Спосіб очищення супутніх пластових вод підземного сховища газу від завислих частинок

1. Спосіб очищення супутні х пластових вод підземного сховища газу від завислих речовин шляхом обробки флокулянтом з подальшим від 3 39684 подають в супутні пластові води після попередньої очистки від нафтопродуктів та механічних домішок, при цьому відокремлення води від осаду виконують шляхом відстоювання, зливання та фільтрації через насипний фільтр або фільтруючу тканину. Сукупність нових ознак забезпечує вищий ефект від застосування запропонованого способу. 4 Підвищення ефекту досягається за рахунок наступного. На ефективність роботи флокулянта впливає склад очищеної води. В таблицях 1 і 2 приведено хімічний склад СПВ двох ПСГ України та динаміку коливань хімічного складу вод протягом чотирьох місяців. Таблиця 1 Динаміка зміни складу проб супутніх пластови х вод Більче-Волицького ПСГ за період січень-травень 2008р. № п/п Хімічний склад води Дата відбору 1 22.01.08 2 22.02.08 3 20.05.08 4 СlSO42НСО3ВrСlSO42НСО3ВrСlSO42НСО3ВrСlSO42НСО3Вr 27.05.08 Аніони мг/дм 3 1000,59 36,53 183,0 7,99 786,99 34,54 122,0 31,96 716,09 46,4 274,5 23,97 794,08 33,6 213,5 15,98 мг-екв/дм 3 29,87 0,76 3,0012 0,10 22,2 0,72 2,0008 0,3995 20,20 0,966 4,5018 0,30 22,40 0,70 3,5014 0,128 Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe Катіони мг/дм 3 мг-екв/дм 3 31,8312 1,1 0,8 0,32 22,4203 1,85 1,05 0,07 23,0678 2,1 0,8 0,05 23,7994 1,8 1,2 рH 7,4 6,6 8,0 7,6 Таблиця 2 Динаміка зміни складу проб супутніх пластови х вод Опарського ПСГ за період січень-квітень 2008р. № п/п Хімічний склад води Дата відбору 1 04.01.08 2 06.02.08 3 15.03.08 4 09.04.08 Сl SO42НСО3J ВrСlSO42НСО3J СlSO42НСО3J ВrСlSO42НСО3J Вr Аніони мг/дм 3 21624,5 26,5 91,5 38,07 312,0 10659,815 10,20 91,5 12,69 12407,5 21,8 152,5 25,38 247,69 20206,5 62,84 213,5 25,38 239,7 мг-екв/дм 3 609,88 0,55 1,5006 0,3 3,9 300,64 0,21 1,5006 0,1 349,93 0,45 2,501 0,2 3,1 569,88 1,31 3,5014 0,20 3,00 Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe рH Катіони мг/дм 3 мг-екв/дм 3 525,1306 46 45 0,25 Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe 0,15 0,08 242,2006 42 21 284,181 48 24 Na++K+ Са2+ Mg2+ Fe 0,19 507,8914 46 24 6,3 5,7 6,8 6,1 5 39684 Аналіз складу СПВ дозволив зробити наступні висновки: - склад води визначається мінералізацією пластової води пласта-колектора ПСГ, глинистими мінералами пласта та залишками вуглеводнів, що насичували колектор до використання його для зберігання газу; - на склад води також впливають розчинні та десперговані техногенні забруднюючі речовини, що потрапляють в СПВ в процесі експлуатації ПСГ, такі як, компресорні оливи, занесені в колектор з газом при заповненні сховища, високодисперсні частинки продуктів корозії та ерозії металу обладнання, а також залишки хімреагентів, що використовуються при підготовці газудиетиленгліколь, метанол; при очистці привибійної зони пласта - поверхнево-активні речовини, кислоти та інші. Враховуючи особливості складу СПВ важливою вимогою при виборі флокулянта для очищення від завислих речовин є незалежність його флокулюючих власти востей від впливу забруднюючих компонентів, що присутні в воді в указаному діапазоні концентрацій (див. таблиця 1 і 2). Застосування аніонного високополімерного сополімера акриламіду MAGNAFLOC 1011 забезпечує вищу ступінь очищення води від зважених речовин за рахунок більшої стійкості запропонованого флокулянта до розчинених і диспергованих забруднюючих речовин. 6 Запропонований спосіб досліджено в лабораторних умовах для порівняння з відомим. Дослідження ефективності очищення СПВ запропонованим і відомим методами проводились на пробах води з Більче-Волицького ПСГ (таблиця 1, проба 4) і Опарського ПСГ (таблиця 2, проба 4) по наступній методиці. Пробу СПВ з відомих вмістом завислих речовин наливали в циліндр в об'ємі 1дм 3 і вводили задану кількість флокулянта MAGN AFLOC 1011. Для введення попередньо готували водний розчин флокулянта 0,1% концентрації. Після введення флокулянта пробу води перемішували протягом 30с і відстоювали 2 години після чого відбирали сифоном верхні 0,3дм 3 рідини, в якій визначали вміст завислих речовин згідно ГОСТ 2874-82 і розраховували ступінь очищення води за формулою m1 - m2 ×100% ( m1 і m2 - маса завислих речовин m1 відповідно до і після очищення). Результати досліджень ефективності очищення СПВ від завислих речовин при обробці запропонованим способом приведено в таблиці 3 (досліди 1-10). Для порівняння в таблиці 3 також приведені результати експериментальної оцінки ефективності способу-прототипу при оптимальних концентраціях флокулянта (досліди 11-14). Таблиця 3 Порівняння ефективності очищення СПВ від завислих речовин запропонованим і відомим способами Вміст завислих речовин, Ступінь 10-3кг/м 3 до очищення після очищення Запропонований спосіб (флокулянт - аніонний високомолекулярний сополімер акриламіду MAGN AFLOC 1011) Проба 4, таблиця 1 0,5 42 22 Проба 4, таблиця 2 0,5 37 18 Проба 4, таблиця 1 1,0 40 9 Проба 4, таблиця 2 1,0 46 11 Проба 4, таблиця 1 5,0 39 2 Проба 4, таблиця 2 5,0 43 2 Проба 4, таблиця 1 7,0 38 1 Проба 4, таблиця 2 7,0 41 2 Проба 4, таблиця 1 8,0 37 7 Проба 4, таблиця 2 8,0 42 7 Прототип (флокулянт - аніонне похідне прищепленого кополімеру поліакриламіду до полівінілового спирту в Н-формі) Проба 4, таблиця 1 10 43 20 Проба 4, таблиця 2 10 41 14 Проба 4, таблиця 1 20 40 13 Проба 4, таблиця 2 20 37 15 № Концентрація флокулянта, Характеристика СПВ п/п 10-3кг/м 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Проведені дослідження дозволили встановити ступінь очищення СПВ запропонованим флокулянтом та оптимальні дози флокулянта. Як видно з одержаних результатів ступінь очищення СПВ від завислих речовин по запропонованому способу (досліди 3-10) вища порівняно з очищення, % 48 51 78 76 95 95 97 95 81 83 53 66 68 59 прототипом (досліди 11-14). Оптимальна доза запропонованого флокулянта складає (1 - 7) × 10-3 кг/м 3 (досліди 3-8). При зменшенні дози флокулянта до 5 × 10-3 кг/м 3 (досліди 1, 2) ступінь очищення поступається прототипу, а підвищення 7 39684 дози коагулянта до 8 × 10-3 кг/м 3 (досліди 9, 10) економічно недоцільне, так як збільшує витрати флокулянта без підвищення ефективності очищення СПВ. Отже застосування запропонованого флокулянта MAGNAFLOC 1011 за рахунок підвищення ступеня очищення СПВ від завислих речовин дає додатковий технологічний ефект порівняно з відомим - знижує кольматацію пласта-колектора в приймальній свердловині і відповідно зменшує тиск нагнітання води в свердловину. Для зменшення витрат флокулянта його вводять після першого етапу очищення води відстоюванням від нафтопродуктів і крупнодисперсних механічних домішок. Високодисперсні завислі речовини після обробки флокулянтом відділяють від води шляхом відстоювання з наступною фільтрацією через фільтр або фільтруючу тканину, що попереджає захоплення потоком очищеної води частини флокул завислих речовин, які можуть при транспортуванні води в надра повторно диспергуватись до колоїдних розмірів і кольматувати колектор. Використання запропонованого способу дозволяє знизити вміст завислих речовин в СПВ одночасно як за рахунок підвищення степені флокуляції так і за рахунок повторного диспергування флокул зважених речовин. Порівняльний аналіз запропонованого рішення з прототипом показує, що запропонований спосіб відрізняється від відомого новими параметрами процесу очищення води - підвищеним ступенем виділення завислих речовин за рахунок застосування аніонного високополімерного сополімера акриламіду MAGN AFLOC 1011. Крім того, нові операції - введення флокулянта після попереднього очищення води від нафтопродуктів та крупнодисперсних механічних домішок та відділення осаду відстоюванням з наступною фільтрацією через насипний фільтр чи фільтруючу тканину дозволяють знизити витрати флокулянта на очищення води і підвищити ступінь очищення за рахунок попередження повторного потрапляння завислих речовин в очищену воду. Отже запропоноване рішення відповідає критеріям винаходу "новизна" та "суттєві відмінності". Приклад реалізації способу Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 8 Застосування способу очищення СПВ від завислих речовин проводиться на ПСГ з системою підготовки води до повернення в надра. В систему підготовки води входять ємності для відстоювання і відділення нафтопродуктів та крупнодисперсних механічних домішок, ємності для відстоювання і відділення високодисперсної твердої фази та ємності для зберігання підготовленої води для повернення в надра. Запланований об'єм очищення води складає 30м 3/добу. Для цього готують 0,1% водний розчин флокулянта MAGNAFLOC 1011, відбирають пробу СПВ на виході з ємності для відстоювання нафтопродуктів і визначають в лабораторії оптимальну дозу флокулянта для очищення води. Оптимальна доза складає 3 × 10-3 кг/м 3 води. При цьому вміст завислих речовин в СПВ зменшується від 67 × 10-3 кг/м 3 до 2 × 10-3 кг/м 3, що відповідає ступеню очищення від завислих речовин рівному 97%. При такій дозі флокулянта для обробки 30м 3 СПВ необхідно витратити 90 × 10-3 кг MAGNAFLOC 1011, приготувавши 90дм 3 0,1% розчину флокулянта. Приготовлений розчин флокулянта подають дозовано через калібровану діафрагму в потік СПВ на виході з ємності для відстоювання нафтопродуктів. Після відстоювання СПВ з флокулянтом в ємності для відділення високодисперсної твердої фази верхній шар води зливають в ємності для зберігання підготовленої води через гравійний фільтр, в якому в якості гравію використовують кварцовий пісок фракції 0,4 - 1,2 ×10 -3 м. Це забезпечує вміст завислих речовин в СПВ не більше 3 × 10-3 кг/м 3. Таким чином, запропонований спосіб підвищує ступінь очищення супутні х вод від завислих речовин, що покращує економічні показники роботи ПСГ за рахунок скорочення витрат на повернення СПВ в надра. Джерела інформації: 1. Запольский А.К., Баран А.А., "Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды" - Л.: Химия, 1987. - С.122-124. 2. Опис до патенту України №81032. МПК C02F1/54, B01D21/01, C02F1/52, 2007. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601