Введение к работе
Актуальность темы. Изучение современного мннералообраэопапня, п том числе техногенного, япляется приоритетным направлением минералогии (Решения VII свезда ВМО, 1987). Актуальные проблемы минералопш техногенеза сформулированы Б.П.Чесноковым (1984), а первые опыты подобных работ (Чссноков и др., 1987; Ершон и др., 1989; Чссноков, Щербакова, 1991) показали ее жизнеспособность. 1 Іаряду с фундаментальными знаниями, полученными этим новым направлением, следует подчеркнуть прикладные аспекты и возможность приложения в самых разных отраслях, где применимы традиционные минералогические методы к изучению необычных обьектоп. Одним из таких обьектов являются солевые отложения в скважинах и нефтепромысловом оборудовании (НПО). Термин "солевые отложения не совсем точен, так как в их составе встречаются и не солевые минералы (сера, бруент, кварц), но он является общепринятым специалистами нефтяной промышленности (Кащавцея я др., 1985). Отдавая долг традиции, автор использует этот термин наряду с более широкими по содержанию терминами "минеральные образования", "минеральные отложения".
Солевые отложения - твердые неорганические соединения, отлагающиеся в
НПО из попутно добываемой с нефтью поды. Они осложняют процесс
добычи нефти, приводят к преждевременному износу и ныходу из строя
оборудования, падению добычи нефти и ее потерям, а также оказывают
существенное влияние на процесс коррозии НІ 10. В США убытки от
солеотложеїшя в скважинах и нефтепромысловом оборудовании
превышают 1 млрд.долл. ежегодно (Vetter, 1976), а затраты на коррозию в нефтехимической промышленности удвоились с 1975 г. и составляют около 18 млрд.долл. ( Гарасепко, Аборина, 1990). Убытки от солеотложеїшя год от года растут, что связано с увеличением фонда добывающих скважин н парка Промыслового оборудовании, с вовлечением в эксплуатацию новых площадей и больших глубин, с растущими объемами заводнения на освоенных объектах, с широким использованием различных технологических растворов н реагентов в процессе добычи нефти.
Для применения эффективных мер предупреждения и борьбы с осадками її 1 НТО необходимо прежде всего знать минеральный состав осадков (Кащпипев. к др., 1985). Признавая приоритет минералогических исследований в изучении состава солевых отложений, указанные выше
авторы оперируют главным ооразом результатами химических анализов,
трактовка которых не ьсегда однозначна (кальцит-арагонит, барит-
целестин), а порой, видимо, и ошибочна (магнезит).
Минералогические методы изучения учитывают широко развитые явления изо- и полиморфизма и дают наиболее достоверную информацию о составе солевых отложений и сопутствующих им других минеральных образовании.
Цель работ»»; - изучение фазового состава солевых отложений в нефтепромысловом оборудовании как минералогическое обоснование разработки методом предупреждения и борьбы с ними. В процессе работы решались следующие конкретные задачи;
-
Изучение состава солевых отложений и сопутствующих минеральных образований (мех.примесей, продуктов коррозии).
-
Установление пзалмосвизи между процессами солеогложенпя v. коррозии.
-
Исследование причин салеотлоаіення и экспериментальная id проверка.
-
Выявление пространственных закономерностей распределен»! минералов солевых отложений.
-
Обзор существующих методов предупреждении и борьбы I солевыми отложениями и выбор перспективных направлений.
Научная новизна. На основании минералогических исследовашіі приведена наиболее полная на настоящий момент сводка о составе солсвы отложений в нефтепромысловом оборудовании месторождений Западно! Сибири; установлен ряд причин солеотложешш, впервые выделена групп технологических причин.
Практическое значение и внедрение работы. Минералогически методы изучения дают достоверную информацию о составе солевы отложений, что является основанием для разработки методов борьбы ними. Даны рекомендации по предотвращению солеотложешш и технологическим причинам. Разработана простейшая методика диагностик состава солевых отложений в условиях производства. Результаты работ внедрены в НПО "Бурение" (ВНИИКРпефть) Министерства нефтино и газовой промышленности и процессе разработки технологии применены тяжелых рассолов для глушении и ремонта скважин, обеспечішаншн минимизацию солевых отложений; в НГДУ "Мамонтовнефть" п| разработке технологии вывода заглушённой скважины на режи эксплуатации; в Томском политехническом институте при выпо\нени
фрагмента "Экспериментальное изучение солей при смешении вод различного состава" и п производственных подразделениях Мшшефтегазпрома: НГДУ "Юганскпефгь", "Стрежевойнс)пь", ЦНИЛ I Ю "Юганскнефтегаз" в виде информационных материалов и отчета.
Оснопиые защищаемые положении.
-
Для месторождений нефти Западной Сибири главными солеообразующими минералами п И! Ю являются кальцит и галнт -продукты смешения несовместимых doa хлоркальциевого и гидрокарбонатно-натриевого типов. 1 Іодчниенно развиты другие солевые минералы: арагонит, доломит, сидерит, Целестинобарит, ангидрит, птс.
-
Для ряда месторождении нефти установлен специфический, характерный для них набор минералов солевых отложений, причем, чем меньше месторождение, тем более однороден состав солей.
-
Наряду с естественными все большее значение приобретают технологические причины солсотложешш вследствие использования в процессе добычи нефти различных химических соединений, растворов, веществ. Технологические причины (широкая химизация) приводит Не только к увеличению масштабов солепроявлений, но и к разнообразию их состава.
-
Минералы солевых отложений являются активаторами или пассиваторами коррозии НПО. Совместная пространственно-временная позиция И общность агентов солеотложенин и коррозии позволяют рассматривать их как единый химический процесс, осложняющий эксплуатацию нефтепромыслового оборудования.
Фактический материал. Материалом для исследования послужили около
250 проб солевых отложений и сопутствующих минеральных образований
в НПО 20-ти месторождений Западной Сибири, собранных автором и
полученных от сотрудников научных и производственных
подразделений Мшшефтегазпрома в период проведения экспедиционных работ в 1987-1991 г.г., а также 20 проб экспериментальных осадков смецгсния различных типов вод и пластовых под с технологическими реагентами, полученных п лабораторных условиях. Фазовым состав минеральных образований в НІ 10 и -экспериментальных осадков изучен с помощью традиционных и доступных методов: кристаллооптнческого, микрохимического, ИК-спектроскопического, термического, лазерного мнкроспектральпого, іюлуколіпсстпеиікчо спектрального, рентгеновского.
Апробация а_. лхі. Частные положения работы докладывались и
обсуждались на IV научно-практической конференции "Минеральное
сырье и природа" (Новосибирск, 1988), X и XI У ральских
конференциях молодих геологоц и геофизиков (Сиердловск, 1989, 1991),
VII и V1I1 конференциях Тюменского отделения. ВМО ( I шмень, 1989,
1991), Всесоюзном совещании "Минерально-сырьевые ресурсы и
комплексное их освоение" (Сарапул, 1989), XI Всесоюзном совещании
по рентгенографнь минерального сырья (Мнасс, 1989), II совещании
"Минералогия Урала" (Миасс, 1990), I Уральском
кристаллографичесг: ><м совещании (Сыктывкар, 1990), репюпальном совещании "Проблемы техногенного изменения геологической среды и охраны недр в горнодобывающих регионах" (Пермь, 1990), II Всесоюзной школе молодых ученых и специалистов по прикладной минералогии (Сочи, 1990), уаседаниях Ученого совета Института минералогии и Ильменского отделения DMO.
Фрагменты работы представлялись на конкурс молодых ученых
Института минералогии и конкурс, посвященный 70 - летнему юбилею Ильменского государственного заповедника, где получили соответственно 2-ю и 3-ю премии. Основные положения диссертации изложєіші в 23 печатных работах.
Обьем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и
заключения; содержит Щ страниц машинописного текста, 29 рисунков, 21
таблииу.библиографпя из Шназваний. Общий объем работы ((^страницы.
Большую помощь в получении проб солевых отложений и промысловой
информации оказали сотрудники производственных и научных
подразделений Миниефтепрома: О.И.Безручко, А.А.Вольтере,
Р.ЛГабдулин, Л.Н.Гецуш, С.Н.Дегтярев, СП.Жуликов, И.С.КольчупіН,
В.Н.Коншин, Н.П.Кузнецов, Т.Д.Миронова, С.А.Михайлов,
Л.В.Подкорытова, Р.Г.Прокопьева, Р.Ф.Пряхина, В.Г.Пузравии,
В.В.Рухлов, Ф.М.Сатгарова, В.А.Сидоришин, Н.И.Сухинип,
В.Г.Чистяков, С.А.Юшков. Всем им автор весьма признателен,
особенно Н.П.Кузнецову, который оказывал всяческое содействие ь
проведении работы. Автор благодарен Л. П. Арзамасцевой,
С.В.Батурову, Н.ИКашигиной, Т.С.Корнилоиой, В.О.Полякову, Т.М.Рябухинон за выполнение аналитических работ и своим коллегам зі обсуждение и помощь и оформлении диссертации, а также В.В.Ершову з; постоянные консультации.
'абота выполнена и Институте минералогии УрО Лі І СССР иод 'укоііодствпм эпв.лаборатории мішгралопш тсхногенсза, д.г.-м.п. і.ІЗ.Чеснокопа, которому автор признателен за помощь н нодді-ржку.
