Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







ОСОБЕННОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ СУЛЬФИДОВ И КАРБОНАТОВ-ЖЕЛЕЗА И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ДАННЫМ ЯВЛЕНИЕМ





В последние годы, в связи с вступлением многих месторождений в последнюю стадию разработки, со­провождающуюся ростом зараженности добываемой продукции сероводородом и углекислым газом, доля осадков сульфидов и карбонатов железа в общем объёме солевых отложений существенно возросла.

Так, в НГДУ «Арсланнефть» в 1999 г анализ осадков солей из 165 скважин показал, что они более чем на 40 % представлены сульфидами железа;

в НГДУ «Краснохолмскнефть» более 80 % всех отложений солей содержат сульфиды железа. По данным исследований причин отказов более 500 глубишюнасосных установок скважин Самотлорского месторождения сделано заключение, что 25 % всех отказов произошло именно из-за засорения насосов сульфидами и карбонатами железа.

К настоящему времени можно считать однозначно установленным, что основное количество подобных соединений образуется непосредственно в скважине в результате прямого взаимодействия сероводорода и углеки­слого газа со скважинным оборудованием. Причём, основными зонами образования сульфида железа являются участки от забоя до насоса и от динамического уровня до устья скважины. При этом, скорость коррозии металла в первой (жидкостной) зоне достигает 0,5 -1,0 r/м2 час, а во второй (газовой) 0,2 - 0,5 г/м2 час. В результате, в пер­вой зоне (при стандартной поверхности коррозии равной 500 м2) образуется до 42 кг отложений в сутки, а во вто­рой зоне (при стандартной поверхности коррозии, равной 1000 м2) образуется до 80 кг отложений в сутки. При этом, осадки второй зоны гораздо более гидрофобны и обладают большей загрязняющей способностью.

Для второй зоны наиболее эффективным методом борьбы с данным явлением служит периодическая очистка механическими способами обсадной колонны с последующим иигибированием очищенной поверхности сырой нефтью с повышенной вязкостью, для обеспечения улавливания и удержания в себе осадков сульфидов и карбонатов железа с периодической заменой на свежую порцию без остановки скважины. Для загущения нефти хорошо подходит, например, низкомолекулярный полиэтилен. Кроме подобной загущенной нефти (жидкий пакер) могут использоваться обратные водоиефтяные эмульсии, стабилизированные эмульгатором ЭН-1.



Для первой зоны существует несколько подходов: это установка на забое стационарного дозатора инги­битора; предварительная задавка в пласт ингибитора; применение специальных покрытий; стекло пластиковых хвостовиков, изолирующих обсадную колонну, и т.д.


в объёме 0,5 - 1 м на 1 м мощности продуктивного пласта (например, УНИ-1),способного снизить содержание агрессивного компонента на 70 -90 % в течении 5-6 месяцев.

ОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФИДОВ ЖЕЛЕЗА В НАЗЕМНОМ ОБОРУДОВАНИИ

В наземном оборудовании сульфиды железа образуются не только за счёт коррозии стали под действием сероводорода, но и во многом за счёт биоценноза на стальных стенках и днище труб, емкостей и резервуаров, что и будет подробно рассмотрено в разделе, посвященному борьбе с коррозией. Кроме сульфидов в наземном оборудо­вании могут также образовываться меркалтиды железа, разумеется, при наличии в нефти меркаптанов.

Все эти соединения обладают пирофорными свойствами, т.е. они способны самовозгораться при кон­такте с воздухом, что, в отличии от ранее рассмотренного подземного оборудования, довольно часто и наблюдает­ся

Так, летом 1985 г в нефтяных парках Куйбышевнефть и Оренбург-нефть загорелось и взорвалось по 1 ре­зервуару; пожар перекинулся на соседние ёмкости и уничтожил оба парка полностью, а это по 2 десятка больших резервуаров. Весной 1994 г в Башкирии (НГДУ Туймазанефть) после опорожнения взорвался резервуар ёмкостью 5000 м3; взрыв разрушил соседний резервуар такой же емкости и повредил несколько резервуаров по 1000 м3.

Сульфиды железа образуются, как правило, в виде мелких кристалликов, собранных в пористый осадок. Их состав зависит от концентрации сероводорода, давления, температуры и содержания солей в нефти. Так, при невысоких концентрациях сероводорода в основном образуются: моносульфид железа - FeS; кансит- FegS, и его изоморфная форма макннавит- FegS«. При повышенных температурах в основном образуется - маркизит (ди­сульфид) -FeSz. При нормальных температурах - Fe2S3 и т.д.

Пирофорная активность этих соединений различна. Самые главные пирофоры это Fe2S3 и FegS,, а из меркаптидов к самовозгоранию способен лишь этилмеркаптан.

Процесс самовозгорания проходит несколько стадий:

1. Сначала влага воздуха вызывает гидролиз соответствующих соединений, например:

FezS3+ Н2О = FejQ, + 3H2S

2. Затем, выделившийся сероводород восстанавливает оксиды железа, например:

H2S + FcjSs = H2O + 2 FeO + S + Q

3. Параллельно сероводород и сам окисляется:

2H2S + О2 = 2Н2О + 2S + Q

Рыхлый и пористый осадок сульфидов плохо проводит тепло и смесь начинает разогреваться, при этом, резко возрастает роль реакции непосредственного окисления сульфидов:

Fe2SJ + 3/2 Oi = 3S + Fe^O, + Q

В последней реакции выделяется до 3200 кДж/кг исходного сульфида.

В результате, смесь ещё более интенсивно разогревается и при достижении 260 - 300°С образующиеся мелкие кристаллики серы способны воспламениться. Правда, для этого необходимо, чтобы вода и нефть, которыми пропитаны отложения, предварительно успели испариться. Этим и объясняется наличие так называемого латент­ногопериода в течении которого самовозгорания не наблюдается.

От вспыхнувших кристалликов серы загораются АСПО и плёнка нефти на стенках сосуда до которой до­текает плавящаяся и горящая сера, и только потом следует взрыв нефтяных паров.

Если слой пирофора 2-3 мм, то тепло успевает рассеяться в пространстве и смесь до температуры вос­пламенения не разогревается.

А вот если слой пирофора достиг 3-5 мм, самовоспламенение вполне возможно.

Для борьбы с данным явлением используют следующие методы:

1. Защитные покрытия. Они малоэффективны, т. к. в любом покрытии имеются дефекты, а для самовоз­горания площадь отложений значения не имеет.

2. Опорожнять резервуары, ёмкости, трубопроводы следует постепенно, чтобы выделившееся тепло ус­певало рассеяться в пространстве; ещё лучше при этом заполнять освободившееся место техническим азотом, вы­хлопными газами автотранспорта, водой или другой порцией нефти.

3. Использовать ингибиторы сероводородной коррозии и бактериоциды.


Вставка № Г.

Эффективность действия ингибиторов солеотложения (для карбона­тов).

На эффективность действия подобных реагентов решающее значение ока­зывает состав воды в точке ввода (табл.35-а). Из таблицы следует, что:

1. Ингибитор ПАФ-13А уж если применять, то только для ингибирования солееотложения СаСОз в скважинах, попутно - добываемая вода которых не со­держит избытка гидрокарбонат - ионов (вода хлор - кальциевого типа);

2. Ингибитор СНПХ - 5301 для ингибирования солеотложения СаСОз всё таки можно использовать в скважинах со значительным избытком гидрокарбонат

- ионов в дозировке 20-100 мг/л;

3. Реагент СНПХ -5312С превосходит по эффективности ингибитор СНПХ

- 5301, но только для вод, не содержащих избытка гидрокарбонат -ионов, а для вод с избытком гидрокарбонат - ионов эффективность этих реагентов находится практически на одном уровне;

4. Ингибитор СНПХ -5311 эффективнее реагента СНПХ - 5301 для вод, не содержащих избытка гидрокарбонат - ионов;

5. Эффективными ингибиторами содеотложения СаСОз для вод с широким вальированием содержания гидрокарбонат — ионов является реагент Нарлекс Д54 и ОЭДФ - МА в твёрдой товарной форме. Однако, их не целесообразно при­менять в дозировках свыше 20 мг/л из-за плохой совместимости с минерализо­ванными средами при повышенных концентрациях.

Подобная картина объясняется тем, что кроме основной реакции (43) про­текают и другие процессы, сопровождающиеся дополнительным образованием кальциевых осадков, а именно:

2 NaHCOs = Na2CO3 + H2O + СО2 (51-а)

Na2CO3 + Н2О = NaHCOs + NaOH (51-6)

Са(НСОз)г + 2NaOH = Са(ОНЫ + 2НаНСОз (51-в)

Са(НСОз)2 + Na2CO3 = СаСОз| + Н2О + СО2 (51-г)









Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.