ю) концентрації сульфат-іонів, отриманої по рівнянню (2.9) з фактичною концентрацією сульфат-іонів в попутно видобувається воді. При цьому якщо фактична концентрація сульфат-іонів в попутно видобувається воді більше рівноважної, то надлишок насиченості води сульфатом кальцію випадає у вигляді гіпсу.
Метод кількісного визначення насиченості природних вод гіпсом з мінералізацією до 300 г/л і температурою 0 ... 40 ° С розроблено В.П. Звєрєвим. Їм виділені два варіанти розрахунків:
) у разі близьких значень концентрацій (в міліграм -еквівалентной формі) кальцію і сульфатів визначається за допомогою номограм;
) у разі істотної відмінності концентрацій у міліграм -еквівалентах кальцію і сульфат-іона визначення рекомендується проводити за наступною формулою:
, (2.10)
де XCaSO4 - дефіцит або надлишок насичення гіпсом досліджуваної води, мг/л; +, CSO42- - концентрація іонів Ca2 +, S042- в досліджуваному розчині, мг-екв/л;
твір концентрацій іонів кальцію і сульфатів внасищенном розчині, (мг-екв/л) 2. Отримане позитивне значення XCaSO4 вказує навелічіну перенасиченості води гіпсом, а негативне - на його дефіцит.
Співробітниками інституту ВНІІСПТнефть запропонована методика оцінки схильності пластових вод до відкладення гіпсу в наземному нафтопромисловому обладнанні. Якщо насичений сульфатом кальцію розчин перебуває в рівноважному стані, то справедливо рівність (2.6) .Визначення коефіцієнта активності сульфату кальцію, що входить в це рівняння, пропонується визначати по наступному рівнянню:
, (2.11)
де fCaSO4 - коефіцієнт активності сульфату кальцію; іонна сила, г-іон/л;, CNa +, CMg2 + - концентрації відповідних іонів в пластовій воді, г-іон/л.
Іонна сила пластової води J розраховується з урахуванням концентрації відповідних іонів:
. (2.12)
На основі експериментальних даних по розчинності сульфату кальцію в розчинах хлористого натрію з різною іонною силою при 25 ° С було визначено твір розчинності сульфату кальцію, яке склало 3,03 * 10-5.
Тоді рівноважна концентрація сульфату кальцію CpCaSO4 розраховується за одним з трьох варіантів:
. При надлишку іонів Са2 + розрахунок CpCaSO4ведется за значенням равновеснойконцентраціі сульфат-іона (в міліграм - еквівалентній формі):
. (2.13)
. При надлишку іонів S042- розрахунок CpCaSO4 ведеться за значенням рівноважної концентрації іона кальцію:
. (2.14)
. При рівності концентрацій іонів Са2 + і S042- розрахунок CpCaSO4 ведеться за значенням рівноважної концентрації одного з цих іонів:
, (2.15)
де в рівняннях (2.13) - (2.15) СCa2 +, СSO42- - фактичні концентрації іонів Са2 + і SO42- в пластовій воді, мг-екв/л; CpSO42-, CpCa2 + - рівноважні концентрації іонів Са2 + і S042- в пластовій воді, мг-екв/л; 2000 - коефіцієнт перерахунку молярної і грам-іонної концентрацій вмілліграмм-еквівалентну.
Схильність пластової води до відкладення гіпсу оцінюється покоеффіціенту перенасичення:
, (2.16)
де ССaSO4 -фактичний концентрація гіпсу в пластовій воді, обумовлена ??по концентрації того іона Са2 + або S042-, який присутній в меншій кількості, мг-екв/л; CpCaSO4 - рівноважна концентрація гіпсу в пластовій воді, розрахована по одному з трьох вищеописаних варіантів.
При насиченості пластової води гіпсом (ф gt; 1) він може випадати як в об'ємі, так і на поверхні теплообміну. При недонасищенності їм пластової води (ф lt; 1) утворення осаду в обсязі неможливо.
Співробітниками інституту БашНИПИнефть проводилося порівняння методик розрахунку схильності вод до відкладення гіпсу при видобутку нафти. Ними зазначено, що всі вищеописані методики є наближеними, а найбільш прийнятною, зручною в практичному застосуванні є методика Скілмена-Мак Дональда-Стіфф. В основі цього методу також лежать визначення рівноважної концентрації сульфату кальцію CpCaSO4 і порівняння її з фактичною концентрацією сульфату кальцію в пластовій або попутно видобувається воді. Рівноважна концентрація визначається по рівнянню
, (2.17)
де CpCaSO4 - рівноважна концентрація сульфату кальцію у воді, мг-екв/л; х -ізбиточная концентрація гіпсообразующіх іонів, мг/л; К - константа розчинності гіпсу.
Надмірна концентрація х визначається за формулою
,...
