Способ получения неорганического бурового реагента и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и касается способа получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод и установке для его осуществления. Способ включает подачу минеральной воды из добывающей скважины в кристаллизатор, охлаждение минеральной воды до температуры +10 - (-20)^oС, кристаллизацию минеральных солей, отстаивание, слив маточного раствора в отстойник, принудительную закачку маточного раствора из отстойника в нагнетательную скважину. Свободный от маточного раствора неорганический буровой реагент последовательно перемещают из кристаллизатора на фильтрующую площадку и в узел затаривания целевого продукта. Установка для осуществления способа дополнительно к обсадной колонне, подземной трубе и центробежному насосу содержит кристаллизатор, снабженный жидкостным диспергатором и сливными патрубками с задвижками, отстойник, соединенный с центробежным насосом и нагнетательной скважиной, фильтрующую площадку с сетчатым основанием и поддоном, соединенным с отстойником, и узел затаривания целевого продукта. Технический результат: получение неорганического бурового реагента в кристаллическом виде и с влагосодержанием 70% из природных минеральных вод. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и касается способа получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод и установки для осуществления способа.

Известен скважинный способ транспортирования природных минеральных вод на земную поверхность [1].

Известен способ получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод и установка для его осуществления [2]. Способ основан на электродиализном концентрировании солей в природной минерализованной воде. В результате осуществления способа достигается плотность рассола 1110-1240 кг/м³. При этом происходит комплексная переработка минерализованной воды с утилизацией попутного газа, получением воды питьевого качества и технической воды для гидроциркуляции в энергетических установках и системах отопления.

Недостаток известного способа состоит в том, что при его осуществлении даже в случае максимального упаривания (RU, патент 2157347, пример 8) получается буровой реагент с содержанием воды более 70% и его доставка в нефтедобывающие районы, отдаленные от места добычи и переработки природной минерализованной воды, будет осложнена большими расходами на тару и транспорт.

Недостатком устройства для осуществления способа-прототипа является то, что оно состоит из большого числа узлов, аппаратов, емкостей, коммуникационных линий и другого сложного технологического оборудования, требующего для обслуживания значительный штат работников. Кроме того. это устройство не позволяет получать неорганический буровой реагент в кристаллическом виде и с более низким влагосодержанием.

Сущностью предлагаемого изобретения является способ получения неорганического бурового реагента и установка для его осуществления, которые обеспечивают получение неорганическою бурового реагента в кристаллическом виде и с влагосодержанием менее 70% из природных минеральных вод без применения вспомогательных химических реагентов и при низких затратах энергии.

Согласно предлагаемому изобретению способ получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод характеризуется тем. что природную минеральную воду самотеком транспортируют по стволу скважины на земную поверхность и подвергают комплексной переработке, для чего минеральную воду подают по коммуникационной линии через жидкостный диспергатор в кристаллизатор, где за счет интенсивного теплообмена с атмосферным воздухом происходит охлаждение минеральной воды до +10-(-20)^oС, кристализация солевых компонентов из минеральной воды и отстаивание осадка, после чего открывают задвижки на сливных патрубках, соединяющих кристаллизатор с отстойником, и сливают маточный раствор в отстойник, откуда его с помощью центробежного насоса принудительно закачивают в нагнетательную скважину, а свободный от маточного раствора кристаллический осадок, являющийся целевым продуктом, перемещают из кристаллизатора на фильтрующую площадку с сетчатым основанием и поддоном, соединенным сливными патрубками с отстойником, далее целевой продукт перемещают в узел затаривания.

Установка для получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод, включающая обсадную колонну, подъемную трубу, центробежный насос для перекачки рассола, отличается тем, что дополнительно содержит кристаллизатор, оборудованный жидкостным диспергатором и сливными патрубками с задвижками, отстойник, соединенный с кристаллизатором, центробежным насосом и нагнетательной скважиной, фильтрующую площадку с сетчатым основанием и поддоном, имеющим слив в отстойник, и узел затаривания.

На фиг.1 и 2 приведена схема опытной технологической установки получения неорганического бурового реагент, которая включает самоизливающуюся скважину 11; наземные коммуникационные линии 12; диспергатор жидкостный 3; кристаллизатор 2; сливные патрубки 4 и задвижки на них 5; отстойник 6; центробежный насос 1; нагнетательную скважину 7; фильтрующую площадку 8 с сетчатым основанием и поддоном 9; узел затаривания 10; бульдозер 13 и въезд в кристаллизатор 14.

Предлагаемая установка, выполненная согласно изобретению, позволяет производить неорганический буровой реагент в кристаллическим виде в непосредственной близости со скважиной - источником природной минеральной воды в осенне-зимне-весенний период, когда температура атмосферного воздуха равна или ниже +10^oС.

Возможность осуществления предлагаемого способа и работоспособность предлагаемой установки подтверждаются опытно-промышленным экспериментом, выполненным в зимне-весенний период (январь-апрель) на пилотной установке, смонтированной согласно изобретению на Знаменском гидроминеральном месторождении, расположенном на берегу реки Илга в ее среднем течении (Жигаловский район, Иркутская область).

Скважина 3-Знаменская продуцирует природную высокоминерализированную воду из кровли усольской свиты в интервале глубин 1808-2010 м. Вода хлоридная магний-кальциевого типа имеет рН 2,5; общую минерализацию ~620,7 г/л, плотность 1410 кг/м³. В качестве макрокомпонентов она содержит, г/л: Са²⁺=154,3; Mg²⁺=40,1; К⁺=2,8; Sr²⁺=2,5; Nа⁺=2,l; Cl^-=410,2; Br^-=8,7.

Температура самоизливающейся природной минеральной воды 32^oС.

Ниже приводится пример осуществления предлагаемого изобретения в условиях скважины 3-Знаменской.

Пример.

30 м³ природной минеральной воды, самоизливающейся из скважины 11. подают по наземной коммуникационной линии 12 через жидкостный диспергатор 3 в кристаллизатор 2. За счет интенсивного теплообмена с холодным атмосферным воздухом минеральная вода охлаждается и хлориды кальция, магния, калия выпадают из нее в осадок (кристаллизуются). Водносолевой системе дают отстояться до достижения проектной температуры.

Затем открывают задвижки 5 на сливных патрубках 4, соединяющих кристаллизатор 2 с отстойником 6, и маточный раствор из кристаллизатора 2 самотеком сливается в отстойник 6, откуда его с помощью центробежного насоса 1 принудительно закачивают в нагнетательную скважину 7. Кристаллический осадок, состоящий в основном из кристаллогидратных форм хлоридов кальция, магния, калия, из кристаллизатора 2 с помощью бульдозера перемещают на фильтрующую площадку 8, имеющую сетчатое основание с поддоном 9, соединенным с отстойником 6 сливными патрубками 4, по которым по мере надобности отфильтрованный маточный раствор сливают в отстойник 6. Далее кристаллический осадок, являющийся целевым неорганическим буровым реагентом, перемещают в узел затаривания 10.

В таблице приведены данные об эффективности извлечения целевого продукта из природной минеральной воды скважины 3-Знаменской в зависимости от степени охлаждения, а также массовое содержание макрокомпонентов в целевом продукте.

Предлагаемый способ и установка для его осуществления позволяют получать неорганический буровой реагент, необходимый для ингибирования, минерализации и утяжеления буровых растворов, из промышленных минеральных вод Сибирской платформы и их аналогов с исходной плотностью 1350-1410 кг/м³. Срок окупаемости установки составляет 1-1,5 года.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 1154437, Е 21 В 43/28, 1985.

2. Патент RU 2157347, МПК⁷ C 02 F 9/06, 10.10.2000.

Формула изобретения

1. Способ получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод, включающий транспортировку минеральной воды из скважины и ее переработку, отличающийся тем, что природную минеральную воду из скважины подают по коммуникационной линии через жидкостный диспергатор в кристаллизатор, где за счет интенсивного теплообмена с атмосферным воздухом происходит охлаждение минеральной воды до +10 до -20°С, кристаллизация солевых компонентов из минеральной воды и отстаивание осадка, после чего открывают задвижки на сливных патрубках, соединяющих кристаллизатор с отстойником, и сливают маточный раствор в отстойник, откуда его с помощью центробежного насоса принудительно закачивают в нагнетательную скважину, а свободный от маточного раствора кристаллический осадок, являющийся целевым продуктом, перемещают из кристаллизатора на фильтрующую площадку с сетчатым основанием и поддоном, соединенным сливными патрубками с отстойником, далее целевой продукт перемещают в узел затаривания.

2. Установка для получения неорганического бурового реагента из природных минеральных вод, включающая обсадную колонну, подъемную трубу, центробежный насос для перекачки рассола, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит кристаллизатор, оборудованный жидкостным диспергатором и сливными патрубками с задвижками, отстойник, соединенный с кристаллизатором, центробежным насосом и нагнетательной скважиной, фильтрующую площадку с сетчатым основанием и поддоном, имеющим слив в отстойник, и узел затаривания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3