Методы удаления неорганических солей

Для подбора ингибитора солеотложения в ОАО «НижневартовскНИПИнефть» были проведены специальные исследования.По результатам тестирования установлены ингибиторы солеотложения, совместимые с минерализованной попутно добываемой водой Усть-Тегусского месторождения.

Результаты тестирования на совместимость ингибиторов солеотложения с попутно добываемой водой при 20 ^оС (8 часов)

Асфальто-смоло-парафиновые отложения

Под парафиновыми соединениями, выделяющимися из нефти в скважинах в процессе добычи нефти, понимают сложную углеводородную физико-химическую смесь, в состав которой входит множество веществ.

В-первую очередь, это собственно парафины, представляющие собой углеводороды метанового ряда, а также асфальтосмолистые соединения, силикагелевые смолы, масла, вода, сульфиды железа, механические примеси.

Характерной особенностью (вне зависимости от содержания в них парафина) является то, что они всегда склонны к осадкообразованию при соответствующих термодинамических условиях.

Выделяют две стадии образования и роста АСПО. Первой стадией является зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов парафина непосредственно на контактирующей с нефтью поверхности. На второй стадии происходит осаждение на покрытую парафином поверхность более крупных кристаллов.

На образование АСПО оказывают существенное влияние:

снижение давления на забое скважины и связанное с этим нарушение гидродинамического равновесия газожидкостной системы;

интенсивное газовыделение;

уменьшение температуры в пласте и стволе скважины;

изменение скорости движения газожидкостной смеси и отдельных ее компонентов;

состав углеводородов в каждой фазе смеси;

соотношение объема фаз;

состояние поверхности труб.

Интенсивность образования АСПО зависит от преобладания одного или нескольких факторов, которые могут изменяться по времени и глубине, поэтому количество и характер отложений не являются постоянными.

Существует несколько наиболее известных и активно применяемых в нефтедобывающей промышленности методов борьбы с АСПО. Но из-за многообразия условий разработки месторождений и различия характеристик добываемой продукции часто требуется индивидуальный подход и даже разработка новых технологий.

В целях борьбы с АСПО предусматривают проведение работ по предупреждению образования отложений и их удалению.

Методы предупреждения образования АСПО

К методам предупреждения образования отложений относятся следующие:

химические - дозирование в нефть или нефтяную эмульсию химических соединений, обладающих определенными свойствами, уменьшать, а иногда полностью предотвращать образование отложений;

физические - основываются на применении электрических, магнитных, электромагнитных полей, механических ультразвуковых колебаний;

гладкие покрытия - снижают шероховатость поверхности ступеней или насосно-компрессорных труб, вследствие чего уменьшаются отложения парафина.

Химические методы базируются на дозировании в добываемую продукцию химических соединений, уменьшающих, а иногда и полностью предотвращающих образование отложений. В основе действия ингибиторов парафиноотложения лежат адсорбционные процессы, происходящие на границе раздела между жидкой фазой и поверхностью металла трубы.

Методы удаления АСПО

Химические реагенты подразделяют на смачивающие, модификаторы, депрессаторы и диспергаторы.

Смачивающие реагенты образуют на поверхности металла гидрофильную пленку, препятствующую адгезии кристаллов парафина к трубам, что создает условия для выноса их потоком жидкости.

Модификаторы взаимодействуют с молекулами парафина, препятствуя процессу укрупнения кристаллов. Это способствует поддержанию кристаллов во взвешенном состоянии в процессе их движения.

Механизм действия депрессаторов заключается в адсорбции молекул на кристаллах парафина, вследствие чего затрудняется их способность к агрегации и накоплению.

Диспергаторы - химические реагенты, обеспечивающие образование тонкодисперсной системы, которую уносит поток нефти, что препятствует отложению кристаллов парафина на стенках труб.

Наряду с высокой стоимостью существенным недостатком химического метода является сложность подбора эффективного реагента, связанная с постоянным изменением условий эксплуатации в процессе разработки месторождения.

Физические методы основаны на воздействии механических и ультразвуковых колебаний (вибрационные методы), а также электрических, магнитных и электромагнитных полей на добываемую и транспортируемую продукцию.

Вибрационные методы позволяют создавать ультразвуковые колебания в области парафинообразования, которые, воздействуя на кристаллы парафина, вызывают их микроперемещение, что препятствует осаждению парафина на стенках труб.

Воздействие магнитных полей следует отнести к наиболее перспективным физическим методам. Установлено, что под воздействием магнитного поля в движущейся жидкости происходит разрушение агрегатов, состоящих из субмикронных ферромагнитных микрочастиц соединений железа, находящихся при концентрации 10-100 г./т в нефти и попутной воде. В каждом агрегате содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микрочастиц, поэтому разрушение агрегатов приводит к резкому (в 100-1000 раз) увеличению концентрации центров кристаллизации парафинов и формированию на поверхности ферромагнитных частиц пузырьков газа микронных размеров. В результате разрушения агрегатов кристаллы парафина выпадают в виде тонкодисперсной, объемной, устойчивой взвеси, а скорость роста отложений уменьшается пропорционально уменьшению средних размеров выпавших совместно со смолами и асфальтенами в твердую фазу кристаллов парафина. Образование микропузырьков газа в центрах кристаллизации после магнитной обработки, по данным некоторых исследователей, создает газлифтный эффект, ведущий к некоторому росту дебита скважин. В таблице приведены некоторые технологии предупреждения образования АСПО.

Вибрационные методы основаны на создании в области парафинообразования ультразвуковых колебаний, которые, воздействуя на кристаллы парафина, вызывают их микроперемещение, что препятствует осаждению на стенках труб.

Как метод предотвращения АСПО следует отдельно выделить применение гладких защитных покрытий из лаков, стекла и эмали. Установлено, что чем выше шероховатость поверхности, тем интенсивнее парафинообразование, а на гладкой поверхности отложения не значительны.

Технологии предупреждения образования АСПО

К методам удаления отложений относятся следующие:

химические - дозирование в нефть или нефтяную эмульсию химических соединений для промывок нефтепроводов, скважинного и нефтепромыслового оборудования от отложений АСПО, образующихся в процессах добычи и транспорта нефти;

тепловые - основаны на способности парафина плавиться, при воздействии определенной температуры (АДПМ, ППУ);

механические - предполагают удаление уже образовавшегося парафина на насосно-компрессорных трубах. Для этого разработаны множество скребков различной конструкции.

Тепловые методы основаны на способности парафина плавиться при высокой температуре и стекать с нагретой поверхности. Для создания необходимой температуры требуется специальный источник тепла, который можно помещать непосредственно в зону отложений или на устье скважины, где он будет вырабатывать теплосодержащий агент. В настоящее время используют технологии с применением:

горячей нефти, воды или пара в качестве теплоносителя;

электропечей наземного и скважинного исполнения;

индукционных электродепарафинизаторов;

реагентов, при взаимодействии которых протекают экзотермические реакции.

Одной из разновидностей депарафинизации является применение устройств (подогревателей), располагаемых в области интенсивного парафинообразования. Из них можно выделить электрокабели, которые предназначены для электропрогрева нефтеводогазовой смеси скважин, оборудованных глубинными насосами, для предотвращения замерзания водоводов и нефтепромыслового оборудования, использующего в качестве теплоносителя воду, для ликвидации парафиногидратных пробок. Недостатками данных методов являются их высокая энергоемкость, электро- и пожароопасность, ненадежность и низкая эффективность применяемых технологий.

Применение растворителей для удаления уже образовавшихся отложений является одним из наиболее известных и распространенных интенсифицирующих методов в технологических процессах добычи, транспорта, хранения и переработки нефти. Однако и здесь проблема подбора растворителя в конкретных условиях весьма далека от своего разрешения. Как правило, подбор растворителей АСПО осуществляют эмпирически. Это связано с недостатком информации об их структуре и свойствах и с малой изученностью механизма взаимодействия нефтяных дисперсных систем с растворителями.

Механические методы разработаны для удаления уже образовавшихся отложений АСПО на НКТ. В таблице приведены некоторые технологии удаления АСПО.

Технологии удаления АСПО