ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Групповой состав серосодержащих соединений девонской нефти из "Проблемы извлечения остаточной нефти физико-химическими методами" Как уже отмечалось, в процессе заводнения изменяется состав пластовой нефти, и остаточная нефть на поздней стадии может значительно отличаться от изначально добываемой. Окисление растворенным в закачиваемой воде кислородом и массоперенос приводят к накоплению в остаточной нефти тяжелых, полярных компонентов, что сказывается на ее реологических свойствах и сорбционной активности, и, в конечном итоге, на нефтеотдаче. Активное применение физико-химических методов увеличения нефтеотдачи с закачкой сотен и тысяч тонн химреагентов предполагает также взаимодействие компонентов нефти с этими веществами. Однако на сегодняшний день исследователи не пришли к единому выводу по поводу значимости техногенного изменения состава и свойств пластовой нефти и воды. [c.121] Поскольку в реальных промысловых условиях при закачке ал-килированной серной кислоты часть ее расходуется на реакции с минералами горной породы, часть взаимодействует с растворенным в пластовой воде кальцием и барием с образованием малорастворимых солей, часть непродуктивно разбавляется пластовой и закачиваемой водой, достаточно трудно предположить, какая доля кислоты реагирует с соединениями нефти. Чтобы определить характер произошедших изменений состава нефти, мы провели детальный анализ группового состава серосодержащих компонентов нефти поверхностных проб из 10 скважин и 3 резервуаров (табл. 5.1). Анализы были проведены в лаборатории И.К. Ляпиной в институте органической химии УНЦ РАН по методикам, описанным в [35, 72-73]. [c.122] Было определено массовое содержание общей серы, а также некоторых групповых компонентов - сульфидов, меркаптанов, сероводорода, сульфоксидов и сульфокислот. Как видно из данных табл.5.1, во всех исследованных пробах отмечается наличие сульфокислот, причем в скважинах первого контура, реагирующих на закачку серной кислоты, содержание сульфокислот достигает 0,3...0,6 %. В донных отложениях товарного парка, в которых сконцентрированы тяжелые полярные компоненты нефти, содержание сульфокислот достигает 0,87 %. Содержание общей серы в среднем по обследованным скважинам выросло по сравнению с проектными значениями (см. ниже). [c.123] Определение сульфокислот в АСПО (скв. 5273) показывает, что содержание сульфокислот в отложениях почти в 3 раза выще, чем в добываемой из той же скважины нефти, что также свидетельствует в пользу их накопления в асфальтено-смолистых компонентах нефти. [c.123] Таким образом, обнаружение сульфокислот в продукции добывающих скважин и рост содержания серы в целом практически невозможно объяснить никакими другими причинами, кроме техногенных. Крупномасштабная закачка серной кислоты действительно привела к. ухудшению товарного качества нефти на Восточно-Сулеевской площади. Данное обстоятельство требует дополнительной обработки нефти при товарной подготовке. Учитывая, что ароматические серосодержащие компоненты нефти сульфируются серной кислотой со значительно большей скоростью, чем все остальные компоненты нефти, можно предположить, что обработка нефти водным раствором щелочи будет способствовать переходу из нефти в воду значительной части сероорганики, представленной сульфированными сероорганическими полициклическими соединениями. [c.123] Проба нефти из скв. 19307 была обработана 10%-м раствором натриевой щелочи. Как видно из данных табл. 5.1, в результате такой обработки содержание сульфокислот уменьшилось в 2 раза от 0,3 до 0,145 %, а общей серы снизилось от 2,66 до 1,80 %, то есть до нормы. [c.125] В промысловых условиях для снижения содержания серы в товарной нефти предлагается выявлять скважины, дающие максимальное поступление серы из пласта, и обрабатывать их продукцию щелочным раствором деэмульгатора, поданного на прием глубинного насоса. [c.125] Интересно отметить, что содержание серосодержащих соединений в добываемой нефти изменяется неодинаково. Так, по некоторым скважинам при росте содержания общей серы содержание сульфокислот имеет низкие значения (меньшие, чем для скважин, не реагирующих на закачку серной кислоты). Очевидно, сульфокислоты, изначально получаемые при сульфировании компонентов нефти, способны претерпевать различные химические превращения. Например, возможно биогенное восстановление до сероводорода кроме того, известны процессы окисления сероорганики (меркаптанов) растворенным в воде кислородом и УОБ. Биохимические реакции окисления-восстановления приводят к частичной перегруппировке атомов и появлению новых соединений. В процессах биогенного окисления углеводороды разрушаются последовательно до непредельных соединений, спиртов, альдегидов, кето-нов, карбоновых кислот. Взаимодействие сероводорода со спиртами, альдегидами, кетонами катализируется кислотами, например, серной кислотой. В этой связи серная кислота, закачанная в пласты с целью повышения нефтеотдачи, одновременно явилась как источником сульфат-иона, так и катализатором процесса осернения нефти. [c.125] Анализ литературных данных [74] показал, что сероводород и сульфат-ион могут претерпевать в пластовых условиях микробиологические превращения, приводящие к появлению новых сероорганических соединений. Данные, полученные в результате микробиологического обследования, однозначно указывают на наличие сформировавшегося бактериального биоценоза с преобладанием процессов аэробного окисления углеводородов нефти (табл. 5.2). [c.125] Присутствие УОБ и тионовых бактерий в нефтяных пластах связано с высокой кратностью водообмена. В пласты поступает значительное количество растворенного в пресной и сточной водах кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов. [c.127] Присутствие сульфат-анионов в пластовой воде, наличие продуктов жизнедеятельности УОБ создают предпосылки для развития СВБ, продуцирующих сероводород. Данные табл. 5.2 показывают, что в воде, добываемой из скважин, реагировавших на закачку АСК, биозараженность несколько выше, причем как по тионовым и сульфат-восстанавливающим, так и по углеводородокисляющим бактериям. Это объясняется тем, что микроорганизмы в пласте образуют биоценоз, связанный пищевыми цепями, и продукты жизнедеятельности одних микроорганизмов поддерживают другие. [c.127] Роль УОБ в данном сообществе сводится к потреблению в процессе жизнедеятельности кислорода и формировании анаэробной среды, окислении углеводородов нефти с образованием промежуточных продуктов неполного окисления - спиртов, альдегидов, которые в создавшихся анаэробных условиях потребляются СВБ в ходе питания. Тионовые бактерии, потребляя кислород, как и УОБ, способствуют созданию анаэробных условий для СВБ. Следует отметить, что в процессе своего развития тионовые бактерии способны окислять не только серу, пирит, но и продукты жизнедеятельности СВБ - сульфиды, сероводород - в сульфаты, являющиеся важным компонентом энергообразующего процесса для СВБ. В процессе жизнедеятельности тионовых бактерий обеспечивается круговорот серы, столь важный для взаимного существования этих микроорганизмов и СВБ. [c.127] Сероводород в нефтяном пласте вступает во взаимодействие с породами коллекторов, компонентами пластовых вод, промежуточными продуктами окисления. Необходимо отметить, что поступление углекислоты за счет биогенных процессов повышает концентрацию гидрокарбонат-анионов в пластовых водах, приводя к осаждению вторичного кальцита. [c.127] Результатом жизнедеятельности биоценоза является превращение пластовых вод из вод сульфатно-хлоридно-кальциевого типа в воды гидрокарбонатно-хлоридно-натриевго типа. [c.128] Что касается последствий закачки серной кислоты, то среди них можно выделить как положительные, так и негативные. В первую очередь бесспорна технологическая эффективность сернокислотных обработок. Учитывая дешевизну АСК, рентабельность этой технологии достаточно высока, и чтобы говорить о целесообразности ее дальнейшего применения, требуется проводить специальные экономические расчеты, учитывающие затраты на специальное кислотоустойчивое оборудование и на устранение возможных осложнений в процессах добычи нефти. [c.128] Вернуться к основной статье