авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

Повышение безопасности эксплуатации оборудования и трубопроводов нефтегазовых промыслов в условиях их биозаражения

-- [ Страница 2 ] --

При минимальной продолжительности МГДО (0,5 с) мелкие кристаллы сульфата кальция начинают образовываться в растворе через 2 мин. При увеличении продолжительности обработки время латентной фазы кристаллизации не изменяется. Следовательно, МГДО раствора солей имеет высокую эффективность практически с самого ее начала, и условия, необходимые для инициирования процесса кристаллизации (образование кластеров), создаются уже в течение первой секунды.

Изучение выпадающих частиц солей в различных растворах сульфатов с помощью оптического микроскопа показало, что они имеют малые размеры (до 4 мкм) и при высокой скорости потока не способны к отложению на внутренней поверхности труб. Эти частицы перемещаются в объеме транспортируемой среды в виде мелкодисперсной взвеси. Эффективность удаления сульфатов значительно увеличивается с повышением минерализации растворов.

Влияние всех возможных примесей на необходимое количество дозируемого раствора хлорида кальция и условия формирования кристаллов сульфата кальция не могут быть установлены для реальных сред, поэтому при проектировании устройства для МГДО требуются лабораторные испытания с использованием промысловых сред. Для уменьшения влияния естественных колебаний температуры, рН и содержания растворенных газов на растворимость сульфата кальция, в обрабатываемую среду необходимо вводить избыточное количество раствора CaCl2. Невысокие избыточные концентрации этой соли в растворе способствуют также более быстрому и полному удалению растворенных сульфатов.

Механизм воздействия МГДО на водные растворы солей был изучен путем измерения электросопротивления среды. Известно, что суммарная концентрация растворенных в воде солей обратно пропорциональна удельному электросопротивлению. Поэтому измерение электросопротивления модельной среды на различном расстоянии от ИМП позволяет определять изменение суммарных концентраций ионов солей в зонах обрабатываемой ячейки.

На рисунке 4 показано изменение суммарных концентраций ионов растворенных солей на различном расстоянии от движущихся ИМП в зависимости от продолжительности МГДО. Видно, что с началом МГДО концентрация ионов в непосредственной близости от ИМП быстро увеличивается. На расстоянии 17 мм от них, наоборот, резко снижается, а в зоне с нулевой магнитной индукцией (34 мм) – сначала возрастает, а затем снижается. Происходит пространственное разделение анионов и катионов. Они начинают двигаться в противоположные стороны – к местам максимального воздействия магнитного поля. В зоне с нулевой магнитной индукцией происходит локализация анионов и катионов. В случае удаления сульфат-ионов в условиях дозирования раствора хлорида кальция в этой зоне возникает пересыщение по сульфату кальция. Начинается процесс активного образования микрокристаллов, а концентрация растворенных сульфатов снижается до требуемых значений.

 Изменение суммарных-5

Рисунок 4 - Изменение суммарных концентраций ионов растворенных солей в зависимости от продолжительности МГДО и расстояния от ИМП

На втором этапе были проведены эксперименты по МГДО движущихся растворов сульфата кальция в заведомо высоких концентрациях с помощью устройств с неподвижными ИМП (использовали стенд, изображенный на рисунке 1). Количество каскадов ИМП соответствовало числу циклов прохождения раствора по заданному контуру. Обработанный раствор центрифугировали для полного извлечения выпавших кристаллов сульфата кальция.

В таблице 1 приведены экспериментальные данные об остаточной концентрации сульфат-ионов. Было установлено, что даже при высоких концентрациях сульфата кальция МГДО модельных водных растворов с использованием пяти каскадов ИМП приводит к снижению содержания растворенных сульфат-ионов до 0,05 % масс. и ниже.

Таблица 1 – Зависимость остаточной концентрации (г/л) сульфат-ионов от количества каскадов ИМП

Номер пробы До обработки Количество каскадов
1 2 3 4 5 6
Проба 1 3,0 1,72 1,02 0,64 0,38 0,23 0,15
Проба 2 2,0 1,16 0,74 0,44 0,25 0,17 0,11
Проба 3 1,0 0,61 0,37 0,23 0,14 0,10 0,07
Проба 4 0,5 0,31 0,19 0,12 0,07 0,04 0,03

Следует отметить, что требуемые параметры МГДО могут быть определены только по результатам экспериментов с реальными средами, так как минеральный состав обрабатываемых смесей строго индивидуален для каждого нефтегазового объекта. При увеличении скорости потока обрабатываемой среды и/или уменьшении зазора между разнополярными ИМП эффективность удаления растворенных сульфатов существенно повышается.

Развитие СВБ невозможно при концентрации сульфатов в среде менее 0,05 % масс. Следовательно, благодаря большой скорости осаждения гипса CaSO4 · 2Н2О (а сульфат кальция выпадает в виде именно такого кристаллогидрата) он может быть высажен с помощью МГДО и выведен из водной среды путем отстаивания или фильтрации. При этом концентрация сульфатов остается существенно ниже значения, выше которого возможно развитие СВБ.

Определение скоростей движения ионов Ca2+ и SO42- проводилось с помощью специально разработанной программы расчета параметров устройства для МГДО промысловых сред, основанной на схеме, приведенной на рисунке 2.

Полученные данные представлены на рисунке 5.

Расчеты показывают, что максимальные скорости движения ионов Ca2+ и SO42- наблюдаются в объеме устройства для МГДО. Следовательно, принятое в эксперименте расположение постоянных магнитов позволяет эффективно снижать концентрацию малорастворимых солей в обрабатываемой жидкости. Следует отметить, что ранее полученные в работе экспериментальные данные полностью соответствуют расчетным.

 Расчетные скорости движения-6

Рисунок 5 - Расчетные скорости движения ионов Ca2+ и SO42- вдоль продольной оси однокаскадного устройства для проведения МГДО

Таким образом, МГДО растворов приводит к значительному увеличению локальной концентрации ионов солей, что, в свою очередь, вызывает образование кластеров из молекул растворенных веществ и растворителя и заканчивается формированием микрокристаллов солей.

Удаление выпадающих при МГДО солей может быть проведено с помощью фильтрации, отстаивания или центрифугирования. Выбор метода зависит от размеров образующихся частиц солей и скорости их осаждения. Так, мелкий неоседающий осадок может быть удален с помощью песчаных фильтров. Более крупные частицы из кристаллов солей могут быть отделены путем отстаивания, а агломераты частиц легко удаляются с помощью гидроциклонов.

МГДО растворов солей, содержащих большое количество растворенных газов, приводит к флотации выпадающих микрокристаллов. Для удаления всплывающих частиц в конструкцию отстойников и гидроциклонов необходимо вводить полупогружные перегородки, которые не позволяют этим частицам попадать в очищенную воду.

Оценка эффективности снижения концентрации сульфатов в промысловой среде с целью подавления жизнедеятельности СВБ не может быть основана на выращивании культур в питательных средах, так как последние содержат большое количество сульфатов. Поэтому в работе был использован опосредованный показатель эффективности обработки – скорость коррозии металла и степень её локализации без проведения обработки и после добавления солей кальция и воздействия Мгдо. В присутствии СВБ происходит увеличение скорости коррозии в 2-3 раза по сравнению со скоростью коррозии в аналогичной среде без СВБ.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты коррозионных испытаний стали 20 в пластовой воде, содержащей СВБ, после удаления сульфатов

Наименование Концентрация растворённых сульфатов, г/л Скорость коррозии, г/(м2·ч) Степень защиты, % Вид коррозии
Без удаления сульфатов 2,00 2,388 язвенная
1 каскад МГДО 0,74 2,012 15,75 язвенная
2 каскада МГДО 0,44 1,675 29,86 язвенная
3 каскада МГДО 0,25 1,225 48,70 Равномерная, с отдельными язвами
4 каскада МГДО 0,17 0,825 65,45 Равномерная


Pages:     | 1 || 3 |
 








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.