способ диагностики генезиса механических примесей, выносимых из газовых скважин с потоком газа

Формула изобретения

Способ диагностики генезиса механических примесей, выносимых из газовых скважин с потоком газа, включающий диагностику несцементированных осадочных пород физико-химическими методами определения минерального состава пород, исследование гранулометрического состава пород с помощью ситового анализа с отмучиванием пелитовой фракции, изучение формы, размеров и поверхности зерен под микроскопом, отличающийся тем, что выполняют стандартный ситовой анализ с отмучиванием пелитовой фракции, причем в первую порцию воды для отмучивания добавляют небольшое количество, например одну-две чайные ложки, поверхностно-активного вещества, например бытового стирального порошка, проводят магнитную сепарацию механических примесей по фракциям, после чего их снова соединяют и взвешивают, затем перемещают в батарейный стакан, обрабатывают соляной кислотой и вновь отмучивают, сушат до постоянного веса и рассеивают на фракции, изучают форму, размеры и поверхности зерен под микроскопом по фракциям.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разработки углеводородных залежей и может быть использовано в газодобывающей промышленности.

Известен способ диагностики несцементированных осадочных пород, включающий физико-химические методы определения минерального состава пород, исследование гранулометрического состава пород, изучение формы, размеров и поверхности зерен под микроскопом, палинологические исследования (споро-пыльцевой анализ) [1].

Известен также способ диагностики взвесей в потоке газа, включающий исследование гранулометрического состава и микроскопическое определение минерального состава и выявление морфологических особенностей механических примесей [2].

Недостатками указанных способов является то, что диагностика природы механических примесей, побывавших в потоке газа, существенно отличается от диагностики образцов пород ненарушенного строения, при этом почти все образцы механических примесей загрязнены тем или иным количеством конденсата и графитной смазки, попадающей в поток газа из сальниковых уплотнений задвижек фонтанной арматуры и обвязки скважины, а следовательно, гидрофобизированные конденсатом и смазкой частицы всплывают и могут быть потеряны при сливе суспензии из батарейного стакана в процессе гранулометрического анализа, кроме того, в составе механических примесей, выделенных из потока газа, нередко содержится до 70-80% продуктов коррозии, гематита из утяжеленного глинистого раствора, частиц металла, для чего требуется большое количество HCl марки ч. д. а. , а также существенно возрастает время проведения анализа из-за весьма длительного процесса химической реакции и последующего отмучивания, растворения в соляной кислоте этих железистых соединений.

Целью изобретения является уменьшение износа оборудования и запорно-регулирующей аппаратуры, увеличение пропускной способности трубопроводов и производительности оборудования на УКПГ, снижение расхода реагентов в процессе осушки и очистки газа от механических примесей выносимых с добываемым газом.

Указанная цель достигается тем, что в способе диагностики генезиса механических примесей, выносимых из газовых скважин с потоком газа, включающем диагностику несцементированных осадочных пород физико-химическими методами определения минерального состава пород, исследование гранулометрического состава пород с помощью ситового анализа с отмучиванием пелитовой фракции, изучение формы, размеров и поверхности зерен под микроскопом, выполняют стандартный ситовой анализ с отмучиванием пелитовой фракции, причем в первую порцию воды для отмучивания добавляют небольшое количество, например одну-две чайных ложки, поверхностно-активного вещества, например бытового стирального порошка, проводят магнитную сепарацию механических примесей по фракциям, после чего их снова соединяют и взвешивают, затем перемещают в батарейный стакан, обрабатывают соляной кислотой и вновь отмучивают, сушат до постоянного веса и рассеивают на фракции, изучают форму, размеры и поверхности зерен под микроскопом по фракциям.

Предлагаемый способ диагностики генезиса механических примесей, выносимых из газовых скважин с потоком газа, необходим, поскольку при эксплуатации газовых скважин в потоке добываемой продукции всегда содержится то или иное количество твердых и жидких частиц. К ним относятся частицы породы, выдуваемые из продуктивного пласта, окалина и продукты коррозии лифтовых и обсадных труб, остатки глинистого раствора (частицы глинистой корки, утяжелителя, осевшего после бурения скважины шлама), частицы цементного камня после перфорации скважины, частицы грунта, попавшие в обсадные и лифтовые трубы при их транспортировке.

Способ реализуется следующим образом.

Анализ гранулометрического состава исходных образцов механических примесей начинается с отмучивания, т.е. удаления пелитовых частиц. Высушенную навеску образца помещают в батарейный стакан, на котором делают две отметки на разной высоте, заливают водой до верхней черты и тщательно перемешивают. Дают взвешенным частицам отстояться 30 минут, после чего сливают суспензию из батарейного стакана до нижней черты. Это делают с помощью наполненного водой резинового шланга, опущенного в банку до нижней отметки. Далее вновь доливают воду в батарейный стакан до верхней черты, перемешивают, дают отстояться и сливают суспензию до нижней черты. Операцию повторяют 6-7 раз, пока вода над нижней чертой после 30-минутного отстоя не станет прозрачной. После окончания отмучивания материал переводят в фарфоровую чашку и высушивают.

Высушенный в сушильном шкафу до постоянного веса при 80-90^oC материал взвешивают на аналитических весах и просеивают через набор сит с отверстиями 1.0 (2.0), 0.5, 0.25 и 0.1 мм. Все полученные фракции взвешивают. Содержание частиц размером < 0.01 мм определяют по разности между весом навески, взятой для анализа, и весом материала после завершения процесса отмучивания. Вычисление процентного содержания каждой фракции производится путем деления веса фракции на суммарный вес всех фракций.

Поскольку почти все образцы механических примесей загрязнены тем или иным количеством конденсата и графитной смазки, попадающей в поток газа из сальниковых уплотнений задвижек фонтанной арматуры и обвязки скважины. При этом гидрофобизированные конденсатом и смазкой частицы всплывают и могут быть потеряны при сливе суспензии из батарейного стакана. Для предотвращения этих потерь в первую порцию воды для отмучивания добавляют небольшое количество (например, одну-две чайных ложки), поверхностно-активного вещества, например бытового стирального порошка.

Из оставшейся от анализа гранулометрического состава пробы исходных образцов набирают еще одну пробу для анализа гранулометрического состава силикатной части. Эту пробу доводят до постоянного веса и проводят магнитную сепарацию механических примесей для отделения продуктов коррозии и частиц металла, а также минералов, обладающих сильными магнитными свойствами (магнетит, гематит, титаномагнетит). Как показывает опыт, для магнитной сепарации механических примесей удобнее пользоваться предварительно отмученным и рассеянным на фракции материалом, поскольку при одинаковых размерах зерен меньше риска захватить магнитом силикатную часть механических примесей.

После магнитной сепарации механических примесей по фракциям их снова соединяют и взвешивают, после чего перемещают в батарейный стакан и обрабатывают соляной кислотой для удаления карбонатов и остатков продуктов коррозии. После прекращения пробу переносят в батарейный стакан и производят отмучивание, высушивание и рассеивание на фракции.

Данные по гранулометрическому составу представляют в виде так называемой кумулятивной кривой и вычисляют основные гранулометрические коэффициенты - сортировки и асимметрии, которые позволяют использовать их для диагностики генезиса механических примесей в потоке газа.

Затем проводится исследование в поляризационном микроскопе силикатной части механических примесей по фракциям для изучения их минерального состава и морфологических особенностей зерен минералов, в первую очередь зерен кварца, и дается окончательное заключение об источниках поступления механических примесей в поток газа.

Предлагаемый способ способствует точной диагностике генезиса (происхождения) механических примесей и места попадания их в поток газа, что дает возможность выбора адекватных средств профилактики и предотвращает интенсивный износ оборудования и запорно-регулирующей аппаратуры на скважинах и УКПГ, снижает расход реагентов в процессе осушки и очистки газа и т.п.

Источники информации

1. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л.: Недра, 1969, с.483-487.

2. Березнякова Е. И. и др. Геотехническая диагностика взвесей в потоке газа. Газовая промышленность. 1990, N10, с.56-57.