Усложнения при експлоатацията на проточни кладенци

В тръбите отлагането на парафин започва от точката на неговото утаяване до устието на кладенеца и някои от фините парафинови частици остават в суспензия и се пренасят на повърхността от потока течност. Парафиновите частици, падащи от маслото в тръбата, се слепват със смоли и асфалтени, които едновременно падат от маслото и, образувайки лепкави бучки от твърди въглеводороди, които се отлагат върху грапавите стени на тръбата, намаляват напречното си сечение до пълно припокриване. Восъчните отлагания в тръбите водят до значително намаляване на вътрешното сечение и съответно до увеличаване на съпротивлението на потока газьол. Първоначално поради това дебитът на маслото намалява и буферното налягане намалява, а след това, ако не се вземат мерки, тръбната секция се блокира напълно и в резултат на това протичането спира.

Отлагането на парафин от нефт започва при определена температура за това нефт, която се нарича температура на кристализация. Температурата на кристализация на парафина е различна за различния състав на маслата и състава на парафиновите фракции.

Температурата на топене на парафините варира от 30 ° до 70 ° C. За парафиновите масла от района на Урал-Волга (Самарска, Пермска, Оренбургска област, Татария, Башкирия, Удмуртия) температурата, при която започва отлагането на восък върху стените на тръбите, е 15 ° -35 ° C. А в полетата на полуостров Мангишлаг се наблюдава утаяване на парафин в условия на резервоара, причината за това е, че температурата на кристализация там е близо до първоначалната температура на резервоара. Лекото охлаждане на резервоара по време на инжектирането на студена вода води до частична кристализация на парафина в резервоара, което е причина за влошаване на филтрацията в резервоара, по-ниски дебити и в крайна сметка до ниски коефициенти на нефтен добив.

Дебелината на парафиновите отлагания по вътрешната повърхност на тръбата се увеличава от дъното към устието с намаляване на температурата и отделянето на газ от маслото. В петролните полета на района на Урал-Волга отлагането на парафин в тръбите започва на дълбочина 500–400 м. Максималната дебелина на отлаганията се среща на дълбочина 250–500 м. високите скорости на течната струя носят парафини на повърхността. Причината за интензивното отлагане на парафин върху вътрешната повърхност на тръбата е редица фактори:

- грапавост на вътрешната повърхност на тръбата, която допринася за отделянето на газ от маслото и неговото охлаждане;

- намаляване на разтворимостта на парафин в тежки масла и съответно увеличаване на интензивността на утаяване на парафин в такива масла;

- дебитът на сместа газ-течност. Колкото по-нисък е дебитът на нефт и газ, толкова по-висока е интензивността на утаяването на парафин;

- концентрация на смоло-парафинови съединения в масло. Колкото по-висока е концентрацията, толкова повече восък се отлага по стените на тръбите;

- наличието на механични примеси в потока от нефт и газ, които са центрове на парафинова кристализация;

- степента на намаляване на налягането в потока на нефт и газ. Колкото по-голям е спадът на налягането, толкова повече газ се отделя от маслото, което води до намаляване на температурата на масления поток. Освен това при дегазиране на нефта се отделят леки фракции, които са добри разтворители на парафиновите съединения;

- Наличие на вода в маслото. Поради факта, че металната повърхност се намокря по-добре от вода, отколкото от масло, между масления поток и вътрешната повърхност на тръбата се образуват тънки хидратни слоеве, върху които не се отлага парафин.

Нормална операциятечащи кладенци, от които се извлича парафиново масло, е невъзможно без навременно отстраняване на парафиновите отлагания от стените на тръбите или без превантивни мерки за предотвратяване на утаяването на парафин върху стените на тръбите. За да се предотвратят отлаганията на парафин и да се създадат нормални работни условия за течащи кладенци, се използват различни методи, сред които:

1. Механични методи.

а) Периодично спускане (в зависимост от интензивността на отлаганията) в тръбите на метални свине. Металният скрепер с променливо сечение с плъзгащи се ножове е получил най-голямо приложение в полевата практика. Скреперите се спускат в тръбата върху стоманена (d = 1,8 mm) тел. Спускането им надолу се извършва под действието на окачен на тях специален товар (10-12 kg), а скреперите се повдигат нагоре с лебедка. Пречистването на парафин със скрепери се извършва с работещ кладенец. На фитингите на кладенеца е монтиран лубрикатор със салникова кутия за преминаване на стоманена тел и ролка. Дължината на лубрикатора е направена така, че скреперът с товара да се съдържа изцяло в него.

Ножовете на скрепера по време на повдигане се раздалечават под действието на гравитацията и триенето по стените на тръбите, диаметърът на тяхната обиколка става с 2-3 mm по-малък от вътрешния диаметър на тръбата. При спускане на скрепера подвижните ножове, движещи се по процепите, се приближават един към друг, така че външният им диаметър става с 15-20 mm по-малък, отколкото при изкачването. При повдигане на скрепера восъкът се отрязва от ножовете на скрепера от цялата повърхност на тръбата. За спускане и повдигане на скреперите се използват автоматизирани депарафинизиращи агрегати (ADU), които се състоят от лебедка с електродвигател и контролна станция, монтирани в специални скреперни кабини. Най-новата конструкция е ADU-3, която работи автоматично, безчовешка намеса. Спускането на скрепери до определена дълбочина и издигането им се извършва по зададена програма.

б) Повдигане на парафинизираните тръби на повърхността, почистването им от парафин (чрез механични стъргалки или чрез парно нагряване) и спускането им в кладенеца.

в) Използване на автоматични летящи скрепери. Поради честите повреди тези скрепери не са намерили широко приложение.

2. Термични методи.

а) Нагряване на тръбопровода чрез инжектиране на жива прегрята пара в пръстена на кладенеца. Живата пара се инжектира в пръстена на кладенеца (t = 300°C), тръбите се нагряват, парафинът се разтопява и се изнася на повърхността от потока на маслото. В същото време нагрятата маслена струя разтапя парафина в поточните линии. Парното отопление се осъществява с работещ кладенец.

б) Нагряване на тръбите и отстраняване на парафина от вътрешната им повърхност чрез изпомпване на масло, загрято до 120°-150°C в кладенеца.

3. Полагане на тръби с покритие на вътрешната им повърхност със стъкло, емайл или епоксидна смола. Този метод се счита за най-ефективен. Парафинът попада в малко количество върху лакираните или покрити със смола повърхности на тръбите, слабо се задържа върху тях и лесно се отмива от масления поток.

Тръбите, покрити отвътре със стъкло, лак или смола, са устойчиви на киселини, основи, агресивни пластови води, така че те не само предотвратяват отлагането на парафин, но и предпазват метала на тръбата от корозия.

При този метод леки въглеводороди (кондензат, нестабилен бензин), повърхностноактивни вещества или други химически реагенти се изпомпват в пръстеновидното пространство с дозиращи помпи по време на работещ кладенец. Когато се инжектират леки въглеводороди, парафинът се разтваря и се извежда на повърхността от маслената струя.

Същността на използването на химически реактиви ехидрофилия. Повърхностноактивните вещества, въведени в потока, се адсорбират върху твърди парафинови частици. Благодарение на адсорбцията на химическите реагенти, върху вътрешната повърхност на тръбата и върху парафиновите кристали се образува тънък защитен хидрофилен филм, който предотвратява растежа на кристалите и тяхното отлагане в тръбата.

По време на експлоатацията на наводнени кладенци, солите се отлагат в зоната на формиране на дъното на отвора, на дъното на кладенеца и в тръбите.

Водата от пласта съдържа разтворими (CaCl2, MgCl2, NaCl) и неразтворими (CaCO3, MgCO3, CaSO4·2H2O, MgSO4, BaSO4, CaSiO3, MgSiO3 и др.) соли. Образуването и отлагането на тези соли възниква в резултат на карбонатен дисбаланс, причинен от намаляване на температурата и налягането. В присъствието на Ca 2+, Mg 2+ и HCO 3¯ йони в пластовите води се образуват нестабилни калциеви и магнезиеви бикарбонати:

Тяхното равновесие се поддържа от въглероден диоксид, разтворен във вода. Когато сместа газ-течност се движи, налягането във фонтанните кладенци намалява, въглеродният диоксид се отделя от водата и се образуват утайки от карбонатни соли:

Тъй като температурата на потока намалява, утаяването на соли от разтвора се забавя. По този начин спадът на налягането на сместа газ-течност в тръбите засилва образуването на солни отлагания, а намаляването на температурата, напротив, забавя този процес. Въпреки това, с намаляване на налягането, изместването на реакцията надясно става по-интензивно от изместването на реакцията наляво с понижаване на температурата.

Това е основната причина за отлагането на соли в кладенците. Борбата със солните отлагания в кладенците се извършва чрез химични и механични методи.

Борбата с неразтворимите във вода отлагания на карбонатни соли на CaCO3 и MgCO3, сулфатни соли на CaSO4 и MgSO4 се извършва чрез дозиране на разтвори на натриев хексаметофосфат в пръстена(NaPO3)6 и натриев триполифосфат, разходът на реагенти не надвишава 0,1 тегл.% от произведената минерализирана вода. Борбата с отлаганията на карбонатни соли се извършва с помощта на 12-15% разтвор на солна киселина:

За отстраняване на отлаганията на сулфатни соли се използва разтвор на сода каустик:

Натриевият сулфат NaSO4 е силно разтворим във вода. А калциевият хидроксид Ca (OH) 2 е рохкава маса, която частично се изнася от потока и частично се унищожава по време на обработката със солна киселина:

Такива тръби се вдигат и предават за скрап, т.к. не са подходящи за по-нататъшна употреба. И зоната на дъното на кладенеца се пробива и се обработва химически с помощта на сода каустик и солна киселина.

Калкулатор

Услуга за безплатна оценка на цената на работата

Попълнете заявление. Експертите ще изчислят цената на вашата работа
Изчисляването на цената ще дойде по пощата и SMS

Номерът на вашето приложение

Точно сега по пощата ще бъде изпратено автоматично писмо за потвърждение с информация за приложението.