Очистка пластовых вод

Вода — неизменный спутник нефти и газа. В месторождении она залегает в тех же пластах, что и нефтяная или газовая залежь, а также в собственно водоносных пластах (горизонтах). В процессе разработки вода может внедряться в нефтяную или газовую залежь, продвигаясь по нефтегазоносному пласту, или поступать в скважины из других водоносных горизонтов.

Заводнение нефтяных пластов в настоящее время — главный метод воздействия на нефтяные пласты с целью извлечения из них нефти. Состав и свойства пластовых вод имеют большое значение для разработки залежей нефти и газа и их добычи, так как от них зависит течение многих процессов в дренируемом пласте. Пластовые воды нефтяных месторождений, как правило, представляют собой сложные многокомпонентные системы, содержащие: анионы ОН^—, Сl^—, SO₃^2-, СО₃^2-, НСО₃^— ; катионы H⁺, Na⁺, NH₄⁺, Ca₂⁺ и др.; микроэлементы Br и I; коллоидные частицы SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃; растворенные газы: СО₂, Н₂S, СН₄, Н₂, N₂ и др.; нафтеновые кислоты и их соли. Количественные соотношения между содержанием ионов в воде определяют тип пластовых и нефтепромысловых сточных вод.

Опыт эксплуатации нефтяных месторождений показывает, что заводнение нефтяных пластов в ряде случаев сопровождается появлением в продуктивном пласте сероводорода, ранее в нем отсутствовавшего, что связано с деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ), которые восстанавливают сульфаты воды до сероводорода. Активная жизнедеятельность СВБ при эксплуатации нефтяных месторождений приводит к следующим осложнениям:

• появлению в нефтяном газе сероводорода до 16 г на 100 м³ газа;
• потере сульфатных ионов воды и ее обогащению кислыми газами – сероводородом и углекислым газом;
• усилению химической и электрохимической коррозии металла (наличие в воде 0,000002 — 0,000004 кг/л сероводорода увеличивает скорость коррозии металла в 3 – 5 раз).

Целесообразным с экономической и экологической точки зрения методом очистки пластовых вод от сероводорода и сульфидов является их каталитическое окисление кислородом воздуха. Так, в НТЦ «AhmadullinS – Наука и Технологии» разработан метод гетерогенно-каталитического жидкофазного окисления растворенных в воде сероводорода и сульфидов до сульфата и тиосульфата. При окислительно-каталитическом обезвреживании сульфидсодержащих стоков не происходит загрязнения атмосферы выбросами сероводорода и диоксида серы. Примененный метод не требует непрерывного расхода реагентов (диоксида углерода и серной кислоты) и тепла. Он обеспечивает более полное удаление токсичных зловонных сернистых соединений из стоков: сероводорода, сульфидов и гидросульфидов натрия. Нейтральный характер реакционной среды и относительно низкая температура процесса дают возможность использовать в схеме аппараты из углеродистых сталей.