فلس سولفید آهن یکی از فلس های عمده ای است که به ویژه در چاه های نفت و گاز ترش تشکیل می شود . از نظر فیزیکی، می تواند از مایع چسبناک تا پودر سیاه خشک متفاوت باشد. مشخصات رسوبات معمولاً تابعی از pH، دما، سن رسوبات و فشار است. تشکیل رسوبات سولفید آهن در اثر واکنش بین سولفید هیدروژن و آهن صورت می گیرد. گاز سولفید هیدروژن می تواند با یون های آهن واکنش داده و باعث رسوب سولفید آهن شود . منابع مختلفی برای تحویل سولفید هیدروژن و آهن در چاه ها وجود دارد.
سولفید هیدروژن را می توان به صورت گاز آزاد در چاه های ترش تولید کرد. منابع دیگر سولفید هیدروژن شامل، اما نه محدود به، تخریب افزودنیهای گل حفاری، کاهش یون سولفات، تخریب حرارتی ترکیبات حاوی گوگرد آلی، تصفیه اسیدی چاههای ترش و باکتریهای کاهنده سولفات (SRB) است.چن و هوانگ، 1986;ستو و بلیو، 2000;سینگ و همکاران، 1989). تخریب حرارتی مواد معدنی حاوی سولفات نیز می تواند H2S تولید کند.
منابع آهن بسیاری مانند لوله، مواد معدنی، خاک رس، عوامل نگهدارنده، آب نمک سازند و چندین سیال دیگر در حین عملیات حفاری و تکمیل از بین می روند.
منبع اصلی آهن می تواند شسته شدن آهن از مواد معدنی موجود در تشکیل یا محصولات خوردگی باشد . در طول عملیات اسیدی کردن، اسید می تواند در هر مرحله از مخزن سطحی تا لوله های چاه با آهن آلوده شود. این آلودگی می تواند منجر به رسوب آهن در سازند یا در چاه شود . اسیدها به راحتی زنگ مخازن ذخیره را حل می کنند (هال و دیل، 1988). بعداً، در طی فرآیند تزریق اسید ، اسیدها همچنین می توانند محصولات خوردگی و رسوبات آسیاب را حل کنند.
مواد معدنی حاوی آهن در سازند یکی دیگر از منابع رایج آهن در سازند است. هماتیت یک کانی رسوبی و رایج در مخازن ماسه سنگی است. برخی از ماسه سنگ حاوی حداکثر 2 درصد وزنی هماتیت (ما و همکاران، 2016). این ماده در طی فرآیندهای شکست هیدرولیکی معرفی شد و همچنین می تواند منبع اضافی آهن در چاه باشد. سولفیدهای آهن که عنصر اصلی آن آهن است، در اسیدها محلول هستند، اما اگر نسبت گوگرد بیشتر باشد، در اسیدهای معدنی نامحلول می شود .نصرالدین و همکاران، 1380 الف).
بسته به کانی شناسی تشکیل ، فشار، دما، آب نمک، pH و زمان قرار گرفتن در معرض، اشکال مختلفی از رسوبات های سولفید آهن بر اساس نسبت آهن به گوگرد وجود دارد. رسوبات سولفید آهن می تواند در فازهای تک سولفیدی مانند پیروتیت ، ترویلیت و ماکینویت یا فاز دی سولفید مانند پیریت و مارکازیت.چن و همکاران، 2016). فلس های سولفید آهن می توانند به شکل نرم مانند پیروتیت یا به شکل سخت مانند پیریت باشند. در همان چاه، چندین نوع فلس سولفید آهن می تواند وجود داشته باشد. فلسهای سخت معمولاً در عمق کمتر وجود دارند. در دمای بالاتر، رسوبات سولفید آهن عمدتاً از ترویلیت و/یا پیروتیت تشکیل شده است.حافظ و همکاران، 1396).
رسوبات سولفید آهن مشکلات عملیاتی بسیاری را در صنعت نفت و گاز ایجاد می کند.
به دلیل وجود آهن و H 2 S در انواع چاه ها مانند چاه های تولیدی، انژکتوری، دفع و تامین وجود دارند.الکاتاتنی، 2017). رسوب سولفید آهن می تواند در نزدیکی چاه انباشته شود و می تواند عملکرد چاه های تامین، انژکتورها و چاه های گاز را تغییر دهد.کیوزاک و همکاران، 1987;پاتون، 1993;واکر و همکاران، 1991). همچنین می تواند بر عملکرد ابزارهای پایین چاه مانند ابزار ورود به سیستم تولید تأثیر بگذارد. افزایش نرخ خوردگی ناشی از رسوبات سولفید آهن، عملکرد ایمن سیستم شیرآلات خط لوله را تهدید می کند.
همچنین باعث رسوب آسفالتین در نزدیکی منطقه چاه و کاهش نفوذپذیری موثر جریان نفت می شود. تجمع سولفید آهن در سازند همچنین می تواند ترشوندگیسنگ را از مرطوب آب با مرطوب روغن تغییر دهد.الکاتاتنی، 2017). در لوله های تولیدی، تشکیل رسوب سولفید آهن به شکل پوشش ضخیم می تواند جریان را مسدود کند. همچنین باعث آسیب به تجهیزات مختلف چاه مانند مبدل های حرارتی ، توربین ها، لوله های تولید، لوله ها، پمپ ها و شیرها می شود. اگر به درستی مورد استفاده قرار نگیرد، رسوبات سولفید آهن می تواند منجر به بسته شدن سوراخ چاه شود.
رسوبات سولفید آهن را می توان با روغن پوشش داد که به عنوان یک مانع انتشار در واکنش اسید با رسوب ایجاد می شود. برای کاهش این نوع سناریوها، فرمولاسیون ها همچنین حاوی برخی سورفکتانت ها هستند که تماس بین رسوب و ماده شیمیایی تصفیه را افزایش می دهند. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت رسوبات سولفید آهن با H 2 S منجر به رسوب غنی از گوگرد می شود که حذف آن دشوار خواهد بود. علاوه بر این، سایر محصولات خوردگی می توانند حلالیت مقیاس سولفید آهن را در مواد شیمیایی غیر اسیدی کاهش دهند. رسوبات های سولفید آهن بار سطحی را به مثبت تر تغییر می دهد و سنگ را مرطوب تر می کند و نفوذپذیری نسبی را تغییر می دهد و بهره وری را کاهش می دهد. در سنگهای ماسهسنگ حاوی کانیهای آهن، حذف این فلسها از سنگ مخزن باعث افزایش بیش از 20 درصدی بازیافت نفت میشود.محمود، 2018;محمود و همکاران، 2017b;محمود و عبدالگواد، 2015).