Ымаларда тұздың шөгуімен күресу

Жер асты қондырғысының (СКҚ) бетінде және түп аймағында тұздың шөгуі, кейбір мұнай кен орындарында, қабат қысымын ұстау мақсатында қабатқа су айдау кезінде байқалады.

Шөгетін тұздың негізгі толтырғышы гипс болып табылады. Тұздың шөгу себебі қабат суы және қабатқа айдалатын таза судың тұздық құрамының термодинамикалық тепе-теңдігінің бұзылуы. Айдалған су қабат бойымен қозғалған кезде, қабат суымен араласып, қабаттың қатты қаңқасынан тұзды жуып шығады, және игеру ұңғымасының түп аймағына келген кезде, айдалған сумен әлі суланбаған басқа қабатшалардың суымен араласады. Химиялық сәйкес келмеу шарты пайда болады, нәтижесінде тұз ерітіндісі шөгеді. Бірақ, таза суды айдағаннан кейін пайда болатын гипстүзілісі толық зерттелмеген. Шөгудің құрылысы, құрамы және түзілу шарты әр кен орнында әртүрлі болғандықтан күресу шаралары да әртүрлі. Түзілген тұз қабаттарымен күресудің негізгі әдістеріне химиялық әдістер жатады, яғни, кейіннен, реакция өнімін жою үшін әртүрлі еріткіштер қолданылады.

Тұзды қабаттар тек фонтанды құбырда ғана емес, сонымен қатар, жер бетінде мұнай мен газды жинау, дайындау жүйесінде де қолданылады. Қабат суының тұз құрамына және тұздың шөгу қарқындылығына байланысты түрлі ингибиторлар, яғни фосфорорганикалық қосылыс негізінде алынатын химиялық қоспалар пайдаланады. Ингибиторды ағынға 1м³ қабат сұйығына бірнеше грамм құрайтын мөлшерде қосады. Ингибиторлар ерітіндіде кальций йонын ұстайды, және оның шөгуінің алдын алады. Тығыз шөгулерді гидроқышқыл (мысалы, каустикалық сода) ерітіндісімен жояды. Бұл кезде кальций гидроқышқылы борпылдақ масса түрінде болады, ол тұз қышқылы ерітіндісі әсерінен оңай жойылады. Қабатта тұздың шөгуін болдырмау үшін, айдалатын суды қабат суымен химиялық сәйкестігіне тексереді, және оны қабатқа айдаудың алдында сәйкес ингибитормен өңдейді.

Жер қойнауынан мұнайды толықтай алу мақсатында әртүрлі химиялық реагенттер ерітінділерімен және олардың қоспаларын қолдана отырып мұнай қабаттарына су айдау кеңінен пайдаланылады. Бірақ, бұл үрдіс кезінде ұңғымаларда және мұнай өндірісінің құбырлары жолдарында тұз жиналады, бұл мұнай алуды күрделендіреді және су айдау кезінде пайдаланылатын химиялық реагенттердің тұз жиналуындағы өнімсіз шығыны олардың мұнайды ығыстыруға қажетті жұмыс концентрациясын тез төмен түсіріп жіберуі мүмкін. Осыған байланысты мұнай алуды ұлғайту әдісін қолдану кезінде олардың тұз жиналу үрдісіне тигізетін әсерін білу маңызды, бұл аздаған экономикалық шығындар мен тұнба жиналуының алдын алуға байланысты уақытында тиісті шараларды қарастыруды қажет етеді.

Кеніштерді пайдалану кезіндегі тұз тұнбаларының жиналуына себеп болатын және оның негізгі көзі болып саналатын қосымша өндірілетін ілеспе су және олардың берілген минералды қоспалармен қанығуының анықталған дәрежесі болып табылады. Араласу кезінде судың химиялық бірікпеуі нәтижесінде, термодинамикалық (қысым мен температура) өзгерісі, физикалық-техникалық факторлар және басқа да себептерге байланысты тұз араласқан ерітіндіден бейорганикалық тұнба түзіледі. Сондай-ақ химиялық реагенттер жолда қосылған ілеспе судағы тұз концентрациясын өзгерте алады және тұнба жиналуының мүмкіндігіне де әсер етеді.

Өндіру ұңғымаларынан сұйықтарды алу кезінде минералды тұздармен араласқан жолай өндірілген ілеспе судың ерітіндісі (ерітіндідегі минералды қоспа концентрациясы әдеттегіден көп болуы) мұнай кәсіпшілік тәжірибесінде жиі байқалады. Бұл кеніштерді игерудің жоғарғы қарқындылығына және көтергіштегі сұйықтықтың жылдам ағысымен байланысты болса керек. Мұнай өндіру кезінде теңсіздік жүйесінің болуы өндіру ұңғымаларының сулануы кезінде түсетін, судың минералды қоспалармен қанығу дәрежесі бойынша тұздың тұну мүмкіндігін бағалауға жол береді.

Қабаттан өндірілетін ілеспе судың тұздармен қанығу дәрежесі олардың химиялық құрамымен, бірінші кезекте тұз құрайтын иондардың болуымен анықталады. Мұнайды ығыстыру үшін өнімді қабатқа айдалатын ерітінділер, қабат коллектор жынысымен және қабат сұйықтарымен өзара әрекеттесе отырып, кеніштің осы түріне тән жолда өндірілетін ілеспе судың гидрохимиялық қасиетін қалыптастырады, олар кеніштің алаңына қарай да (біртексіздік салдарынан), уақыт бойынша да өзгеріп отырады.

Осылайша, химиялық реагенттерді қолдану арқылы мұнай кен орнын игеру кезінде тұз жиналу мүмкіндігін бағалау үшін, мұнай бергіштікті арттыру әдістерін қолданғанға дейін, сондай-ақ мұнай бергіштікті арттыру әдістерін іске асыруда әдеттегі су айдау кезінде жолай өндірілетін ілеспе судың химиялық құрамының өзгеру заңдылығын білу маңызды.

Қазіргі таңда мұнай өндіру кен орындары жоба бойынша игерудің екінші және үшінші сатысында, яғни қабатқа су айдау мен сұйық өндіру кезінде судың құрамында әртүрлі химиялық қоспалардың мөлшерінің жоғары болуымен сипатталады. Тұз шөгудің проблемасы мұнай кен орнының қабат және альбсеноман суларының физика-химиялық құрамының ерекшелігімен, термобара шарттарының өлшемдерімен және химиялық құрамы сәйкес келмейтін сулардың араласуымен байланысты.

Кен орнында тұз шөгуінің негізгі себебі, су мен органикалық емес тұздардың қосылуы болып табылады. Ол қосылудың себебі екіге бөлінеді:

- өнімді қабаттардың гидро, геохимиялық шарттары, яғни коллектор жыныстардың құрамы мен физикалық қасиеттері, қабат суының химиялық және минералдық құрамына байланысты;

- қабат қысымын ұстау мақсатында қабатқа айдалатын және игерудің геологиялық шарттарындағы судың құрамына байланысты.

Кен орнындағы қабаттан өндіріліп алынған суларды қолдану өндірістік құрал-жабдықтарында тұздың шөгуін тудырады.

Мұнай кен орнының өнімді горизонттарының қабат флюйдтерімен бірге тұздың кристалдану ортасы болып табылатын майда дисперсті құмның едәуір мөлшері шығады. Мұнай жинағындағы тұрақсыз сулардың құралуы өнімді горизонттарындағы қабат суларының араласуынан басталады.

Бұл әсіресе ағын суларының бөлінуі кезінде көрінеді, яғни ағын суының құбыр желілерінде жүруі есебінен органикалық емес тұздардың қарқынды шөгуі байқалады.

Түзілген құрамы бойынша күрделі шөгінділерге барий, кальций сульфаттары, кальций және магний карбонаттары, кремнийдің қос тотығы және коррозия өнімдерінің қоспалары кіреді.

Ұңғыманың жер асты жабдықтары мен қабаттың түпкі аймағын ингибиторлық қорғауды минералды тұздардың шөгінділерімен күресудің ең тиімді әдісі ретінде қарастыру керек. Ұңғымалардағы тұздың жиналуымен күресудің химиялық әдісі, негізінен карбонатты және сілтілі суларда қолданылады (себебі олар суда ерімейді). Реагент есебінде негізінен гексаметафосфат натрий (NaPO₃)₆ және триполифосфатнатрий таза күйінде әртүрлі шөгінділерге қарсы қолданылады.

Бұл әдістің қорытындысы натрий гексаметофосфаттың судағы ерітіндісі (0,1%) коллойдты ерітінді түзеді, ол тұздың шөгуін болдырмайды.

Тұз қышқылының ерітіндісі көмегімен тұз шөгумен күресуге болады екен:

CaCO₃ +2 HCI = CaCI₂ +H₂O+CO₂

тұз, суда тұз, суда

ерімейді ериді

Бірақта, тұз қышқылын қолдану қондырғыларды тозуға алып келіп соғады.

Мысалы, Құмкөл кен орнында өндірістік құбырлар мен қондырғыларда тұз шөгуін болдырмау мақсатында ингибитор ретінде бұрын алдын-ала тәжірибелі-өндірістік сынақтан өткен Бэйкер фирмасының 40 г/м³ дозалы Калнокс-2936 ұсынылады.

Ингибиторларды мөлшерлеу үшін БР-2,5; БР-10; БР-25 блоктық қондырғылар (суда еритін тұз шөгуінің ингибиторларын 1÷10%-тік судағы ерітіндісі түрінде беру керек) ұсынылады.

Қысқы уақытта қондырғылардың үзіліссіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін ингибиторларды беру желілерін жылытып, ингибиторларды сақтайтын ыдыстарды жылыту қондырғыларымен жабдықтау керек.

Бақылау сұрақтары:

1. Жер асты қондырғылары (СКҚ) мен ұңғыма түбі аймағында тұздың шөгуі ненің әсерінен болады?

2. Қабатта тұздың шөгуін болдырмау үшін қандай шаралар жасалынады?

3. Тұзды жою үшін қандай химиялық ерітінділер қолданылады?