Борьба с отложениями асфальтенов, смол и парафинов в лифтах скважин и наземном оборудовании. Методы удаления АСПО.

Отложения асфальтенов,смол и парафинов в скважинах и наземных коммуникациях. Методы удаления АСПО.

В практике эксплуатации скважин встречаются с различными осложнениями(АСПО, вынос песка и образование песчаных пробок, отложение солей).Наиболее серьезные осложнения возникают в связи с отложениями асфальтенов, смол и парафинов(АСПО).В составе нефтей, добываемых на месторождениях России, содержится различное количество высокомолекулярных соединений,таких как парафины,смолы,асфальтены.При изменении термобарических условий и разгазировании нефти, эти компоненты осаждаются в призабойной зоне пласта(ПЗП),на стенках ствола скважины, на штангах,выкидных линиях и нефтепромысловом оборудовании. Вследствие отложения АСПО уменьшается приток нефти, увеличивается нагрузка на станки-качалки(обрыв штанг, повышение расхода энергии, увеличение утечек через плунжер и клапан и,соответственно уменьшение коэффициента подачи) и ЭЦН

(уменьшение производительности,увеличение затрат энергии,перегрев электро-

двигателя).

Механизм образования АСПО можно представить следующим образом: при отборе нефти в скважине понижается давление и температура,а также уменьшается количество легких углеводородов.При снижении температуры в ПЗП и стволе скважины до температуры начала кристаллизации парафина происходит интенсивное образование в нефти кристаллов парафина.Эти кристаллы служат центрами кристаллизации и последующего более интенсивного выпадения парафина из нефти и осаждение его на твердой поверхности.Для парафинистых нефтей восточных месторождений (Татария,Башкирия)температура начала кристаллизации находится в пределах 15-35градусов по Цельсию.Выпадению парафина способствует понижение температуры вследствие расширения газа при снижении давления во время движения по стволу скважины.Чем больше газовый фактор,тем больше эффект охлаждения.Отложению парафина на стенках труб способствуютеще и следующие факторы:малые скорости движения нефти,шероховатость стенок труб и периодичность их смачивания (при пульсирующей работе фонтанных скважин).Эффект охлаждения по мерм продвижения нефти по подъемным трубам усиливается от забоя к устью,поэтому наибольшееколичество парафина откладывается в верхней части подъемных труб на расстоянии 400-900 метров от устья,причем толщина слоя увеличивается в направлении от забоя к устью.Одновременно с парафином происходит отложение асфальтенов,смол,песка,кристаллов неорганических солей и капелек воды.Все это придает отложениям высокую прочность,что значительно затрудняет процесс их удаления.

Борьба с отложениями АСПО определяется конкретными условиями месторождения и ведется по двум направлениям:1.Удаление уже сформировавшихся отложений и 2.Предотвращение образования АСПО.

1.Методы удаления АСПО.

Методы удаления АСПО можно разделить на механические,тепловые и

химические.Принцип действия механических приспособлений заключается в соскабливании парафина со стенок труб в процессе работы скважины.Очистка достигается перемещением скребка или гирлянды скребков вверх и вниз по стволу скважины,как при помощи ручных лебедок,так и с помощью депарафи-

низационной установки с механизированной лебедкой АДУ-3.Для очистки НКТ в скважинах,эксплуатирующихся ШГН,применяют скребки,укрепляемые на штангах с помощью хомутов.Обычно на одной штанге крепят от 5 до 11 скребков.Колонну штанг на поверхности подвешивают на штанговращателе.

При каждом двойном ходе колонна штанг поворачивается на некоторый угол.

К тепловым методам относится пропарка труб при их подъеме на поверхность с помощью передвижной паровой установки(ППУ),однако это малоэкономично.Пропарить трубы можно и подачей пара в затрубное пространство.При этом прогреваются и НКТ,и выкидная линия.Этот способ применяется в скважинах,эксплуатирующихся компрессорным способом и в фонтанных скважинах с небольшим затрубным давлением .Существует другой способ расплавления парафина-прокачка горячей нефти с помощью агрегата по депарафинизации(АДП).Для удаления уже отложившихся АСПО наиболее пер-

Спективным является химический метод.В качестве реагентов-удалителей применяют как индивидуальные растворители ,так и многокомпонентные составы. В некоторых случаях для повышения эффективности растворитель прогревают или его подают совместно с паром .Композиции и реагенты для удаления АСПО условно подразделяют на следующие группы :

1.Растворитель(однофазные системы)

2.Вода+ПАВ(однофазные системы)

3.Дисперсии растворителей(двухфазные системы)

4.Мицеллярные растворы(однофазные системы)

Самый эффективный растворитель парафина-сероуглерод ,но он очень токсичен и огнеопасен.Затем идут хлорированные углеводороды,но они отрицательно влияют на процесс переработки нефти,отравляя катализаторы. В связи с этим наибольшее применение нашли углеводороды алифатического и ароматического ряда(бензин,керосин,скипидар,бензол,толуол и др.)

Ко второй группе растворителей относятся водные растворы ПАВ(преимущественно неионогенного типа),например ОП-10,при концентрации от 0,1 до 5%,которые способны избирательно растворять лишь смолы,тем самым отложения разрыхляются и могут уноситься потоком .

К третьей группе относятся водные дисперсии растворителей,приведенных в первой группе.Содержание растворителя от 5 до 90%.В качестве дисперсионной среды используют воду или кислоты.Чистящая способность ниже,чем у растворителей первой группы,поэтому продолжительность контакта

дольше.

Мицеллярные растворы, в которых нерастворимый в воде реагент(керосин,

Толуол)вводится в воду при помощи растворителя(спирта),применяются при высокой обводненности нефтяного пласта.Однако такие составы дороги и имеют ограниченное применение.

Выбор растворителя АСПО индивидуален для каждого месторождения.Обыч-

Но при удалении АСПО реагенты подают через затрубное пространство или непосредственно в НКТ и продавливают расчетным количеством жидкости. Время контакта растворителя от получаса до суток и более. Использование растворителей позволяет в несколько разувеличить межочистной период. (МОП)

2.Предотвращение образования АСПО.

Предотвращение образования АСПО достигается двумя путями :

1)покрытие поверхности гидрофильным слоем вещества (эпоксидные смолы,стекло,эмали и т.п.),которое обладает низкой степенью сцепляемости с АСПО,что позволяет потоку жидкости отрывать осевшие на поверхности осадки и выносить их на поверхность.

2)использование реагентов, являющихся ингибиторами парафиновых отложений (депрессаторы,смачиватели и модификаторы)

Поиск в области борьбы с АСПО привел к разработке методов использования лакокрасочных покрытий.В его основе-принцип высокой гладкости поверхности.Успешно применяются бакелитовый,бакелито-эпоксидный и эпоксидный лаки, также применяется остеклование и эмалирование поверхностей.

Особенно перспективным является подбор и использование ингибиторов отложения АСПО. Смачиватели создают на поверхности оборудования защитную гидрофильную пленку, которая препятствует прилипанию кристаллов парафина.Действие депрессаторов основано на изменении условий кристаллизации парафина,они препятствуют образованию плотной кристаллической решетки.Модификаторы позволяют удерживать парафин во взвешенном состоянии на всем пути движения нефти.Их структура сходна с парафином(полимеры полиэтилена, полипропилена,поливинилацетата и др.) Кроме того модификаторы снижают температуру застывания нефти на 20-30 градусов Цельсия, уменьшают вязкость нефти. Выбор места и устройства подачи химреагентов определяется конкретными условиями и зависит от вида реагента,состава и свойств жидкости, способа эксплуатации скважины.

3. Когда и где в истории нефтяной промышленности России начато освоение морских нефтяных участков?

В начале 19 в. житель Баку Гаджи Касумбек Мансурбеков решил заняться добычей нефти со дна моря в Биби-Эйбатской бухте. С этой целью в 1803 г. он соорудил два колодца, обсаженные деревянными срубами, в 18 и 30 м от берега. Эти колодцы, дававшие значительное количество нефти, эксплуатировались до 1825 г., когда были разрушены штормом.

После этого интерес к морской добыче нефти возник вновь в конце 1873 - начале 1874 г. Группа, состоявшая из нефтепромышленника Роберта Нобеля, шкипера Роберта Миллера, жителя Либавы Б. де Бура и лейтенанта флота Константина Ирецкого, обратилась в Управление горной частью. Они ходатайствовали об отводе им по 10 десятин морского дна в Биби-Эйбатской бухте для организации работ по добыче нефти. Это ходатайство встретило яростное сопротивление нефтепромышленников Зубалова и Джакели, владельцев нефтяных участков на берегу этой бухты. Они обратились с протестом к Бакинскому губернатору, обосновывая свои возражения тем, что вышки будут мешать их морским судам подвозить к причалам, сооруженным на берегу бухты, необходимые материалы для бурения и добычи. Лишь в 1877 г. Управление горной частью ответило отказом на просьбу предоставить участки на море.

Следующими просителями были В.К. Згленицкий, Н.И. Лебедев и И.С. Заковенко, которые ходатайствовали перед различными инстанциями в 1896, 1898, 1900 и 1905 г. о получении разрешения на морское бурение. В 1896 г. горный инженер В.К. Згленицкий подал прощение в Управление государственным имуществом Бакинской губернии и Дагестанской области, в котором он просил отвести ему участок морского дна для поисков и добычи нефти. Управление государственным имуществом ответило отказом, ссылаясь на то, что море и морское дно не находятся в его ведении.

В следующий раз прошение было подано на имя министра земледелия и государственного имущества и оставлено без ответа. Только после повторного обращения Министерство земледелия и государственного имущества передало прошение на рассмотрение Горного департамента, который, не разобравшись в сущности предложения, высказался отрицательно. Отказ обосновывался тем, что нефть, добываемая на море, будет дороже, чем на суше, организация нефтяной промышленности в море нанесет большой ущерб рыболовству, а наличие вышек в море и, возможно, открытые нефтяные фонтаны будут мешать судоходству. Однако департамент признал необходимость глубоко изучить наличие нефтяных пластов под дном моря. В 1897 г. изучение этого вопроса было передано инженеру Кавказского рудного управления Н.И. Лебедеву, который своими исследованиями подтвердил нефтеносность пластов Бакинской бухты. В результате Горный департамент принимает следующее решение: «В тех частях морского дна, где геологическими исследованиями установлено уже присутствие нефти и где наличность нефтяных промыслов не причинит вреда рыболовству и судоходству, добыча нефти может быть допущена, но не непосредственно, а после засыпки землей».

Данное решение не заставило В.К. Згленицкого отказаться от своего проекта, и в 1900 г. он вновь обращается с ходатайством в Кавказское горное управление о предоставлении ему права на добычу нефти в Биби-Эйбатской бухте. Управление направило это ходатайство в Министерство земледелия и государственного имущества со своим заключением, которое гласило, что проект опасен в пожарном отношении и добычу нефти на морских участках можно допустить только после создания искусственной территории путем засыпки моря на отведенных участках. Проект В.К. Згленицкого передали на рассмотрение технической комиссии министерства. По проекту бурение скважин предусматривалось с отдельно стоящих площадок, сооружаемых на деревянных сваях, забитых в грунт. Во избежание загрязнения моря и потерь нефти в случае выброса на основании предусматривалось сооружение емкости на 3000 т. Для транспортировки нефти на берег проектировалось строительство нефтеналивной баржи грузоподъемностью 3000 т с необходимым насосным оборудованием. Техническая комиссия не приняла проект и, так же как Горный департамент, высказалась за разработку морских нефтяных участков только после их засыпки грунтом. Одновременно она признала возможным отвести в Биби-Эйбатской бухте под засыпку 300 десятин (одна десятина чуть больше 1 га). После обсуждения этого вопроса в кабинете министров 30 июня 1901 г. Горный департамент принял решение о засыпке части акватории Биби-Эйбатской бухты. Согласно этому решению выделенные под засыпку 300 десятин были разбиты на участки площадью по 4 десятины каждый. Было доведено до сведения нефтепромышленников о сдаче этих участков по цене 125 тыс. руб. Для руководства работами по засыпке был создан исполнительный комитет, состоявший из нефтепромышленников, который приступил к работе в конце 1905 г., когда было сдано в аренду уже 50 участков.

Однако несмотря на решение Горного департамента о возможности разработки морских месторождений только после засыпки грунтом отведенных территорий, в конце 1905 г. в департамент обратился инженер Н.С. Заковенко с ходатайством разрешить бурение скважин с помощью плавучей бурильной установки, размещенной на кессон-понтоне. Хотя эксперты дали высокую оценку этому проекту, он также был отвергнут Горным департаментом, который мотивировал отказ недоработанностью проекта. Окончательно был оставлен проект засыпки бухты. Согласно проекту, участок моря в 300 десятин предварительно подлежал ограждению каменным молом. Для руководства работами по засыпке бухты исполнительный комитет пригласил инженера П.Н. Потоцкого, работавшего в Херсоне на строительстве канала в устье Днепра.

Сооружение заградительного мола, начатое в январе 1910 г., было закончено в середине 1911 г., после чего общество «Сормово» приступило к засыпке. С этой целью Сормовский судостроительный завод построил специальный землечерпальный караван в составе двух землесосов мощностью по 1100 л. с, двух рефулеров, шести буксиров, десяти барж вместимостью 1100 м3 и двух вспомогательных судов. Работы продолжались 8,5 лет, и было засыпано 193 десятины (или 211 га) морского дна. 28 апреля 1920 г. в Азербайджане была установлена Советская власть, а 24 мая национализированы предприятия, занимающиеся добычей и переработкой нефти. С первых дней национализации нефтяники Баку приступили к восстановлению и реконструкции нефтяной промышленности. В скором времени были также возобновлены работы по засыпке бухты. Первая очередь засыпки площадью 27 га была закончена в течение двух лет. Уже в 1922 г. на отвоеванной у моря территории были заложены первые разведочные скважины. В начале 1923 г. в бурении находилось 10 скважин. Труды нефтяников по освоению нефтяных месторождений с искусственно созданной территории увенчались успехом. Первая законченная бурением скважина 18 апреля 1923 г. дала фонтан чистой нефти.

Исключительно хорошие результаты, полученные при бурении и эксплуатации первых скважин, побудили усилить темпы разработки засыпанной нефтяной площади и приступить к работам по засыпке второй очереди в соответствии с разработанным П.Н. Потоцким проектом.

Незадолго до смерти автора проекта и руководителя работ П.Н. Потоцкого 15 марта 1932 г. засыпка еще 79 га была завершена. Для создания искусственной территории пришлось насыпать около 7 млн м3 грунта.

Результаты, полученные при бурении скважин, и исследования, проведенные геологами, показали, что богатые залежи уходят в море, далеко за пределы засыпанной территории. Тогда появилась идея бурить скважины со специально сооружаемых островков в открытом море. Еще в 1925 г. из скважины, пробуренной с отдельно стоящего деревянного основания, сооруженного в Биби-Эйбатской бухте, ударил мощный фонтан. Скважина 61, законченная бурением с этого островка, — первая в мире пробуренная в море. Этот успешный опыт привел к тому, что работы по освоению нефтяных залежей, залегающих под дном моря, продолжились при помощи бурения отдельно стоящих скважин.

в 1948 году, на Каспии в 42 км от Апшеронского полуострова начали возводить сооружение, превратившееся впоследствии в город на воде — Нефтяные Камни, и по сей день остающийся уникальным проектом. Нефтяные Камни — это гигантское сооружение на сваях, установленных вокруг каменной гряды, с комплексом сложнейших гидротехнических и технологических сооружений, асфальтированными дорогами, общежитиями, столовыми, магазинами. Глубины моря в тех местах небольшие, всего 10—20 м, но то были первые шаги в освоении шельфа

Масштабное изучение арктических морей на нефть и газ началось в 1978 году с решения Правительства СССР. В Мурманске создали предприятие, которое провело геофизические работы и поисковое бурение главным образом на Баренцевом, Карском и Печорском морях. Было пробурено 39 поисковых скважин, выявлено 100 перспективных структур, 10 месторождений, половина из которых — крупные.

Билет № 31

Поиск по сайту: