Разработка технологии извлечения магния и стронция из пластовой воды на примере Куюмбинского месторождения

Введение 6
1 Обзор литературы 9
1.1 Область применения пластовых вод на нефтегазовых месторождениях 9
1.2 Технологии извлечения магния из рассолов 11
1.2.1 Метод осаждения магния на известковом молоке 11
1.2.2 Электролиз магниевых солей 13
1.2.3 Процесс SilMag (Silicon Process for Magnesium) 15
1.2.4 Процесс импульсного электролиза (HIP): 16
1.3 Технологии извлечения стронция из рассолов 18
1.3.1 Процесс с использованием сульфата стронция 18
1.3.2 Экстракция стронция с использованием органических растворителей 20
1.3.3 Электролиз стронциевых растворов 21
1.3.4 Метод обратного осмоса 23
1.3.5 Метод осаждения и ионной флотации 25
1.4 Выводы по главе 27
2 Анализ химического состава пластовой воды Куюмбинского месторождения 28
2.1 Определение элементов (катионов и анионов) 28
2.2 Определение общего солесодержания, удельной электропроводности, кислотности, сухого остатка 31
2.3 Выводы по главе 34
3 Разработка технологии извлечения магния и стронция на Куюмбинском месторождении 34
3.1 Реализация технологии на примере УППВ ЦПС ООО «Славнефть-Красноярскнефтегаз» 34
3.1 Получение оксида стронция 36
3.1.1 Ионная флотация 36
3.1.2 Фильтр-пресс 37
3.1.3 Обжиг. Синтез оксида стронция 38
3.2 Получение оксида магния 39
3.2.1 Получение известкового молока 39
3.2.2 Гидроциклонная очистка воды 41
3.2.3 Гидродинамический отстой, сгущение продукта 42
3.2.4 Нутч-фильтр. Синтез гидроксида магния 43
3.2.5 Обжиг. Синтез оксида магния 44
3.3 Выводы по главе 45
4 Подбор оборудования для извлечения магния и стронция 46
4.1 Оборудование для процесса извлечения магния 46
4.1.1 Реактор для осаждения магния 47
4.1.2 Репульпатор 48
4.1.3 Отстойник сгущения 50
4.1.4 Нутч-фильтр 52
4.1.5 Печь для обжига 54
4.2 Оборудование для процесса извлечения стронция 55
4.2.2 Реактор смешения 56
4.2.3 Флотатор 58
4.2.4 Фильтр-пресс 60
4.2.5 Печь для обжига 61
5 Экономическая часть 62
5.1 Выводы по главе 66
Заключение 67
Список сокращений 69
Список использованных источников 70

Весь текст будет доступен после покупки

Для извлечения нефти из скважины с целью поддержания пластового давления используется пластовая вода, которая также залегает в нефтяном пласте вместе с нефтью. Увеличение добычи нефти приводит к неизбежному увеличению добываемой попутной и пластовой воды (ПВ), количество которой по отношению к самой нефти может достигать 90%, а порой и 95%.
Пластовая вода Куюмбинского НГКМ является перспективным источником добычи полезных и важных для экономики элементов, таких, как магний, стронций, литий и другие.
На сегодняшний день вся добытая пластовая вода вместе с всеми этими элементами в своём составе просто утилизируется путём закачки в пласт через блочные кустовые насосные станции. Кроме того, утилизация ПВ является большой проблемой в нефтедобывающей отрасли. Во-первых, попутные воды обладают высоким солесодержанием, что является одной из основных причин коррозии буровых установок. Во-вторых, современные предприятия стремятся к ZLD-технологии (технологии нулевого сброса), а именно – стараются максимально возвратить в цикл все технологические потоки. Именно поэтому попутные воды стараются использовать в самом процессе нефтедобычи, например, в качестве базы для приготовления буровых растворов, а также для поддержания давления в пластах.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор литературы

1.1 Область применения пластовых вод на нефтегазовых месторождениях

Утилизация пластовых вод – актуальная задача для производственных объектов нефтедобывающей промышленности. Во многих случаях пластовые воды весьма агрессивны, вызывают интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования и сооружений, нарушают герметичность скважин, в результате чего происходят утечки сточных вод (СВ) при их сборе, подготовке и закачке, а также засолонение почвы и грунтовых источников питьевых вод, гибнет растительность [1].
В последние годы увеличился спрос на разработку технологии подготовки воды и оборудования для этого, в частности, на Ближнем Востоке и в России. К наиболее применяемым методам утилизации пластовых вод относятся их очистка и дальнейшее повторное использование для технологических нужд – в системах поддержания пластового давления, либо для приготовления буровых растворов и растворов реагентов. Приемлемым с экологических и экономических позиций является заводнение продуктивных горизонтов. Кроме повышения нефтеотдачи, поддержание пластового давления (ППД) позволяет уменьшить вероятность изменения пространственного положения или разрушения залежей из-за увеличения градиентов напоров в продуктивных резервуарах [2].
Накоплен опыт захоронения промысловых сточных вод в глубокие поглощающие горизонты. Они должны иметь значительное площадное распространение, высокие емкостные и фильтрационные характеристики, быть приуроченными к зоне застойного или замедленного гидродинамического режима, обладать выдержанными водоупорами, исключающими гидравлическуто связь пласта-коллектора с другими водоносными горизонтами. Обязательным условием должна быть совместимость составов пластовых и закачиваемых вод. В противном случае происходит отложение солей в призабойной зоне нагнетательных скважин, что отрицательно сказывается на их приемистости. Участки размещения нагнетательных скважин необходимо располагать за пределами сейсмически активных районов.
Особое внимание уделяется биологической и химической совместимости закачиваемых вод. Применение пресных вод для заводнения нефтяных коллекторов способствует развитию микробиологических процессов и, как следствие, заражению продуктивных пластов аэробными и анаэробными бактериями. Скорость формирования микробиологического сообщества в призабойных зонах нагнетательных скважин зависит от физико-химических условий пласта и количества закачиваемой воды, содержащей кислород. В среднем этот период времени исчисляется несколькими месяцами, реже первыми годами от момента начала разработки месторождений с ППД. Наибольшую опасность в связи с высокой коррозийной активностью представляют сульфатвосстанавливающие, нитрофицирующие, тионовые и железобактерии. Для защиты оборудования и коммуникаций от коррозии широко используют ингибирование всей добываемой жидкости и закачиваемой в пласт воды [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мещурова, Т. А, К вопросу о пластовой и подтоварной воде [текст] / Т. А. Мещурова, М. Б. Ходяшев // ФГБУ Урал НИИ «Экология». – 2018. – № 4. – С. 68-73.
2. Стрекалов, А. В. Модель системы поддержания пластового давления // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2011. – №1. – С. 123-127.
3. Сидорова Л. П. Методы очистки промышленных и сточных вод / Сидорова Л.П. : Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УрФУ. – 2015. – 113 с.
4. Ланина Т.Д., Литвиненко В.И., Б, Варфоломеев Б. Г. Процессы переработки пластовых вод месторождений углеводородов; Федеральное агентство по образованию, Ухтинский гос. технический ун-т. - Ухта: УГТУ, 2006 (Ухта: ООП УГТУ). - 171 с.
5. Патент №2208663 Российская Федерация, МПК С25 С3/04. Способ получения магния и хлора расплавленных солей. № 2002106270 : заявл. 11.03.2002. опубл. 20.07.2003. / Донских П.А., Колесников В.А., Трифонов В.И., Артеев А.И. – 4 с.
6. Патент №2281248 Российская Федерация, МПК C01F5/06. Способ получения оксида магния из высокоминерализованных рассолов. : № 2005106348 : заявл. 10.03.2005 опубл. 10.08.2006 / Елистратов С.Н., Хамизов Р.Х., Волынов Ю.А. – 10 с.
7. Патент № 2777082 Российская Федерация, МПК C01F5/02 (2022-08-01). Способ получения оксида магния из природных рассолов и попутно добываемых вод нефтяных месторождений : № 2021134950 : заявл. 30.11.2021 : опубл. 01.08.2022 / Буслаев Е.С -2с.
8. Щеголев В.И. Электролитическое получение магния / В.И. Щеголев, О.А.Лебедев. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2002. - 368с.
9. T. Yabe, T. Yamaji. The Magnesium Civilization: An Alternative New Source of Energy to Oil, Pan Stanford Publishing, 2010 - Science, pp. 1- 147 с.

Весь текст будет доступен после покупки