«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Квантово-химическое моделирование взаимодействия основных пород пласта карбонатных и терригенных коллекторов с кислотами

УДК: 622.276+544.032.4
DOI: -

Авторы:

¹ Ухтинский государственный технический университет, Ухта, Россия

Ключевые слова: квантово-химическое моделирование, кислотные обработки, соляная кислота, метод функционала плотности

Аннотация:

В работе использовалось квантово-химическое моделирование для определения термодинамических параметров реакций взаимодействия основных пород пласта карбонатных, терригенных коллекторов с кислотами. Результаты процесса квантово-химического моделирования взаимодействия таких компонентов горных пород как: CaO, Fe2O3, CaSO4, CaCO3, FeCO3, TiO2, SiO2 с плавиковой, соляной и азотной кислотой представлены в экспериментальной части работы. Участие в этих реакциях комплексов, кластеров данных соединений позволяет предположить протекание сложных многостадийных процессов по различным механизмам. Обработка результатов термодинамических параметров дает возможность оценить вероятность протекания реакций образования растворимых и нерастворимых продуктов реакции пород пласта с кислотами, дать прогноз относительно дальнейших реакций и образования новых продуктов реакции, осложняющих процесс обработки пласта, а также оценить вероятность поэтапной обработки пласта разными кислотами. Возможность протекания описанных выше процессов рассмотрена в условиях, приближённых к условиям на месторождениях.Термодинамические параметры определены квантово-химическим методом DFT B3LYP/6–311++G(2d,2р). Выяснены структуры всех комплексов продуктов реакции этих компонентов с кислотами.

Список литературы:

1. Подбор основы кислотного состава пролонгированного действия для терригенных коллекторов с повышенным содержанием карбонатных минералов в условиях высоких пластовых температур / Н.А. Карпунин, А.А. Рязанов, П.В. Рощин [и др.] // Вестн. Евразийской науки. – 2018. – Т. 10, № 5. – С. 78.
2. Зиновьев А.М., Карпунин Н.А. Особенности кислотных обработок в условиях высокотемпературных коллекторов // Вестн. Евразийской науки. – 2018. – Т. 10, № 6. – С. 77.
3. Игнатов С.К. Квантово-химическое моделирование молекулярной структуры, физико-химических свойств и реакционной способности: в 2 ч. Ч. 1. Обзор современных методов электронной структуры и теории функционала плотности. – Н. Новгород: Нижегород. гос. ун-т им. Н.И. Лобачевского, 2006. – 82 с.
4. Засовская М.А., Яшин Л.В., Галдина М.В. Термодинамические параметры процессов взаимодействия газовых выбросов с парами воды на нефтяных месторождениях // Башкирский хим. журн. – 2021. – Т. 28, № 3. – С. 81–85. – DOI: 10.17122/bcj-2021-3-81-85
5. Засовская М.А. Квантово-химическое моделирование образования гидратов в магистральных газопроводах и технологических трубопроводах // Газовая пром-сть. – 2022. – № S1(829). – С. 80–85.
6. Засовская М.А., Яшин Л.В. Квантово-химическое моделирование процессов, имеющих место при утечке и сжигании попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях // Башкирский хим. журн. – 2020. – Т. 27, № 4. – С. 26–30. – DOI: 10.17122/bcj-2020-4-26-30
7. Gaussian 03 / M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel [et al.]. – Pittsburgh, PA: Gaussian Inc., 2003.