In diesem Beitrag werden verschiedene Mechanismen erörtert, die zur Bildung von Eisensulfidkalk im Bohrloch führen können, sowie Techniken zur Verhinderung seiner Bildung und Methoden zu seiner Entfernung. Eisensulfidkesselstein tritt in Öl- und Gasförderbohrungen sowie in Wassereinspritz- und Versorgungsbohrungen auf. Es gibt verschiedene Mechanismen, die zur Bildung von Eisensulfid führen können. Für alle diese Mechanismen sind jedoch Quellen von Schwefelwasserstoff und Eisen erforderlich. Schwefelwasserstoff kann durch sulfatreduzierende Bakterien, durch thermische Zersetzung von Sulfat oder durch das Einbringen in das Bohrloch bei der Gasförderung entstehen. Eisen kann aus der Formation, insbesondere aus Sandsteinvorkommen, gewonnen werden und ist auch im Bohrloch als Ergebnis verschiedener Korrosionsprozesse vorhanden. Die Kombination von Schwefelwasserstoff und Eisen führt zur Bildung verschiedener Eisensulfidarten. Das Verhältnis von Eisen zu Sulfid in diesen Spezies hängt von Temperatur, Druck, pH-Wert und Schwefelwasserstoffkonzentration ab. Dieses Verhältnis spielt eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der besten Methode zur Entfernung von Eisensulfidablagerungen. Salzsäure kann verwendet werden, um Eisensulfidarten aufzulösen, die Eisen und Schwefel in einem molaren Verhältnis nahe der Einheit enthalten. Nicht-saure Mittel können zur Entfernung von Eisensulfidablagerungen verwendet werden, ihre Fähigkeit, Eisensulfid aufzulösen, hängt jedoch vom molaren Verhältnis von Eisen zu Sulfid ab. Um die Bildung von Eisensulfid zu verhindern, haben sich Quetschbehandlungen als sehr wirksam erwiesen. In diesem Beitrag werden verschiedene Mechanismen, die zur Bildung von Eisensulfid führen können, chemische und mechanische Methoden zu seiner Entfernung sowie chemische Abquetschbehandlungen zur Verhinderung seiner Bildung und/oder Ablagerung erörtert.
Ergebnisse, Schlussfolgerungen
Umfassende Feldarbeiten wurden durchgeführt, um die Art des vorhandenen Eisensulfidkalkes und die Mechanismen, die zu seiner Bildung führen, zu ermitteln. Eisensulfidarten waren in Gas-, Öl- und Wasserversorgungsbrunnen vorhanden. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Eisensulfidablagerungen sind abhängig von Temperatur, Druck, pH-Wert und Alter der Ablagerungen. Andere Eigenschaften der Ablagerungen, wie Dichte und Dicke, variieren mit der Tiefe und dem Alter der Ablagerungen. Verschiedene mechanische und chemische Behandlungen zur Entfernung von Eisensulfidzunder wurden im Detail untersucht. Für jede Methode wurden Vor- und Nachteile ermittelt. Die beste Methode zur Bekämpfung von Eisensulfidzunder ist, seine Bildung von vornherein zu vermeiden. Chemische Abquetschbehandlungen haben sich in dieser Hinsicht als wirksam erwiesen. Sobald sich Eisensulfidkesselstein gebildet hat, wird empfohlen, den Kesselstein durch saure Wäschen mit geeigneten Zusätzen zu entfernen. Für alte Eisensulfidablagerungen, die eine geringe Säurelöslichkeit aufweisen, werden mechanische Mittel empfohlen.
Interessensgebiet
Eisensulfidablagerungen treten in sauren Öl- und Gasbohrungen und Injektoren auf, die mit sulfatreduzierenden Bakterien (SRB) kontaminiert sind. Sie erhöhen die Korrosionsrate der Bohrlochrohre und beeinträchtigen die Leistung verschiedener Bohrlöcher. Sie verringert die Effizienz der Öl-Wasser-Trennung in verschiedenen GOSP. Die Entfernung von Eisensulfidablagerungen ist ein komplexer Prozess, insbesondere unter Bohrlochbedingungen. Die Optimierung dieses Prozesses erfordert ein umfassendes Verständnis der verschiedenen chemischen Wechselwirkungen.
Eisensulfidpartikel sind dafür bekannt, dass sie in der Erdölindustrie betriebliche Probleme verursachen. Das Vorhandensein von Eisensulfidpartikeln im eingespritzten Wasser kann zu einem Verlust der Einspritzfähigkeit in Wasserinjektoren1-3 und Wasserentsorgungsbohrungen führen.4 Die Ansammlung von Eisensulfid und Biomasse um Bohrlochsiebe und Perforationen kann zu Produktivitätsverlusten bei Wasserversorgungsbohrungen führen.5 Die Ansammlung von Eisensulfidablagerungen in den Rohren kann zu Problemen bei der Arbeit mit Drahtleitungen führen und die Förderleistung der Bohrung verringern. 6-7 Das Vorhandensein von feinen Eisensulfidpartikeln im geförderten Rohöl kann in Öl-Gas-Trennanlagen (GOSP) zu zahlreichen betrieblichen Problemen führen. 8 Kürzlich stellten Nasr-El-Din et al.9 fest, dass Eisensulfidablagerungen in den Düsen von Gasdornen die Produktivität von Wasserversorgungsbrunnen mit Gaslift verringern.