Влияние термодинамических условий на выпадение солей.

(продолжение к лекции №16).

 

Рассмотрим наиболее характерные реакции в породах[4]:

Са+2× НСО₃ó СаСО₃ +Н₂СО₃Þ ( СО₂+Н₂О)

Са+СО₃ð СаСО₃

 

Соли кальция растворяются в воде в зависимости от температуры.

Так кальцит лучше растворяется с понижением температуры. Например, если Т°=100°С, то равновесная концентрация равна с=14 мг/л, а при Т°=0°C=85 мг/л. На растворимость соли кальция СаСО₃ также влияет и парциальное давление.

Максимальная растворимость гипса наблюдается при температуре Т°=40°С, далее растворимость снижается. Т.е. если в скважине температура превышает 40°С, гипс начинает выпадать.

Зависимость равновесной концентрации сульфатов кальция и бария от давления незначительно и составляет несколько процентов.

 

В реальных условиях воды – многокомпонентные минеральные системы. Следовательно, растворимость компоненты будет зависеть от растворимости других компонентов.

 

Система, связанная с осадкообразованием, зависит от состава вод, минералов и динамических условий. Предсказать строго аналитически осадкоосаждение нереально.

В качестве агентов, предотвращающих отложение солей, выступают ингибиторы осаждения солей.

 

Нефтегазосодержащий пласт – неповторимый природный объект, значит, нельзя подогнать его под одну систему разработки (модель).

Последний момент, связанный с выпадением солей:

 

Поступление на забой скважины вод из разных горизонтов.

 

I СаС1₂

II МgС1₂

 

 

Например, из одного пропластка идёт СаС1₂, из другого NаС1₂, то произойдёт такая реакция:

 

2× NаНСО₃+СаС1₂=СаСО₃¯ +NаС1+Н₂О+СО₂

2× NаНСО₃+МgС1₂=МgСО₃¯ +NаС1+Н₂О+СО2.

 

Т.к. воды различны, предположение ничего не даёт.

 

! При применении тепловых методов вода, которая может конденсировать из пара имеет иную солёность. Т.к. растворимость отдельных солей зависит от температуры и давления, то получается сложный характер выпадения солей.

 

 

300° t°_гор

 

 

t_пл

 

 

 

Может приходить двоякий процесс: либо выпадение, либо десорбция (насыщение солями) пластовых вод.

Явления на поверхности раздела фаз.

 

Эти явления оказывают огромное влияние.

Рассмотрим их причины:

3. граница раздела фаз имеет колоссальную площадь;

4. на границе раздела фаз имеет место действие сил различной природы, как то молекулярные, электрические, магнитные силы и т.д. Все эти силы направлены против извлечения нефти и газа из пласта. Если бы не было поверхностных сил, то сила напора была бы достаточной для извлечения всей нефти.

Твёрдая фаза состоит из большого числа гранул, которые обладают разветвлённой удельной (поровой) поверхностью.

Кроме поверхностей, связанных с твёрдой фазой, есть и огромное количество поверхностей, связанных с границей раздела фаз.

 

 

Т.о. многофазность нефтегазовых платов обуславливает сильное влияние поверхностных явлений, и эти явления надо учитывать.

 

Поверхностные силы характеризуют следующие показатели:

поверхностные натяжения;

коэффициенты смачиваемости и растяжения;

работа адгезии и когезии;

теплота смачивания.

Поверхностные натяжения.

Поверхностные натяжения связывают с работой обратимого изотермического процесса по образованию единицы новой площади поверхности раздела.

Поверхностное натяжение s - важнейшее свойство поверхностей раздела фаз.

s зависит от природы фаз, а также от термобарических условий, в частности от давления и температуры.

С ростом температуры поверхностное натяжение s снижается по следующему закону:

s_t=s₀× (1 - g× t),

где s_t и s₀ – поверхностные натяжения при температуре t и 0° соответственно;

g - температурный коэффициент поверхностного натяжения [1/°].

Температурный коэффициент для воды (система вода-воздух) g=2× 10-3; при температуре t=20° поверхностное натяжение воды s_в=72.75 мН/м.

Нефти – сложные системы, т.е. они содержат разные компоненты, из чего следует, что они могут содержать много газа. Поэтому зависимости s от давления и температуры более сложные.

s

 

Р

Если мы нефть дегазировали, то зависимость будет выражаться прямой линией:

s

 

Р

 

Для наиболее правильного описания нам необходимо знать: растворимость газа, его состав и состав самой нефти.

При сложном насыщении нефти газом зависимости идут следующим образом:

s

 

Р

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: