CC BY
54
ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ 4/Н (16) август 2011 г.
ТРУБЫ 53
ОЧИСТКА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН МЕТОДОМ
ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
CLEANING OF PUMP-COMPRESSOR PIPES PRODUCING WELLS VIA METHOD OF THERMOCHEMICAL EFFECT
Ю.А. БЕЛЯЕВ
Yu. A. BELYAEV
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: KEYWORDS:
к.т.н., ст.н.с. Институт машиноведения РАН, Научный центр нелинейной волновой механики и технологии РАН
senior staff scientist of Research Center of nonlinear wave mechanics and technology, candidate of technical science
УДК 622.276.344.577. Москва
belyaev-y@yandex.ru Moscow
НКТ, нефтеотдача, термохимические реагенты, кольматация, очистка Pump-compressor pipe, oil recovery, thermochemical reagents, colmatation, cleaning
В НГДУ «Лянторнефть» проведена промысловая очистка НКТ добывающих скважин методом термохимического воздействия. Очищены скважины в процессе профилактического ремонта и «глухие» простаивающие скважины. Количество реагента на одну обработку составляло от 3 до 35 кг.
In NGDU «Lyantorneft» held industrial cleaning of pump-compressor pipes producing wells with the use of thermochemical reagents. Cleaned pipes in the process of overhaul life and "deaf' idle wells. Quantity of reagent on one treatment from 3 up to 35 kg.
Добыча трудноизвлекаемых запасов нефти является одним из важных направлений работы нефтяников. Этой проблеме в настоящее время уделяется большое внимание в России и за рубежом. Для решения таких вопросов в институте ВНИИНефть восстанавливается лаборатория экспериментальных исследований термохимических технологий [1].
При эксплуатации скважин, продуцирующих трудно извлекаемую нефть, особенно при добыче вязкой нефти, наблюдается быстрое забивание НКТ асфальтеносмолопарафиновыми отложениями (АСПО). В соответствии с этим межремонтный период скважин сокращается. В определённых условиях скважины забиваются АСПО настолько, что даже капитальный ремонт их становится проблематичен. В этом случае она самопроизвольно останавливается.
На бесперебойную работу НКТ большое влияние оказывает состав нефти, состояние поверхности труб, газовый фактор и термобарические условия пластовых флюидов. В процессе добычи начальное равновесное состояние нефти нарушается. Нефть, двигаясь по НКТ вверх, проходит точку фазового равновесия. Лёгкие углеводороды, выделяясь из нефти с образованием газовой фазы, способствуют относительному увели-
чению концентрации тяжёлых соединений и уменьшению растворимости их в пластовой нефти. Комбинирование этих двух явлений приводит к снижению способности нефти удерживать в растворённом состоянии молекулы асфальтенов, смол и тяжёлых парафинов (С18), вызывая хорошо известный эффект их отложения, при этом НКТ может забиваться полностью [2].Смолы способствуют процессу начала кристаллизации и росту кристаллов парафина. Асфальтены, имеющие большую молекулярную массу, коллойдную или твёрдую структуру, как поверхностно-активные вещества, в 8 раз активнее смол. Эффективная концентрация асфальтенов, влияющих на кристаллизацию парафинов, составляет 0,5 %. Молекулярное взаимодействие АСПО при переходе из жидкого состояния в твёрдое приводит к образованию сложной аморфно-кристаллической структуры твёрдых углеводородов. Для парафинистых нефтей АСПО наблюдается на высоте примерно до 600 м, а для тяжёлых - от 1000м и ниже [3].
Для решения проблемы очистки лифтовых труб при добыче трудноиз-влекаемых нефтей и восстановления простаивающих скважин на стыке наук химии и физики автором разработаны твёрдые химические реагенты (ТХР), об-
ладающие большим тепловым и химическим потенциалом. Данные реагенты в процессе работы позволяют не только очищать стенки НКТ, но и смывать центры кристаллообразования, что ведёт к увеличению межремонтного периода (МРП) и повышению дебита скважин. Кроме того, использование этих реагентов позволяет очищать «глухие» т, е. полностью забитые и «загидраченные» скважины.
В данной работе рассмотрен процесс очистки НКТ при профилактическом ремонте действующих и «глухих» (простаивающих) скважин. Работы проведены Красноярской фирмой «Сибрес» (Сибирские ресурсы), на месторождении НГДУ «Лянторнефть» где автор был научным и техническим руководителем по разработке и использованию твёрдых химических реагентов. Характеристика реагентов представлена в таблице 1.
Для очистки НКТ предложено много технологий, но в основном они сводятся к применению тепловых, химических и механических способов.
К основным недостаткам теплового метода (промывка НКТ горячим раствором) относятся высокая стоимость и энергопотребление, необходимость привлечения специальных автотранспортных средств, опасность образования ►
54 ТРУБЫ
4/Н (16) август 2011 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ
«глухих» пробок при циркуляции и застывании насыщенного раствора парафина в скважине, а также накапливание на стенках НКТ тугоплавких парафинов, удаление которых представляет большую сложность. Химические методы (промывка растворителями) недостаточно эффективны ввиду необходимости их завоза в труднодоступные районы, создания условий их хранения, а также не полное растворение в них АСПО и высокая их пожароопасность.
Механические методы очистки скважин (скребками) малонадёжны ввиду частого обрыва проволоки, на которой они крепятся, кроме того, вследствие их «подброса» нарушается ритм работы скважины.
Сущность процесса очистки НКТ как «глухой», так и при профилактическом ремонте заключается в том, что в скважину через стандартный лубрикатор подают регенты, выполненные в виде перфорированных под углом цилиндров, которые под собственным весом опускаются вниз. Присутствующая в нефти вода (более 10%) интенсивно реагирует с химическим составом реагентов с выделением большого количества тепла, газа и горячих жидких химических продуктов, которые, вырываясь с большой силой из перфорационных отверстий, толкают их вниз и не только расплавляют, но и смывают с поверхности НКТ кольматирующие элементы и центры их образования. Кроме того, образующийся в процессе реакции оксид алюминия
плакирует поверхность НКТ, делая её более гладкой. В случае безводной или малообводнённой (менее 10%) нефти воду в скважину подают через лубрикатор. При низкой температуре в скважину подают соляную кислоту. В процессе реакции твёрдые химические реагенты и их оболочки полностью растворяются, не загрязняя скважину.
Практика показала, что применение термохимических реагентов ведёт к увеличению межремонтного периода и повышению дебита скважин. В случае очистки «глухих» скважин требуется более интенсивная подача реагентов. В процессе реакции расплавленные парафины смешиваются с продуктами очистки, в результате чего у них теряется способность прилипания к стенке НКТ. Выделяющийся в процессе газ выталкивает продукты отложения в буферную линию. Окончательный остаток АСПО выталкивается или ЭЦН, или забойным давлением при фонтанной или газлифтной эксплуатации скважин. Продукты реакции являются водонефте-растворимыми соединениями и выводятся вместе с нефтью, не изменяя её состава, не вызывая отрицательного действия на нефтяное оборудование и здоровье человека. Расход реагентов при профилактическом ремонте составляет от 3 до 10 кг, в зависимости от степени закольматирован-ности скважины. При восстановлении «глухих» скважин расход регентов составляет 20-35 кг, при этом время ремонта составляет от 2-х часов (профилактический ремонт) до 40 часов (очистка «глухих» скважин).
Наименование параметров Норма
Диаметр, мм 40
Длина, мм 300 - 700
Масса, кг 0,3 - 1,0
Тепловая мощность, Кдж/кг 14081
Таб. 1 Характеристика термохимических реагентов.
Работы по данной технологии проведены в нефтегазовых объединениях Западной Сибири, Ульяновской области и Краснодарского края. В таблице 2 представлены результаты промысловых обработок скважин на НГДУ «Лянторнефть». По результатам работы межремотный период увеличивается до 2 раз. Результаты очистки представлены в таблице 2.
Увеличение МРП и повышение дебита после обработок во всех обработанных скважинах подтверждает высказанные ранее предположения о том, что после обработки внутренняя поверхность НКТ, плакированная оксидом алюминия стала более гладкой, уменьшилось гидравлическое сопротивление и увеличилась площадь живого сечения НКТ.
Выводы
1. Методом термохимического воздействия можно очищать не только скважины при профилактическом ремонте, но и «глухие», полностью забитые скважины.
2. При профилактической очистке скважин методом термохимического воздействия увеличивается не только межремонтный период, но и дебит скважин. ■
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. В.С. Горшенин ОАО «Зарубежнефть» расширяет своё присутствие в России и за рубежом. М-ва, ж-л «Нефтяное хозяйство», № 5, 2009 г, с 10 - 12.
2. С.И. Толоконский, Разработка многофункциональных, водорастворимых композиций ПАВ для повышения эффективности эксплуатации скважин при низких температурах, М-ва, «Кандидатская диссертация», 1998 г., с 10.
3. Богомолов А.И., Гайле А.А.,Громова В.В. и др. Химия нефти и газа. Учебное пособие для вузов под ред. В.А.Про-скурякова,.-М., Химия.- 1998. - 150 с.
Куст/ скважина Дата обработки Глубина пробки, м Исходный дебит, м3/сут Дебит после обработки м3/сут Ко-во реагента, кг МРП до/после обр-ки, сут. Коэф-нт эффектив ности, %
365/2349 09.10.95 669 38 68 5,5 14/26 185,7
526/4516 12.10.95 - 0 (глухая) 60 27,2 0/28 -
383/2776 06.11.95 - 0 (глухая) 60,3 34,3 0/24 -
540/3912 04.11.95 560 36 54,9 4,8 16/31 193,7
443/5582 04.11.95 900 31 33,8 6,8 19/36 189,4
443/5578 04.11.95 900 24 46 6,2 17/32 188,2
427/3836 05.11.95 900 34 46 6,9 15/26 173,3
439/4138 05.11.95 900 24 37 7,2 16/30 187,5
604/5338 05.11.95 900 34 46,8 6,9 17/29 170,5
380/2752 06.11.95 600 33 54 4,6 16/30 187,5
372/2174 06.11.95 100 32 57 2,2 18/34 188,8
458/4372 07.11.95 220 28 43 2,9 17/31 182,3
464/4249 07.11.95 - 0, (глухая) 52 36,5 0/26 -
682/6366 07.11.95 - 0, (глухая) 38 34,8 0/23 -
Таб. 2. Результаты очистки НКТ при термохимическом воздействии
