока под воздействием минеральных солей пластовой воды с образованием легкоподвижного илоподобного осадка протекает во времени и в нормальных условиях отстой занимает не более 4 часов. При снижении температуры (в зимнее время) процесс укрупнения затягивается, но не превышает 12 часов.

Таким образом, в пределах от 4 до 12 часов после смешения пластовой воды и оптимального количества моносульфитного щелока (рассчитанного по вышеприведенному соотношению) завершается образование легкоподвижного илоподобного осадка, который в жидкости глушения выполняет роль корко-образующего материала.
Перед использованием жидкость глушения дополнительно перемешивают для равномерного распределения илоподобного осадка в объеме жидкости лишь на время закачки этой жидкости в скважину. По самому смыслу жидкость глушения должна содержать коркообразую-щий материал только в зоне фильтрации, т.е. на забое скважины, в районе перфорационных отверстий. Основной объем жидкости глушения (95-98%) не участвует в образовании корки и наличие коркообразующего материала в жидкости, находящейся выше перфорационных отверстий, излишне. Во время глушения по предлагаемому изобретению легкоподвижный илоподобный осадок концентрируется (оседает) в нижней части ствола скважины, дополнительно уменьшая водоотдачу фильтрационной корки. В этом заключается отличие предлагаемого изобретения от способов приготовления известных составов, предусматривающих стабилизацию коркообразующего материала во всем объеме жидкости глушения путем дополнительного введения реагентов-стабилизаторов.
Пример конкретного исполнения. Для определения коркообразующих свойств моносульфитного щелока (МСЩ) в зависимости от плотности пластовой воды использовали стандартный прибор ВМ-6, внеся изменения в методику отсчета. Вместо суммарной водоотдачи за 30 мин. фильтрации через фильтровальную бумагу, определяли кинетику фильтрации в зависимости от t^0.5 -корня квадратного времени фильтрации в секундах (В.И.Рябченко. Управление свойствами буровых растворов. М., Недра, 1990, с. 100 и рис. 4.4.).
В качестве коркообразующего материала использовали моносульфитный щелок (МСЩ) по ТУ 13-7308001-453-84, который является многотоннажным отходом целлюлозной промышленности. МСЩ смешивали с минерализованной водой: в первом случае - с пластовой девонской водой плотностью 1,2. Во втором случае использовали сточную воду с плотностью 1,1 с установки подготовки нефти.
Рассчитанное по соотношению с = 32-20 р количество МСЩ добавляли в первом случае в пластовую воду в количестве С1 = 8 об.%, а во втором случае - в сточную воду в количестве Сг - 10 об.%. После перемешивания ставили на отстой при комнатной температуре на 4 часа до образования илоподобного осадка. Перед заливкой в цилиндр прибора ВМ-6 образцы жидкостей глушения перемешивали до равномерного распределения илоподобного осадка в объеме образца. Затем определяли кинетику фильтрации в зависимости от t -корня квадратного от времени в секундах.
Жидкость глушения, приготовленная из пластовой девонской воды с плотностью 1,2 при содержании моносульфитного щелока 8% обеспечивает снижение фильтрации до приемлемого уровня, т.е. до 6,9 см. Уменьшение минерализации требует увеличения содержания МСЩ. Для сточной воды с плотностью 1,1 концентрация МСЩ, рассчитанная по предлагаемому соотношению, возрастает до 10%, что снижает водоотдачу до 9 см за 30 мин. фильтрации.
Использование жидкости глушения, составленной из двух отходов с применением эмпирического соотношения с = 32-20 р, позволяет снизить водоотдачу до приемлемого уровня 7-9 см3 за 30 мин. фильтрации.

На главную страницу



Hosted by uCoz