Физико-химические свойства вод, применяемых для ППД. Емкостное оборудование для подготовки пластовых и сточных вод.

Для ППД в залежь можно нагнетать как природные (пресные или слабоминерализованные), так и сточные (дренажные) воды, состоящие в основном из пластовых (85%), пресных (10...12%) и ливневых (5%) вод.

Воды, добывающиеся вместе с нефтью, называются пластовыми водами.

В зависимости от соотношения содержащихся в водах ионов воды подразделяются на классы (Cl-, SO4-2, HCO3, Ca2+, Mg2+, Na+). 1. сульфатисто-натриевые, 2. гидрокарбонатно-натриевые, 3. хлорнатриевые, 4. хлоркальциевые.

Каждый класс содержит три группы: 1. гидрокарбонатные, 2. сульфатные, 3. хлоридные. Эти группы в свою очередь делятся на три подгруппы: А) кальциевые, Б) магниевые, В) натриевые.

Свойства, которые определяют для пластовых вод: 1) плотность, 2) рН, 3) минерализация.

По минерализации воды подразделяются: 1) пресные с минерализацией до 1 гл, 2) солоноватые или слабоминерализованные от 1 до 10 гл, 3) соленые и минерализованные от 10 до 50 гл, 4) рассолы свыше 50 гл.

Пластовые сточные воды в отличие от пластовой воды дополнительно содержат до 12% пресной воды. Помимо этого, содержатся в составе сточных пластовых вод павы.

При подготовке сточных пластовых вод к ней предъявляются определенные требования.

1) химическая стабильность (стабильность химического состава), т.е. при хранении и транспортировке пластовых сточных вод не должны образовывать твердые взвешенные частицы за счет химической реакции. В воде содержатся ионы бикарбонатов и соли железа Fe(HCO3)2. При контакте с кислородом 4Fe(HCO3)2+O2+2H2O à 4Fe(HO)3+8CO2  образуется осадок и коррозионно активный углекислый газ.

2) Пластовые сточные воды должны обладать повышенной нефтеомывающей способностью.

3) не должна вызывать быстрого снижения приемистости скважин. По содержанию мех. Примесей и нефти, исходя из конкретных геолого-физических условий выбирают эти требования. Содержание мех. примесей выборочно определяют экспериментальным и промысловым способом. Степень очистки должна быть такой, чтобы сохранялась приемистость нагнетательных скважин при высоком давлении закачки.

4) Пластовые сточные воды не должны быть коррозионно активными. Углекислый газ в воде увеличивает химическую коррозию, причем при увеличении температуры коррозионная активность СО2 увеличивается. СО2 уменьшает рН воды – это приводит к разрушению защитных пленок на металле. Н2S - коррозия, с ним связано образование H2S в пластах – он образуется в результате восстановления сульфатов, которые соединяются в воде. При этом происходит окисление углеводородов в нефти до углекислого газа.

CaSO4+CH4 à CaSO3+H2O+ H2S

7CaSO4+C9H20 à 7CaCo3+2CO2+3H2O+7H2S

H2S в присутствии с кислородом образуют серную кислоту. H2S+2O2 à H2SO4

Также при взаимодействии с железом образуют сульфит железа. 4Fe+2H2S+3O2 à 4FeS3+12H2O

 Снизить коррозионную активность воды по отношению к металлам можно различными способами.

1) Исключение контакта пластовых сточных вод с воздухом.

2) Введение в воду ингибиторов коррозии.

3) Изоляция поверхности труб и оборудование различными покрытиями.

4) Обескислороживание воды.

5) применение металлов стойких коррозии. Также для исключения образования H2S сточные воды обрабатываются бактерицидами формальдегид и фенол.

Подготовку воды ведут на УПСВ и УКПН. На УКПН - лучше. т.к. больше отстойников.

Виды подготовки воды: 1) ТВО; 2) отстойники (ОГ-200); 3) РВС (2000, 5000).

С помощью холодного отстаивания можно добиться воды с нефтепродуктами 30...50 мг/л. Очень часто это качество устраивает.

Но если для РНМ с низкой проницаемостью требуется более высокое качество воды, то требуется доподготовка. Используют либо фильтрующие отстойники ФЖ-2973 (вопрос 19), либо флотацию.

Каскадная система подготовки воды. Автор - проф. Тронов. Для месторождений с меньшей проницаемостью необходима вода лучшего качества. К = 1 Д: нефть 30-50 мг/л - ОГ-200; К = 0,1 Д: нефть 3-5 мг/л - ФЖ-2973; К = 0,01 Д: нефть 0,3 мг/л - флотация (озонирование).

Флотация - подготовка воды путем закачки газа. При этом происходит адгезия пузырьков газа к нефти и МП и всплывает вместе с ними. Как правило, используют флотацию под давлением (сначала с повышенным давлением, затем его снижают).

Обычно применяют ПНГ или озон. Минус озона: первоначальное содержание нефтепродуктов при озонировании не должно превышать 50 мг/л в связи с пожароопасностью.

Качество воды контролируется содержанием МП и нефтепродуктов. Анализы желательно проводить в день отбора.