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 электродвигателя).

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 15-35 градусов 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

2.Предотвращение образования АСПО.

1.Методы удаления АСПО.

Методы удаления АСПО можно разделить на механические,тепловые и химические.

Принцип действия 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 механических лебедок,так и с помощью депарафинизационной 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 перспективным 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. Обычно 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)

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.

Билет № 23

Поиск по сайту: