(2.18)
де CCa2 + і CSO42- - концентрація іонів Са2 + і S042- в пластовій воді за даними шестікомпонентного аналізу, мг/л.
Іонна сила розчину J розраховується як сума концентрацій іонів з урахуванням відповідних коефіцієнтів пропорційності по рівнянню
(2.19)
Знаючи іонну силу, за спеціальними таблицями визначають величину константи розчинності для розчинів при різних температурах. Значення констант розчинності також можуть бути записані у вигляді рівняння регресії:
. (2.20)
Кількість фактично знаходиться сульфату кальцію в розчині CCaSO4 визначається за концентрації того іона (Са2 + або S042-), який знаходиться в даній воді в меншій кількості.
Якщо CCaSO4 gt; CpCaSO4, то дана вода пересичені сульфатом кальцію і надлишок його випадає в осад.
Ця методика широко застосовується в розрахунках, тому розроблена програма розрахунку насиченості попутно видобуваються вод сульфатом кальцію для ЕОМ.
Видатні розрахункові методики оцінки насиченості вод сульфатом кальцію звичайно занижують розрахункову розчинність в пластових і попутно-видобуваються водах сульфату кальцію. Це означає, що методики свідомо враховують найбільш жорсткі умови випадання солей, які в даний час фактично можуть і не існувати. При прогнозах приймається, що випадіння опадів солей відбуватиметься завжди, коли твір активних концентрацій перевищить твір розчинності, тобто враховується можливість існування пересичених розчинів. Однак ця можливість цілком реальна і доведена масовим промисловим матеріалом і спеціально поставленими дослідами. Випадання гіпсу з пересичених розчинів відбувається тим інтенсивніше, чим більше центрів кристалізації в розчині. При видобутку нафти центрами кристалізації гіпсу можуть бути механічні частки, що виносяться зі свердловини?? отоко рідини; бульбашки газу, що виділяються з нафти; шорсткі стінки труб та насосного обладнання.
Таким чином, існуючі методи прогнозу освіти гіпсових відкладень дають завищений діапазон утворення опадів, тобто в деяких випадках, коли за прогнозом їх освіту ймовірно, фактично сульфати випадати не будуть. Цим створюється запас міцності розрахунків. Навпаки, негативний прогноз є достовірним. Ці особливості дозволяють рекомендувати розрахункові методи прогнозу випадання сульфатних опадів для широкого застосування.
2.4 Приклади розв'язання задач з прогнозування гіпсообразованія при експлуатації свердловин
Наведемо приклади розрахунку схильності вод, що видобуваються свердловинами №1880, №1926 і №7128 Арланского родовища, до відкладення гіпсу за методом Скілмена-Мак Дональда-Стіфф, так як цей метод найбільш прийнятний для геолого-промислових умов нафтових покладів північного заходу Башкортостану. Лабораторіями ЦНІПР філії Башнефть-Янаул був проведений хімічний аналіз виноситься свердловиною +1880 води.
а) Результати аналізу наведені в таблиці 2.1. Щільність попутно видобувається води 1,163 г/см 3.
Таблиця 2.1 - Результати аналізу попутно видобувається води з скв.1880
Найменування іонаКонцентрація іонамг-екв/100 ГМГ/лHCO3-0,162,48CL - 364,56132375,518SO42-0,89437,73Ca2 + 48,069862,373Mg2 + 29,223635,435K ++ Na + 288,2867895,713
Надмірну концентрацію визначимо за формулою (2.18):
мг/л.
Розрахуємо іонну силу розчину Jпо формулою (2.19):
.
Знаючи іонну силу, визначимо величину константи розчинності за формулою (2.20):
Рівноважна концентрація визначиться по рівнянню (2.17):
мг-екв/л.
Фактична концентрація гіпсу в пластовій воді СCaSO4в цьому випадку дорівнюватиме 10,35 мг-екв/л.
Коефіцієнт пересичення визначимо за формулою (2.17):
Так як? gt; 1, то гіпс може випадати як в об'ємі, так і на поверхні теплообміну, оскільки досліджувана вода перенасичена сульфатом кальцію.
б) Результати аналізу попутно видобувається води з скв.1926 наведені в таблиці 2.2. Щільність попутно видобувається води 1,041 г/см 3.
Таблиця 2.2 - Результати аналізу попутно видобувається води з скв.1926
Найменування іонаКонцентрація іонамг-екв/100 ГМГ/лHCO3-0,79493,627CL - 82,6129996,548SO42-2,981465,645Ca2 + 19,173933,868Mg2 + 7,68955,51K ++ Na + 59,5214018,152
Надмірну концентрацію визначимо за формулою (2.1...
