ШНЙОТРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЬШШВННОСТИ

УТВЕРДЩШ

Первый заместитель министра нефтяной промышленности

В. И. Игревский

.___

РЛШОДШЩЙ документ

Методика определения карбонатной совместимости вод нефтяных месторождений Волго-Уральского района (для условий сбора, подготовки и стилизации промысловых вод)

РД 39- 30 - 1214 - 84

НАСТОЯЩИЙ ДОКУМЕНТ РАЗРАБОТАН:

Государственным институтом по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности ^Гнпровостокнефть*

раучн1#-^от^^ (0

института    'XJza__Б. П. Усачев

gem-ще исполнители Г"    ^

Никитин

_lt„,. 'SfW²^? В.И, Андреев

шщ=«

А* Г* Нумеров Ю*Н. Байдаков

мнстйт,

/ Начальник Технической^ _ £*’** ■ ^

< управления    ~    /J

С> .'(fjz.rt

Ш 622.276.438:628*3 (470*4X5)

Настоящая: .методика устанавливает перечень исходных данных и порядок расчета карбонатной стабильности и совместимости пластовых вод хлоркальциевого типа для условий систем сбора, подготовки нефти и воды, а также систем ПЦД до устьев нагнетательных скважин.

Методика разработана впервые з отделе промысловой подготовки нефти и воды института 'Тшфовостокнефть" лабораторией технологии промысловой подготовки сточных вод в составе заказа-наряда 82*2577*

Исполнители: В.И.Андреев* Ю.М.Никитин, 0.И.Пеледова,

Г.Д.Поручикова,А.Г,Соколов (руководитель теш), й. И. Редькин (руководитель темы).

4,3» Практическая оценка пригодности воды для заводнения должна проводиться с учетом применения методов ее подготовки, после которой качество воды должно соответствовать требованиям

ПРИЛОЖЕНИЯ (ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ)

ПРИЛОЖЕНИЕ X

Примеры расчетов

Пример I. Пластовая вода I s 2 поступает на очистку методом отстаивания.Продолжительность очистки -2 л» Определить количество карбоната кальция_г которое вы™ падает из воды за указанное время.

Компоненты солевого состава.Расчетные показатели

Расчетная формула

IwJ—

в РД | пластов плас-или вая во- товая прияоже- да I I вода ния    2

Исходные данные дж расчета Ц^мр-экв/л

н

t?

И

П

п

Общая минерализация

р ,г/см³

Перевод концам в г/л

IS

Пример 2»

Пластовые воды I и 2, состав которых приводится в примере I, смешиваются в соотношении 60:40* после чего смесь поступает на очистку отстаиванием.Требуется рассчитать количество карбоната кальция, выпадающего через 2 ч после смешения указанных вод.

РНОВОДЯЩЙ ДОКУМЕНТ

Методика определения карбонатной совместимости вед нефтяных месторождений Волго-Уральского района (для. условий сбора * подготовки и утилизации промысловых вод)

РД 39 - SO - 1214 - 84

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 27.12.84 г. № 776 Срок введения установлен с 01.03.85 г* Срок действия до

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1*Настоящая методика разработана в соответствии с координационный планом ВЕШСПТкефть по проблеме 3.3» составленной в октябре 1981 г.,утвержденным Техническим управлением Мйннефге-прома 28.10.81 г.

1.2*Разработка методики осуществлена на базе научно-исследовательских работ,проведенных в институте "Гипровостохшефть", а также обобщения и обработки литературных данных.

1.3. Методика предназначена для расчетного определения карбонатной стабильности и совместимости вод, поступающих в закрытые системы их очистки и в систему заводнения» при температурах не более 30°С.

1.4.    Методику рекомендуется Применять в промысловой практике» в практике научно-исследовательских и проектных работ в следующих случаях:

2

I»4Л.При оценке пригодности пластовых; вод или их смесей с пресными водами в качестве агента для заводнения нефтяного месторождения,

1*4.2,При обоснований технологии очистки нефтепромысловых сточных вод,

1.4.3, При выборе источника водоснабжения для технолога» ческих процессов нефтедобычи,

1.4.4, При разработке мероприятий по стабилизации пластовых вод и смесей их с пресными водами.

1.5. Из различных видов солевого равновесия в практике водоподготовки чаще всего нарушается карбонатное равновесие. Причинами,приводящими к нарушению карбонатного равновесия вод, являются:

потеря пластовой водой растворенной углекислоты,например при снижении давления;

смешение с химически несовместимой пресной или пластовой водой,

1.6.    В реальных условиях действует одновременно несколько факторов,приводящих к нарушению карбонатного равновесия.

Однако наиболее типичным фактором является потеря водой растворенной углекислоты при разгазированич „В процессе подготовки нефти разгазирование пластовой воды происходит при сепарации, нагреве и обезвоживании эмульсионной нефти.На объектах очистки пластовой воды разгазирование происходит при прохождении водой буферных емкостей-дегазаторов.

1.7. Нарушение карбонатного равновесия при разгазировании воды приводит к распаду части бикарбоната кальция с. образованием твердого карбоната кальция я углекислого газа.

3

1,8. Кристаллизация карбоната кальция может происходить

как в объеме,так и на стенках коммуникаций и оборудования*

В первом случае в воде образуется дополнительное количество механических примесей,что ухудшает технологические показатели качества воды» Кристаллизация на стейках коммуникаций и оборудования является причиной эксплуатационных осложнений при подготовке нефти и утилизации сточной води,

2» КАРБОНАТНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И СОВШСТШОСТЬ

вод

2Л.Под карбонатной стабильностью пластовой воды или совместимостью смеси вод понимается способность воды или смеси сохранять в течение неограниченного времени свой химический состав ш не выделять из раствора твердый карбонат кальция.

2«2,Пластовая вода или смесь стабильна по карбонату кальция, если выполняются два следующих условия:

Смеет ~ начальная концентрация бикарбонатов в воде или смеси не превышает их равновесной концентрации, т.э.

_w СнС0£ Снс0£ ^ 0;    (    I    )

CcOji ~ начальная концентрация свободной углекислоты не меньше ее равновесной концентрации, т.е*

Ссо_а ~ CcOfc ^ 0 .    ^с    2    }

2,3.Подавляющее большинство пластовых вод нефтяных месторождений Волго-Уральского района теряет стабильность в процессе газосепарации нефтяных эмульсий,Однако,если количество карбоната кальция, выпадающего в ходе последующих технологи»

4

ческих процессов* не превышает допускаемых технологических норм* то такие воды считаются условно стабильными применительно к рассматриваемому технологическому процессу (закачке в • пласт с целью поддержания пластового давления и т.д.).

З.РАСЯЕТ КАРБОНАТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ВОД ЗЛ. Исходные данные

ЗЛЛ.Химический состав пластовой воды* мг-экв/л.

ЗЛ.2.Содержание свободной углекислоты ( С0& )*мг/л.

3Л.3,Показатель содержания водородных ионов - величина pH (при отсутствии данных о содержании СО^ )*

ЗЛ.4.Время нахождения воды в системе водоподготовки или в системе утилизации воды, ч,

3Л. 5.Расчет карбонатной стабильности воды возможен* если известны состав воды ( см.п.ЗЛЛ) и одна из величин>-содержание свободной СО* или pH. Однако точность расчетов во .втором случае снижается*

ЗЛ.6.Ориентировочный расчет совместимости вод возможен и тогда,когда их состав представлен лишь данными шестикомпо-нектного анализа (см. п*3.1*1). Оценить стабильность исходных вод в последнем случае не представляется возможным.

3.2. Порядок расчета

При оценке карбонатной стабильности пластовой воды ж совместимости вод порядок расчета принимается с учетом конкретных исходных данных.

3.2Л.При оценке карбонатной стабильности вод порядок расчета следующий.

5

3.2.1.1. При наличии полной информации о составе воды (ем.п.ЗЛ) по методике, изложенной в приложении 2, находят две величины - равновесную концентрацию бикарбонат-иона СнсОз

и равновесную концентрацию свободной углекислоты Ош^ *

3.2.1.2. В случае,когда имеется неполная информация о составе воды, величины СцсОз ^й Соо_а рассчитывают по приложению 3.

3.2> 1.3. Найденные значения    ^й    подстав-

ляются в соотношения (I) и (2); еола не выполняется хотя бн

одно из них,проводится расчет абсолютного пересыщения вода

д

карбонатом кальция Cc_a£Q₃ ^П° ^Пв3#2*^*

3.2.2. При оценке карбонатной совместимости смеси вод порядок расчета следующий.

3.2.2.1. Состав смеси вод рассчитывают по приложению 4.

3.2.2.2. При наличии полной информации о составе смешивав-

С Рем    Рем

ЙС0| ^й U0O^ приводится

в п.6 приложения 2.

3,2.2.3.При наличии неполной информации о составе смешиваемых вод порядок расчета величин C^qq- ^й    изло

жен в п„? приложения 3,

3.2,2.4.Найденные значения    и    Cqq^    подставля

ются в соотношения (I) и (2). Если не выполняется хотя бы одно из них*проводится расчет абсолютного пересыщения воды кар-бояатом кальция Cq^qq^ ^по п.д.2,3.

3.2,3,Абсолютное пересыщение воды карбонатом кальция -это максимальное количество карбоната кальция, выпадающее из нестабильной воды при атмосферном давлении без контакта с воздухом.

в

При установлении карбонатной стабильности и совместимости вод абсолютное пересыщение является одной из основных расчетных величин.

3.2.3Л. Абсолютное пересыщение определяется по следующей зависимости:

СсаС0₃ ” ^0 (Сео_й “ Ссо_г+ Сисо| “ Cncog), №/&* ^ ³ 5

й

где Ссо, » Сис0|” начальные концентрации компонентов в воде, г-моль/л и г-и/л;

_ПР _ПР

ЬсО^ ? ЬнсОз “ Р^{авновеоные} концентрации компонентов, находящиеся по методике,изложенной в приложениях

2,3,4, г-молв/л а г-и/л.

3.2.4.    Величина СсаЕОз сравнивается с нормами качества воды, установленными для заводнения конкретных нефтяных залежей или для технологических процессов .Если эта величина ниже установленных норм, то вода считается пригодной для технологических процессов нефтедобычи*

3.2.5.    В случае,если величина    превышает    установлен

ные нормы, проводится расчет кинетики выпадения карбоната кальция (см. п,3.2.6), При этом задаются временем пребывания воды

в аппаратах водоподготовки ила в системе утилизации воды.

3.2.6.    Количество карбоната кальция,выпадающее из пластовой воды или смеси за заданное время *Ь » находится по следующей зависимости:

СсаСОз ⁼ CcoCOjO 6    )>    МГ/Л,    (    4    )

7

-    абсолютное пересыщение пластовой воды ила смеси карбонатом кальция,находимое по п.ЗЛ.ЗЛ;

-    основание натуральных логарифмов (2»7X83);

-    время с начала распада бикарбонатов в пластовой воде, ч;

-    константа скорости химической реакции распада бикарбонат-ионов.

3.2..6Л. Величина К находится по зависимости

рИ    рР

^ _ ^bHcoj ~ ^исоа    _#

Ci(3,55t-a02lt²+3,62) <⁵>

Зависимость (5) справедлива в интервале времени от 0,5 до 72 ч.

3.2.7. Полученный согласно п,3.2.6 результат сравнивается с нормами по качеству воды, после чего оценивается пригодность пластовой воды в качестве рабочего агента для заводнения или иных целей (см. разд.4).

4.ОБЩАЯ ОЦЕНКА КАРБОНАТНОЙ СТАШЕЬНОСТИ й СОВМЕСТШОСШ ВОД

4.1, Карботнатная стабильность воды и карбонатная совместимость смешиваемых вод являются одними из основных критериев яри оценке пригодности воды для использования в технологических процессах нефтедобычи, в особенности в заводнении нефтяных месторождений.

&

4.2. Ориентировочная оценка пригодности воды для заводнения по результатам расчетов согласно разд.,3 проводится по данным табл.Х

Таблица I

Оценка пригодности воды для заводнения