Концентрирование природных минерализованных вод

Концентрирование природных минерализованных вод с применением электромембранного процесса в целях производства базового солевого раствора для жидкостей глушения в нефтедобывающей отрасли

Ускоренные темпы разработки нефтяных месторождений в РФ и в мире, широкое внедрение вторичных методов добычи, заводнение пластов, а также выход из строя со временем и обводнение определенной части действующего фонда скважин – все это приводит к росту объема ремонтно-восстановительных работ. В таких условиях проблема по повышению качества ремонтных работ, а также по исключению вредного влияния на пласт применяемых технологических жидкостей приобретает исключительную важность.

Одним из важнейших этапов ремонта скважин является предупреждение перелива скважинной жидкости на устье. Для этих целей применяется глушение скважины жидкостью необходимой плотности. Глушение скважин – наиболее массовый вид воздействия на скважины, который представляет собой комплекс мероприятий по выбору, приготовлению к закачке в скважину специальных жидкостей, обеспечивающих безопасное и безаварийное проведение ремонтных работ. После окончания строительства и передачи скважины нефтедобывающему предприятию, перед тем, как ввести в эксплуатацию, скважину подвергают операции глушения. Выполняется она с целью проведения спуска в скважину насосного и другого технологического оборудования. В ходе геолого-промысловых работ каждая скважина подвергается глушению не реже одного раза в год из-за необходимости проведения подземных ремонтов, смены насосного оборудования, промывки забоя от загрязнений и т.д.

За последние 20-25 лет проблеме разработки жидкостей глушения (ЖГ) уделялось большое внимание. Анализ литературных данных показывает, что с целью оптимизации процесса ремонтно-восстановительных работ в настоящее время зарубежные специалисты уделяют основное внимание созданию технических средств, обеспечивающих проведение подземных ремонтов без предварительного глушения скважины жидкостью. В РФ в большей мере проводится разработка составов технологических жидкостей и технологий их применения, не оказывающих отрицательного влияния на коллекторские свойства пласта. Объясняется это тем, что до настоящего времени в РФ нет надежных технических средств для выполнения подземных ремонтов без глушения скважины. Такие средства должны обеспечивать многократную надежную герметизацию скважины на время ремонтов при свободном доступе к зоне продуктивного пласта в процессе эксплуатации скважины. Конструкторские разработки и опытные образцы таких устройств, создаваемые в РФ, предполагают их установку в стволе скважины, в отличие от образцов зарубежных фирм, которые в основном предназначены для установления на устье скважины. Вместе с тем, даже в США такие устройства внедряют довольно медленно, а объем их применения не превышает 400 шт. в год. Необходимо отметить, что, какие бы совершенные технические средства ни были созданы, потребность в технологических жидкостях, способствующих сохранению и восстановлению коллекторских свойств пласта, не снижаются. Кроме того, практически осуществить кардинальные изменения в технологии добычи и ремонта скважин, в обозримом будущем в РФ не представляется возможным, поскольку ведет к полной замене существующей технологии.

В группе жидкостей глушения на водной основе ведущая роль принадлежит водным растворам минеральных солей или чистым рассолам, не содержащим твердой фазы. В настоящее время такие растворы или изготавливаются на солевых станциях (растворных узлах) в районе добычи нефти из привозных солей, или поставляются в готовом (жидком) виде. С одной стороны, это влечет за собой огромные, все увеличивающиеся затраты на транспортировку, с другой – уже происходят необратимые техногенные изменения в пластовых водах из-за дополнительно закачиваемых в СППД объемов солей в растворах, что ведет к экологической катастрофе.

Технология, предлагаемая для концентрирования природных минерализованных вод с применением электромембранного процесса в целях производства базового солевого раствора для жидкостей глушения в нефтедобывающей отрасли, не предполагает революционного изменения технологии добычи и ремонта скважин на промыслах, но при этом лишена большинства недостатков существующих способов изготовления ЖГ с одновременным получением большого количества существенных экономических и экологических преимуществ. Технология апробирована специалистами ЗАО МТ в начале 90-х годов на нефтедобывающем преприятии в режиме опытно-промышленной эксплуатации построенной экспериментальной солевой станции с получением промышленного объема ЖГ с концентрацией солей до 140-170 г/л.

1. Технология электромембранного (электродиализного) концентрирования предполагает использование местных ресурсов (как источников солей) – минерализованных природных сеноманских вод в качестве исходного сырья, что практически исключает из состава затрат траспортные расходы на доставку минеральных солей от поставщиков для изготовления ЖГ.

2. Для обеспечения работы технологии требуется лишь электроэнергия и минимальное количество реагентов для текущего обслуживания.

3. Технология в существенной мере исключает возникновение дальнейших техногенных изменений в окружающей среде.

4. Расчетные затраты на получение ЖГ методом ЭД значительно ниже, чем при обычном способе их изготовления.

5. Исключается выпадение осадка при контакте ЖГ с природной водой, поскольку имеет аналогичный состав.

6. Отсутствие взвешенных частиц в ЖГ, полученной с применением ЭД, снижает возможность необратимой кольматации.

7. Предлагаемый продукт является базовым солевым составом на основе местных природных солей и при необходимости допускает применение различных утяжеляющих и гидрофобизирующих добавок в зависимости от требований к ЖГ по каждой конкретной скважине.