Способ извлечения солей стронция и бария из пластовых вод

Способ извлечения солей стронция и бария из пластовых вод

Реферат

 

Изобретение относится к области переработки пластовых вод, а именно к извлечению из них солей редких щелочно-земельных металлов, в частности стронция и бария. Для извлечения солей стронция и бария из пластовой воды, добываемой обводненными нефтяными скважинами, ее фильтруют для очистки от механических примесей, добавляют сульфат стронция (SrSO₄), повторно фильтруют для отделения сульфата бария (BaSO₄), далее добавляют гипсовую воду (CaSO₄2H₂O) и фильтруют с получением сульфата стронция (SrSO₄). При этом нагревание производят до 50-70^oС. Способ позволяет получить ценную товарную продукцию - сульфаты стронция и бария из пластовых вод, а также дает возможность промышленного использования продукции обводненных до 98-100% нефтяных скважин. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области переработки пластовых вод, а именно к извлечению из них солей редких щелочноземельных металлов, в частности стронция и бария.

Известен способ извлечения металлов из природных и сточных вод [патент РФ 2010770, кл. С 02 F 1/62, 1994 г.].

Известен способ получения стронциевого концентрата [патент РФ 2022940, кл. С 01 F 11/38, 1994 г.].

Известен способ получения солей стронция [патент РФ 2006470, кл. С 01 G 45/00, C 01 F 11/00, 1994г.].

Но известные способы получения стронция и его солей требуют расхода дорогостоящих материалов.

При выработке нефтяных месторождений, т.е. при вступлении их в четвертую стадию разработки, велика обводненность продукции скважин (98-100%), что делает нерентабельной их дальнейшую эксплуатацию, и в настоящее время большая часть таких скважин является бездействующей.

Технический результат - использование продукции выработанных обводненных нефтяных скважин, а именно извлечение из добываемой пластовой воды солей редких щелочноземельных металлов стронция и бария.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе извлечения солей стронция и бария пластовую воду фильтруют от механических примесей, добавляют сульфат стронция (SrSO₄), перемешивают при нагревании и повторно фильтруют для получения сульфата бария, далее добавляют гипсовую воду (CaSO₄2H₂O), перемешивают и фильтруют с получением сульфата стронция, при этом нагревание производят до температуры 50-70^oС.

Сульфат стронция добавляют в количестве, необходимом для полного завершения реакции обмена Гипсовую воду (СаSO₄2Н₂О) добавляют также в количестве, необходимом для полного завершения следующей реакции: CaSO₄2H₂O+SrCl₂=SrSO₄+СаСl₂+2Н₂О.

Количество вступающих в реакцию компонентов зависит от состава пластовой воды, то есть от массового содержания в ней бария и стронция.

На чертеже показана принципиальная схема установки для извлечения солей стронция и бария из пластовых вод.

Установка для извлечения солей стронция и бария из пластовых вод состоит из емкости 1, разделенной перегородкой 2 на два отсека, в одном из которых (на выходе) установлены фильтры 3 для улавливания механических примесей из пластовой воды, емкости 4 с мешалкой 5 и нагревателем 6, емкости 7 с перегородкой 8 и фильтрами 9 для отделения сульфата бария, емкости 10 с мешалкой 11, емкости 12 с перегородкой 13 и фильтрами 14 для отделения сульфата стронция. Емкости 4 и 10 снабжены люками для загрузки реагентов (см. чертеж).

Установка также снабжена задвижками (см. чертеж).

Способ извлечения солей стронция и бария из пластовых вод осуществляется следующим образом.

Пластовая вода Ромашкинского нефтяного месторождения (Татарстан) из скважины подается в емкость 1, разделенную перегородкой 2 на два отсека, в одном из которых на выходе установлены фильтры 3 для улавливания механических примесей из пластовой воды. По мере загрязнения емкость перекрывают задвижками (см. чертеж), промывают и производят замену фильтров.

Далее очищенная пластовая вода поступает в емкость 4, в которую через люк добавляют сульфат стронция (SrSO₄) в количестве 0,005-0,006 вес.% (определяется опытным путем), и с помощью мешалки 5, работающей от электропривода (см. чертеж), перемешивают при температуре 50-70^oС, достигаемой с помощью нагревателя 6.

При этом происходит реакция обмена с образованием твердого осадка сульфата бария (BaSO₄), который задерживается фильтрами 9 в емкости 7.

Далее очищенная от сульфата бария пластовая вода поступает в емкость 10, в которую через люк подают гипсовую воду (СаSO₄2Н₂О) малыми порциями в количестве 0,3-0,4 вес.% (определяется опытным путем) при постоянном перемешивании с помощью мешалки 11, работающей также от электропривода (см. чертеж).

При этом происходит следующая реакция: с образованием осадка сульфата стронция SrSO₄. После прохождения емкости 12, выполненной с перегородкой 13 и фильтрами 14 для улавливания SrSO₄, в емкости 12 остается практически чистый сульфат стронция, а очищенная пластовая вода может вновь закачиваться в скважину.

При смешивании пластовой воды с сульфатом стронция в количестве, меньшем 0,006 вес. %, будет происходить неполная реакция из-за недостаточного количества SrSO₄ для полного осаждения соли бария.

Добавление большего, чем 0,007 вес.%, количества SrSO₄ нерентабельно.

Добавление гипсовой воды в количестве меньшем, чем 0,3 вес.%, также может привести к неполному выпадению сульфата стронция, а в добавлении больше 0,4 вес.% нет необходимости.

Нагревание до температуры 50-70^oС необходимо для увеличения скорости растворения SrSO₄ в пластовой воде. В случае недостаточного нагревания (ниже 50^oС) скорость реакции слишком мала, а нагревание выше 70^oС не дает значительного увеличения скорости реакции, однако приводит к лишним энергозатратам.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить ценную товарную продукцию, а именно сульфаты стронция и бария из пластовых вод, а также дает возможность промышленного использования продукции обводненных до 98-100% нефтяных скважин.

Формула изобретения

1. Способ извлечения солей стронция и бария из пластовых вод, отличающийся тем, что пластовую воду фильтруют для очистки от механических примесей, добавляют сульфат стронция (SrSO₄), перемешивают при нагревании и повторно фильтруют для получения сульфата бария (BaSO₄), далее добавляют гипсовую воду (CaSO₄2H₂O), перемешивают и фильтруют с получением сульфата стронция (SrSO₄).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревание производят до 50-70^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1