В реальных нефтепромысловых системах возможно совместное осаждение (соосаждение) карбонатов кальция и магния. Из-за соосаждения количество образовавшихся солей может значительно отличаться от рассчитанного по индексам насыщения для различных карбонатов по отдельности. Магний наряду с кальцием в подавляющем большинстве случаев присутствует в пластовой и попутно добываемой воде, и его присутствие может по-разному влиять на образование кальцита. В статье рассмотрены результаты изучения процессов солеобразования на основе экспериментов с модельными и реальными образцами попутно добываемой воды Пильтун-Астохского месторождения для подтверждения возможности образования карбонатов смешанного состава при добыче нефти. Состав минеральных отложений из нефтепромыслового оборудования и осадка, образующегося в лабораторных экспериментах, определяли методами рентгеноспектрального анализа. Для исследования процессов солеобразования готовили модельные растворы пластовой воды Пильтун-Астохского месторождения следующего состава (мг/дм3): Na+ – 8140, K+ – 170, Ca2+ – 470, Mg2+ – 140, Cl- – 13000, HCO3- – 1500, SO42- – 730. Осаждение смешанных карбонатов Са и Мg изучали также на образцах попутно добываемой воды с платформы ПА-А и смесях подтоварной и морской воды. По данным рентгеноспектрального анализа состав минеральных отложений из нефтепромыслового оборудования более сложен, чем состав осадка, образующегося из модельных растворов при лабораторных экспериментах. На дифрактограммах осадков, образующихся из модельных растворов при лабораторных экспериментах, помимо карбоната кальция, присутствуют сигналы карбонатов смешанного состава (магнезиального кальцита) с различным стехиометрическим соотношением Mg и Ca, со значительным преобладанием первого. Образования доломита в экспериментах не наблюдалось. Количество магния в минеральных отложениях из нефтепромыслового оборудования может достигать 6,6 % (по массе в пересчете на MgCO3) . Обнаруживаемый в отложениях магнезиальный кальцит имеет несколько стехиометрических соотношений Ca/Mg, поэтому прогнозировать его образование сложно. Поскольку в реальных отложениях магний может присутствовать как в виде смешанных карбонатов кальция и магния различного состава, так и в виде доломита при расчете осадкообразования прогноз осаждения магния следует делать по доломиту, для которого имеются термодинамические характеристики, позволяющие рассчитать индекс насыщения раствора данной солью. Полученные данные свидетельствуют, что образование карбоната магния следует учитывать при прогнозировании солеобразования в нефтепромысловых системах.
Список литературы
1. Vazquez O., Fursov I., Mackay E. Automatic optimization of oil field scale inhibitor squeeze treatment designs // J. Pet. Sci. Eng. – 2016. – V. 147. – P. 302–307.
2. Образование арагонита и кальцита в системе Са(ОН)2-Н2О-СО2 – воздух при различной минерализации раствора / Ж.Д. Сыдыков, Д.А. Самбаева, Л.И. Толоконникова, З.К. Маймеков // Наука, новые технологии и инновации. – 2008. – № 3–4. – С. 220–224.
3. Маркин А.Н., Низамов Р.Э., Суховерхов С.В. Нефтепромысловая химия: Практическое руководство. – Владивосток: Дальнаука, 2011. – 294 с.
4. Матусевич Л.Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности. – М.: Химия, 1968. – 304 с.
5. Reeder R.J. Carbonates: mineralogy and chemistry. – Berlin: De Gruyter Publ., 1983, – 394 p.
6. Chen T., Neville A., Yuan M. Assessing the effect of Mg2+ on CaCO3 scale formation-bulk precipitation and surface deposition // Journal of Crystal Growth. – 2004. – V. 275. – P. 1341–1347.
7. Определение химического состава попутно добываемых пластовых, окружающих морских вод и отложений солей из нефтепромысловых систем нефтегазодобывающей платформы «Моликпак» / Н.В. Полякова, П.А. Задорожный, И.С. Трухин [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 4. – С. 43–47.
8. Моделирование солеосаждения в нефтепромысловом оборудовании платформы ПА-А / Н.В. Полякова, П.А. Задорожный, И.С. Трухин [и др.] // Вестник ДВО РАН. – 2017. – № 6. – С. 98–105.
9. Моделирование процессов солеотложения в системе поддержания пластового давления платформы Пильтун-Астохская-А (проект Сахалин-2) / И.С. Трухин, Н.В. Полякова, П.А. Задорожный [и др.] // Вестник ДВО РАН. – 2017. – № 6. – С. 106–112.
10. Сравнение данных физико-химического моделирования и реального состава солеотложений в узлах нефтепромыслового оборудования платформы Пильтун-Астохская-Б (проект Сахалин-2) / Н.В. Полякова, И.С. Трухин, П.А. Задорожный [и др.] // Технологии нефти и газа. – 2017. – № 3. – С. 26–32.
11. Frigo D.M. SIEP 99-5679 Scaling manual: inhibition of oilfield scales. – Hague: Shell International Exploration and Production B.V., 1999. – 53 p.
12. Patton C.C. Applied water technology. – Oklahoma: Campbell petroleum series, 1991. – 369 p.
13. Образование доломита в Японском море / П.Я. Тищенко, А.И. Свининников, Г.Ю. Павлова [и др.] // Тихоокеанская геология. – 2001. – № 5. – С. 84–92.
