Борьба с отложениями асфальтенов, смол и парафинов в лифтах скважин и наземном оборудовании. Методы удаления АСПО
Нормальная эксплуатация фонтанных скважин, из которых добывается парафинистая нефть, невозможна без своевременного удаления отложений парафина со стенок НКТ или без проведения профилактических мероприятий, позволяющих предотвращать выпадение парафина на стенках НКТ. С целью предотвращения отложений парафина и создания нормальных условий работы фонтанных скважин применяют различные способы, к ним относятся:
1. Механические способы.
а) Периодический спуск (в зависимости от интенсивности отложений) в НКТ металлических скребков. Наибольшее применение в промысловой практике получил металлический скребок переменного сечения с раздвижными ножами. Скребки спускают в НКТ на стальной (d = 1,8 мм) проволоке. Спуск их вниз осуществляется под действием подвешиваемого к ним специального груза (10-12 кг), а вверх скребки поднимаются лебедкой. Очистка парафина скребками осуществляется при работающей скважине. На устьевой арматуре скважины монтируется лубрикатор с сальником для пропуска стальной проволоки и роликом. Длина лубрикатора делается из расчета, чтобы в него полностью вмещались скребок с грузом.
Ножи скребка во время подъема раздвигаются под действием силы тяжести и трения о стенки труб, диаметр их окружности становится на 2-3 мм меньше внутреннего диаметра НКТ. При спуске скребка подвижные ножи, смещаясь по прорезям, сближаются так, что их наружный диаметр становится на 15-20 мм меньше, чем во время подъема. При подъеме скребка парафин срезается ножами скребка со всей поверхности НКТ. Для спуска и подъема скребков используются автоматизированные депарафинизационные установки (АДУ), которые состоят из лебедки с электродвигателем и станции управления, устанавливаемые в специальных скребковых будках. Последней конструкцией является АДУ-3, работающая автоматически, без вмешательства человека. Спуск скребков на определенную глубину и их подъем осуществляется по заданной программе.
б) Подъем запарафиненных НКТ на поверхность, очистка их от парафина (механическими скребками или с помощью прогрева паром) и спуск их в скважину.
в) Применение автоматических летающих скребков. Ввиду частых отказов эти скребки не нашли широкого применения.
2. Тепловые способы.
а) Прогрев НКТ с помощью закачки острого перегретого пара в затрубное пространство скважины. Острый пар нагнетается в затрубное пространство скважины (t = 300° С), трубы разогреваются, парафин плавится и выносится потоком нефти на поверхность. При этом нагретой струей нефти расплавляется парафин и в выкидных линиях. Прогрев паром осуществляется при работающей скважине.
б) Прогрев НКТ и удаление с их внутренней поверхности парафина путем закачки в скважину подогретой до 120°-150° С нефти.
3. Применение НКТ с покрытием их внутренней поверхностистеклом, эмалью или эпоксидной смолой. Этот способ считается наиболее эффективным. Парафин выпадает на покрытые лаком или смолой поверхности НКТ в небольшом количестве, слабо удерживается на ней и легко смывается потоком нефти.
НКТ, покрытые внутри стеклом, лаком или смолой, обладают стойкостью против кислот, щелочей, агрессивных пластовых вод, поэтому они не только препятствуют отложению парафина, но и защищают металл труб от коррозии.
4. Применение растворителей.
При этом способе насосами-дозаторами в затрубное пространство при работающей скважине закачивают легкие углеводороды (конденсат, нестабильный бензин), ПАВ или другие химические реагенты. При закачке легких углеводородов парафин растворяется и выносится струей нефти на поверхность.
Сущность применения химических реагентов заключается в гидрофилии. Введенные в поток ПАВ адсорбируются на твердых частицах парафина. Благодаря адсорбции химических реагентов на внутренней поверхности НКТ и на кристаллах парафина образуется тонкая защитная гидрофильная пленка, которая препятствует росту кристаллов и их отложению в НКТ.
Источник
Способы удаления парафино-смолистых веществ с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб
Механическая очистка скважин.
Для механической очистки подъемных труб от парафина применяют скребки, которые, перемещаясь вдоль колонны труб, срезают с них отложения. Движение скребков вниз происходит под действием силы тяжести самих скребков и специально применяемых грузов, а вверх скребки поднимаются на тросе при помощи лебедки. Применяются также скребки, поднимаемые без троса, — «летающие» скребки, которые спускаются под действием силы тяжести, а поднимаются под действием восходящей струи жидкости.
Скребки различных конструкций, спускаемые в скважину на проволоке, могут иметь постоянное сечение и переменное. Скребок срезает парафин заостренными кромками корпуса при движении вверх и вниз. Наружный диаметр таких скребков на 1,5 – 2 мм меньше диаметра подъемных труб. Конструкция скребка позволяет свободно проходить восходящему потоку жидкости. Такой скребок надо спускать в скважину не позднее того момента, когда на трубах отложится слой парафина толщиной 0,5-0,7 мм.
Недостатком скребка этой конструкции является необходимость делать частые спуско-подъемы скребка во избежание образования слоя парафина толщиной более 0,7 мм. Задержка по каким-либо причинам очередного спуска-подъема скребка приводит к тому, что на стенках труб успевает отложиться слой парафина большей толщины, и дальнейший спуск скребка будет затруднен или вовсе невозможен. Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны различные конструкции скребков переменного сечения, отличающиеся от описанной конструкции тем, что при спуске сечение их уменьшается в результате движения ножей скребков. Такие скребки срезают парафин только при движении вверх.
Скребки переменного сечения можно спускать при большем запарафинивании труб, поэтому число спуско-подъемов их сокращается.
Спуск и подъем скребков на проволоке производят при помощи лебедки, при этом устье скважины оборудуется лубрикатором с сальником, позволяющим свободно проходить через него проволоке при герметизированном устье скважины. Глубину спуска скребка для каждой скважины подбирают индивидуально (в зависимости от глубины начала АСПО), как правило, она не превышает 1000 м и определяется количеством оборотов барабана лебедки. Для очистки НКТ в скважинах, эксплуатирующихся установками ШГН, применяются скребки, укрепляемые на насосных штангах. Обычно на одной штанге крепят от 5 до 11 скребков, длиной до 80 мм. При употреблении пластинчатых скребков колонну штанг на поверхности подвешивают на штанговращателе. Однако надежность таких систем для удаления АСПО очень низкая, так как кроме НК происходит запарафинивание штанг и последующее их заклинивание со сломами пластинчатых скребков.
Методы теплового воздействия
Методы теплового воздействия для очистки труб от парафина получили широкое применение. Тепловое воздействие осуществляется в виде прокачки горячей жидкости (нефти), нагнетания в скважину пара.
а) при депарафинизации прокачкой нефти в скважину в качестве теплоносителя закачивают подогретую нефть. Имеется специальный агрегат АДПМ для нагрева и нагнетания нефти или других рабочих агентов. Прокачивать горячую нефть можно по кольцевой системе, т.е. в кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами, и по центральной системе, т.е. непосредственно в подъемные трубы.
Преимущество кольцевой системы состоит в том, что депарафинизацию можно производить без остановки работы скважины; для этого в затрубное пространство подается такое количество нефти, которое не нарушало бы фонтанирования скважины.
На выкидке затрубного пространства при этом способе надо ставить обратный клапан. Процесс депарафинизации контролируется измерением температуры на выкидке, которая при нормальном процессе должна доходить до 40-50 0 С, в скважину же закачивают нефть температурой у устья 80-110 0 С. При чем температура нагрева при обработке скважины, оборудованной УЭЦН меньше, чем при обработке УШГН, т.к. можно повредить кабель.
При центральной системе, т.е. при закачке горячей нефти в подъемные трубы, более эффективно используется тепло закачиваемой в скважину подогретой нефти, которое затрачивается непосредственно на расплавление отложившегося на трубах парафина. При этой системе достаточно, чтобы температура подогретой нефти на устье скважины была 50-70 0 С. Однако недостатком этого способа является необходимость остановки скважины при его применении.
б) депарафинизация подъемных труб нагнетанием пара также получила промышленное применение. В качестве генератора пара пользуются паровой передвижной установкой ППУ, состоящей из прямоточного котла, рабочим давлением 50 атм. (максимально 75), производительностью 1000 кг пара в час с необходимым вспомогательным оборудованием, установленным на машине .
Депарафинизация этим способом осуществляется следующим образом: получаемый от паровой установки пар подается в затрубное пространство скважины и выход через подъемные трубы, обогревая их. Расплавленный парафин выносится на поверхность фонтанной струей.
В настоящее время этот способ в основном применяют для депарафинизации выкидных линий, используя одну или несколько ППУ (в зависимости от длины линии). Для депарафинизации же фонтанных скважин его почти не применяют.
Химические методы депарафинизации
Химические методы депарафинизации, т.е. применение растворителей получили широкое применение распространение. Химпродукты можно применять практически на любом нефтепромысловом объекте или его участке, можно оперативно менять дозировку и технологию использования, подбирать марки хим. Реагентов применительно к конкретным условиям. Очень важным является то, что использование химических реагентов для борьбы с АСП во многих случаях совмещается с:
— процессом разрушения (предотвращения образования) устойчивых водонефтяных эмульсий;
— защитой нефтепромыслового оборудования от коррозии4
— защитой от солеотложений ;
— процессом формирования оптимальных структур газожидкостного потока.
Химические реагенты в зависимости от места отложения АСПО можно вводить:
1) в призабойную зону пласта;
2) на прием насоса или на башмак фонтанных труб;
3) на устье скважины;
4) в замерные и технологические замерные установки;
5) в другие объекты учета и хранения нефти;
Вводить химические реагенты можно непрерывно, периодически при высокой обводненности продукции, либо при периодических чистках или тепловых обработках, либо в разовом порядке (при закачке в ПЗП).
По механизму воздействия АСПО химические реагенты подразделяются на следующие типы: растворители, ингибиторы диспергаторы и ингибиторы присадки.
Растворители изменяют поверхностные свойства АСПО и растворяют их. При этом происходит снижение сил сцепления частиц АСПО с поверхностей труб и оборудования, и отложения удаляются с потоком нефти.
Для удаления нефти АСПО предложено 50 составов, различающихся эффективность, технологией проведения, стоимостью и т.д. Для практического применения в отрасли рекомендованы следующие химические реагенты: СНПХ-7р-2, СНПХ-7р-1, газоконденсат, газовый бензин, нефтяной сольвент, толуол, углеводородный слой, абсорбент, газовый бензин + ПАВ.
Композиционные смеси вышеуказанных растворителей представляют собой смеси индивидуальных компонентов, смешение которых не сопровождается химическими реакциями, то есть химический состав не претерпевает изменений. Физико-химические константы и свойства смесей ближе к показателям того растворителя, содержание которого в композиции превалирует.
При подборе реагентов за основу берутся следующие показатели и факторы:
1) степень изученности и подготовленности реагента к применению (наличие сырьевой и производственной базы для получения реагента, полнота лабораторных исследований, результаты опытно-промышленных испытаний);
2) влияние состава на качество добываемой продукции (на процессы нефтепереработки, на качество нефтепродуктов, на работу УПН)
3) эффективность реагента (способность растворения парафина, смол асфальтенов; эффективность действия по пути движения ПЗ-лифт-выкидная линия; применимость для многих технологических процессов; наличие положительных эффектов, например, отмыв отложений и создание защитной пленки);
4) технологические показатели (многокомпонентность, стабильность при хранении и транспортировке, коррозионная активность и т.д);
5) капитальные затраты (создание базы хранения, необходимость создания установок для затаривания смешения и приготовления);
6) экономические показатели (дефицитность сырья, стоимость, включение состава в баланс состава нефти).
СГБ нашел применение на промыслах Беларуси по совокупности следующих показателей:
1) влияние реагента на качество добываемой продукции, а также на процессы нефтепереработки;
2) наличие сырьевой базы, для получения СГБ и непосредственная близость его производства к промыслам;
Эффективность воздействия реагента (СГБ) возрастает при постоянно работающем насосе. Растворяющую способность СГБ также можно увеличить за счет совмещения обработки растворителем с тепловой обработкой.
С целью поиска эффективных растворителей АСПО в различные годы проводились исследования растворяющей и отмывающей способности реагентов. Анализ полученных данных показывает, что хотя наиболее эффективным растворителем следует считать гексановую фракцию, она с успехом может быть, заменена другими растворителями, пироконденсатом гидростабилизированным (ПКГС) (растворяющая способность – 41-85%), липириленом (44,9-90,8%). Для повышения эффективности обработок горячей водой исследованы растворы МЛ-80 и СУМ3. Установлено, что добавка 1,5-25% ПАВ улучшает отмывающие свойства закачиваемой жидкости. Можно сказать, что применение подогретых водных растворов МЛ-80 и СУМ3 являются эффективным.
Дата добавления: 2015-01-09 ; просмотров: 9632 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Способ депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин
Способ депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин относится к нефтедобывающей промышленности. Сущность изобретения: избыточное натяжение троса выше заданного значения при застревании скребка в отложениях при подъеме контролируют с помощью датчика предельного натяжения троса, а верхнее положение скребка — с помощью датчика верхнего положения скребка. Провис троса при застревании скребка в отложениях при его опускании фиксируют при отклонении рычага с роликом в определенное положение. Соответствующий сигнал поступает на блок управления. Последний дает команду на разматывание троса и выдержку скребка на отложениях до тех пор, пока скребок не продавит отложения, после чего он продолжает движение вниз. Заклинивание троса в барабане лебедки фиксируют при отклонении рычага с роликом в соответствующее положение, при этом датчик положения натяжение троса подает сигнал на блок управления. Последний дает команду на прекращение разматывания троса, затем на подъем скребка в течении заданного времени и последующее разматывание троса на заданную длину до тех пор, пока не пройдет расклеивание троса. Использование изобретения: устраняет причины нарушения цикла очистки труб путем контроля всех параметров процесса в автоматическом режиме. 1 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин.
Известен способ депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин, включающий опускание скребка на заданную глубину и подъем в установленное верхнее положение посредством перемещения троса относительно барабана лебедки, контролирование наличия провисания троса при застревании скребка в отложениях парафина при его опускании с последующим прекращением опускания, контролирование избыточного натяжения троса выше заданного значения при застревании скребка в отложениях парафина при подъеме с последующим возвратно поступательным перемещением на заданную величину в вертикальном направлении и контролирование верхнего положения скребка [1] Недостатком известного способа является то, что во время процесса депарафинизации в случае застревания скребка в отложениях парафина при его опускании сверху вниз срабатывает датчик минимальной нагрузки, при этом происходит отключение электродвигателя и выработка сигнала аварии. Продолжение процесса депарафинизации возможно лишь после ликвидации застревания скребка, которая осуществляется вручную.
При движении скребка по трубе возможно также заклинивание троса в барабане лебедки, что приводит к аварии, т.е. обрыву троса или неконтролируемого его разматыванию с барабана. Подобная ситуация требует длительного времени для устранения аварии. Эти недостатки приводят к нарушению цикла очистки труб, и в этой связи к дополнительному запарафиниванию труб нефтяных скважин.
Задача настоящего изобретения устранение указанных недостатков, являющихся причиной нарушения цикла очистки труб, путем контролирования всех параметров процесса в автоматическом режиме.
Для этого в предлагаемом способе при наличии провисания троса в случае застревания скребка в отложениях парафина при его опускании производят продавливание отложений парафина скребком путем выдержки его на отложениях парафина в течении заданного времени с одновременным разматыванием троса на заданную длину, после чего контролируют наличие провисания троса и в случае его отсутствия продолжают опускание скребка, а в случае наличия провисания троса производят подъем скребка на заданную высоту, затем опускают его на отложения парафина и выдерживают на них в течение заданного времени, причем последовательность указанных операций повторяют до отсутствия провисания троса, при этом в случае заклинивания троса в барабане лебедки прекращают его разматывание, производят подъем скребка в течение заданного времени, после чего производят разматывание троса на заданную длину, повторяя последовательность указанных операций до расклинивания тросов.
Способ осуществляют на оборудовании, схема которого представлена на чертеже. Оно включает лебедку 1 с барабаном 2, подключенную к электродвигателю 3 и далее через устройство коммутации 4, к блоку управления 5, к которому подсоединены датчики 6 верхнего положения скребки 9 и датчики 7 предельного натяжения троса 8. На тросе 8, помещенном на барабане 2, закреплен скребок 9, установленный в насосно-компрессорной трубе 10 нефтяной скважины. На стойке 11 лебедки 1, установленной на скважине, с помощью шарнира 12 размещен рычаг 13, имеющий ролик 14, элемент 15 датчиков 16 положения провисания троса и 17 натяжения троса, которые подсоединены к блоку управления 5. Предлагаемый способ позволяет осуществлять контроль за следующими параметрами, необходимыми для проведения процесса депарафинизации труб.
Первый параметр провисание троса 8 при застревании скребка 9 в отложениях парафина при его опускании.
Второй параметр избыточное натяжение троса 8 выше заданного значения при застревании скребка в отложениях парафина при подъеме скребка.
Третий параметр верхнее положение скребка 9.
Четвертый параметр заклинивание троса 8 в барабане 2 лебедки 1.
Второй параметр контролируют с помощью датчика 7, предельного натяжения троса, третий, как и в известном способе.(1). Способ осуществляют следующим образом. При застревании скребка 9 в отложениях парафина ролик 14 рычага 13 из положения А, фиксирующего нормальное рабочее натяжение троса 8, занимает положение Б, фиксирующее провисание троса 8. При этом элемент 15 входит в контакт с датчиком 16 положения провисания троса 8. Сигнал с датчика 16 поступает на блок управления 5, который через устройство коммутации 4 дает команду на разматывание троса 8 на заданную величину и выдержку скребка 9 на отложениях парафина в течении заданного времени. Длина разматывания троса определяется в каждом конкретном случае и зависит от конструкции лебедки. Этот параметр ограничивается величиной, при которой еще не происходит спадывание витков троса с барабана лебедки и определяется опытным путем. Как правило, его величина составляет 3/8 диаметра барабана лебедки. Величина выдержки скребка на отложениях зависит от дебита скважины, качества поднимаемой жидкости и свойств отложений. Ее величина также опытным путем и находится в пределах от 10 с до 2-х минут. В каждом конкретном случае эта величина задается технологом. После истечения времени выдержки скребка 9 на отложениях парафина с помощью рычага 13 с роликом 14 и датчика 16 осуществляют контролирование наличия провисания троса 8. При этом, если рычаг 13 с роликом 14 возвращается в рабочее положение А, элемент 15 выходит из контакта с датчиком 16, то фиксируют отсутствие провисания троса 8. Это означает, что скребок 9 продавил отложения. Сигнал отсутствия провисания с датчика 16 поступает на блок управления 5, который через устройство коммутации дает команду на включение злектродвигателя 3, и трос 8 начинает разматываться и продолжать опускание скребка 9 по трубе 10.
В случае, если рычаг 13 с роликом 14 остается в положении Б, т.е. фиксирует наличие провисания троса 8, это означает, что скребок 9 продавил отклонения парафина не полностью. Тогда блок управления 5 дает команду на подъем скребка 9 на заданную величину, опускание его на отложения парафина и выдержку на них в течении заданного времени. Величина подъема скребка на заданную величину составляет 2-4 метра и определяется аналогично величине выдержки скребка на отложениях, описанной выше. Последовательность вышеописанных операций повторяют до отсутствия провисания троса 8, когда рычаг 13 возвращается в положение А. При наличии сигнала отсутствия провисания троса 8 продолжается опускание скребка 9 по трубе 10.
Заклинивание троса контролируется следующим образом. При заклинивании троса 8 в барабане 2 лебедки 1 ролик 14 рычаг 18 из рабочего положения А занимает положение В, фиксирующее натяжение троса 8. Элемент 15 входит в контакт с датчиком 17 положения натяжения троса 8. Сигнал с датчика 17 поступает на блок управления 5, который через устройство коммутации 4 и электродвигатель 3 дает команду на прекращение разматывания троса 8, затем подъем скребка 9 в течение заданного времени, после чего на разматывание троса 8 на заданную длину. После осуществления указанных операций с помощью рычага 13 с роликом 14 и датчика 17 осуществляют контролирование наличия натяжения троса 8. Время подъема скребка устанавливается в пределах, в которых необходимо для поворота барабана лебедки не менее, чем на 1/2 его диаметра. Практика показала, что этого достаточно для того, чтобы вернуть барабан лебедки в исходное до заклинивания состояние. Pазматывание троса производят на такую же величину.
Если рычаг 13 с роликом 14 возвращается из положения В в рабочее положение А, то элемент 15 выходит из контакта с датчиком 17 и фиксирует отсутствие натяжения троса 8. Это означает, что произошло расклинивание троса 8. Сигнал отсутствия натяжения троса 8 с датчика 17 поступает на блок управления, который через устройство коммутации 4 дает команду на включение электродвигателя 3 и соответственно на разматывание троса 8 и опускание скребка 9 по трубе 10.
В случае, если рычаг 13 с роликом 14 остается в положении В, т.е. фиксирует наличие натяжения троса 8, это означает, что расклинивания троса не произошло. Тогда блок управления 5 дает команду на последовательное действие по подъему скребка 9 в течение заданного времени и разматыванию троса 8 на заданную длину до его расклинивания. Использование способа позволяет устраивать отклонение электродвигателя в случае застревания в отложениях парафина и продавить их в автоматическом режиме, а также осуществлять контролирование заклинивания троса в барабане лебедки и, тем самым предотвратить обрыв троса или неконтролируемое его разматывание. Величины всех контролируемых параметров обеспечиваются блоком управления 5, куда закладываются в каждом конкретном случае с помощью программы. Таким образом, контролирование указанных параметров в автоматическом режиме позволяет предотвратить аварийные ситуации и нарушения цикла очистки труб нефтяных скважин.
Авторское свидетельство SU A, 905437, Е 21 В 37/02, 1982.
Способ депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин, включающий опускание скребка на заданную глубину и подъем в установленное верхнее положение посредством перемещения троса относительно барабана лебедки, контролированные наличия провисания троса при застревании скребка в отложениях парафина при его опускании с последующим прекращением опускания, контролирование избыточного натяжения троса выше заданного значения при застревании скребка в отложениях парафина при подъеме с последующим возвратно-поступательным перемещением на заданную величину в вертикальном направлении и контролирование верхнего положения скребка, отличающийся тем, что при наличии провисания троса в случае застревания скребка в отложениях парафина при его опускании производят продавливание отложений парафина скребком путем выдержки его на отложениях парафина в течение заданного времени с одновременным разматыванием троса на заданную длину, после чего контролируют провисание троса и в случае его oтcутcтвия продолжают опускание скребка, а в случае наличия провисания трoca производят подъем скребка на заданную высоту, затем опускают его на отложения парафина и выдерживают на них в течение заданного времени, причем последовательность указанных операций повторяют до отсутствия провисания троса, при этом в случае заклинивания троса в барабане лебедки прекращают его разматывание, производят подъем скребка в течение заданного времени, после чего производят разматывание троса на заданную длину, повторяя последовательность указанных операций до расклинивания троса.
Источник
