і виникненню процесу кристалізації гіпсу з пересиченого розчину.
У промисловій практиці може проявлятися кожне з цих умов, а іноді вони проявляються одночасно. При формуванні попутно видобуваються вод основним фактором збільшення концентрації сульфатів є внутрішньопластове процеси. При видобутку попутно видобуваються вод на рівноважну концентрацію сульфату кальцію впливають термодинамічні умови в ПЗП і свердловині. Встановлено, що зі збільшенням температури різко скорочується час початку випадання гіпсу з розчину. У разі збідненого розчину зі зменшенням температури час початку випадання гіпсу може збільшитися, тобто при концентрації сульфат-іонів і іонів кальцію, близької до граничної, температура може бути головним чинником, що визначає випадання гіпсу. Зниження температури при розробці продуктивних пластів погіршує умови випадання гіпсу навіть з насиченого розчину. Це підтверджується промисловими дослідженнями. У зимовий час труби наземних комунікацій рідше забиваються гіпсом в порівнянні з літнім періодом.
Однією з основних причин кристалізації гіпсу є різке зниження тиску в свердловині, що призводить до виділення газу з нафти і води, часткового випаровування останньої, збільшення концентрації сульфату кальцію, і в підсумку починається його кристалізація. Найбільш істотне зниження тиску в свердловині позначається на карбонатное рівновагу і кристалізацію кальциту.
З відкладень солей і нафти виділені органічні речовини однотипної природи. Ці органічні сполуки поділяються на активні (кислотні) і нейтральні компоненти. При дозуванні активних кислотних сполук у пластову воду вони сприяють випаданню солей, оскільки знижують величину рівноважної концентрації.
Для конкретних умов родовищ слід виявити реально діючі фактори, закономірності зміни концентрації основних іонів, що впливають на процес збагачення попутно видобуваються вод сульфатом кальцію з подальшою кристалізацією гіпсу з розчину. При цьому на збільшення сульфатно може одночасно впливати кілька факторів.
. 3 Прогнозування випадання гіпсу з попутно видобуваються вод
Загальноприйнятий метод встановлення наявності чи відсутності рівноваги в системі гіпс - природні води виходить з порівняння твори розчинності сульфату кальцію (KCaSO4) cпроізведеніем активних концентрацій іонів Са2 + і S042- (? Ca2 + *? SO42-). Рівність має вигляд
KCaSO4 =? Ca2 + *? SO42-. (2.3)
У загальному вигляді активність пов'язана з концентрацією іонів рівнянням
?=f * C, (2.4)
де?- Активність іонів;
С - молярна концентрація іонів; - коефіцієнт активності.
Коефіцієнт активності при постійних температурі і тиску залежить від іонної сили розчину (?), яка визначається за формулою
, (2.5)
де с - концентрація іона; - валентність іона.
При обчисленні твори активних концентрацій солеобразующіхіонов (? Ca2 + *? SO42-) через складність визначення їх коеффіціентовактівностей fCa2 + і fSO42- вони замінюються середнім коефіцієнтом активності сульфату кальцію fCaSO4, який визначається експериментальним шляхом (по розчинності гіпсу у водних розчинах солей).
З урахуванням fCaSO4 рівняння твори розчинності у молярному вираженні концентрацій приймає вигляд
. (2.6)
Твір розчинності сульфату кальцію визначається на підставі експериментальних даних про розчинність гіпсу у воді. Так як розчинність егосізмененіемтемпературипроісходітне по прямолінійній залежності, то для визначення KCaSO4=6,1 * 10-5.
Узагальнивши результати своїх експериментів по розчинності сульфату кальцію в природних водах з сумарною мінералізацією більше 600 мг-екв/100г, Н.Д. Шустеф і Б.В. Озолін визнали можливим прийняти середній коефіцієнт активності сульфату кальцію рівним 0,15. Тоді рівняння (2.6) прийме вигляд
. (2.7)
Насиченість природних вод сульфатом кальцію оцінюється по концентрації сульфат-іона, що визначається з рівняння (2.7):
, (2.8)
де CSO42-, CCa2 + - концентрація іонів, відповідно SO42- і Са2 +, г/л.
Висловлюючи концентрацію іонів SO42- і Са2 + в мг-екв/100 г розчину, а щільність розчину в г/см 3, отримаємо
. (2.9)
Останнє рівняння відомо як формула Шустеф-Озоліна для визначення граничного вмісту сульфат-іонів у розчині. Оцінка схильності випадання гіпсу з розчину полягає в порівнянні граничної (рівноважно...
