CC BY
0VOL 1, No 2 (2) (2016) | # TECHNICAL SCIENCES #_61
Грибенников О.А.
Самарский государственный технический университет, г.Самаре, ассистент кафедры «Разработка и эксплуатация
нефтяных и газовых месторождений
Галиуллин А.А.
Самарский государственный технический университет, г.Самаре, группа 7, 3 курс, нефтетехнологический факультет
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЛУБИНЫ НАЧАЛА ПАРАФИНОВЫ-ДЕЛЕНИЯ В НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЕ
PREDICTION OF THE DEPTH OF PARAFFIN ALLOCATION IN OIL WELL
Gribennikov О.А., Samara State Technical University, Samara, Assistant of Cathedra « Oil and Gas Field Development and Operation»
Galiullin А.А., Samara State Technical University, Samara, group 7, year 3, Engineering Petroleum Department
АННОТАЦИЯ
Рассматривается проблема асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в добывающих скважинах, причины и механизм их выпадения. В работе перечислены методы предотвращения и удаления АСПО. Анализируется возможность прогнозирования глубины отложений в скважине исходя из температурного фактора, как одного из основных факторов, влияющих на выпадение АСПО.
ABSTRACT
Problems of asphaltene deposits (AD) in mining wells are examined as well as the reasons and mechanism of their prolapse. In this work, prevention and removal methods of asphaltene deposits (AD) are listed. The opportunity of predicting the depth of the deposits in the wells by a temperature factor as one of the main factors, affecting the prolapse of the AD, is analyzed.
Ключевые слова: асфальтосмолистые парафиновые отложения, механизм отложений, причины отложений, методы предупреждения и удаления АСПО, прогнозирование глубины кристаллизации парафина.
Keywords: аsphaltene deposits (AD), mechanism of deposit, reasons of deposit, methods of warning and removal of AD, prediction of the depth ofparaffin crystallization.
Постановка проблемы
В настоящее время в общем балансе месторождений России преобладают месторождения с повышенным содержанием парафина в нефти. Добыча высокопарафинистой нефти сопровождается кристаллизацией и выпадением ас-фальтосмолистых парафиновых отложений в подземном оборудовании. Такие осложнения частично или полностью перекрывают проходное сечение насосно-компрессорных труб (НКТ) на глубинах до 600...800 м, являясь причиной роста нагрузок на оборудование скважин и снижения подачи погружных насосов [4].
В настоящее время существует множество методов предупреждения отложений, а также их удаления. Для предотвращения АСПО используются следующие методы: применение гладких покрытий; химические (модификаторы, депрессаторы, ингибиторы); физические (вибрацинные, электромагнитные воздействия, термообработка) и др.
Для удаления отложений применяются: тепловые (промывка скважин горячей нефтью или водой, воздействие острым паром, использование индукционных подогревателей); химические (применение растворителей); механические (скребки) [8].
При удалении парафиновых отложений наиболее часто используются химический метод (растворение отложений) и механический (скребки-центраторы).
С целью эффективного предотвращения парафиновых отложений и правильного выбора метода предотвращения возникает необходимость в прогнозировании глубины отложений по стволу добывающей скважины.
Методология
Отложения парафина связаны с появлением трехфазного потока жидкости, под которым понимается течение газированной жидкости после появления в ней третьей, твердой фазы в виде кристалликов парафина. При движении нефти в подъемных трубах добывающих скважин частицы АСК
адсорбируются на внутренней поверхности труб, формируя слой асфальтеносмолистых веществ [5].
На выпадение и отложения АСПО в скважине оказывают влияние многие факторы, такие как: снижение давления на забое скважины и связанное с этим нарушение гидродинамического равновесия флюида; повышенное газовыделение; уменьшение температуры в стволе скважины; изменение скорости движения флюида и отдельных его составляющих; состав УВ в каждой фазе смеси; соотношение объема фаз; шероховатость поверхности НКТ [1, 3, 7].
В работе предлагается использовать формулу распределения температуры по стволу добывающей скважины [2] для прогнозирования глубины начала кристаллизации парафина в скважине, оборудованной УЭЦН:
t(h)=tnn (1-St h/d cosa) (1)
При этом предлагается подставлять в уравнение (1) температуру кристаллизации парафина, которая равна t=44 oC по Бахиловскому месторождению. При этом глубина h будет соответствовать точке начала кристаллизации парафина h^. Глубина начала кристаллизации парафина в скважине Нкр определяется по уравнению:
H =t -d(1-t /t )/(St-cosa) (2)
кр пл v кр ил' v ' v '
где t(h)- температура в скважине на глубине h, oC; t -температура кристаллизации парафина, oC; St- критерий Стантона; H- точка начала кристаллизации парафина (от устья), м; d - внутренний диаметр НКТ, м; a- угол отклонения скважины от вертикали, град; Н_вдп- глубина верхних дыр перфорации, м; h- точка начала кристаллизации парафина (от забоя), м
По предложенному способу определения глубины начала кристаллизации парафина были произведены расчеты по 40 скважинам Бахиловского месторождения, оборудованных ЭЦН, с целью оптимизации глубины спуска скребка. Результаты расчетов по некоторым скважинам представлены в таблице 1:
62
VOL 1, N0 2 (2) (2016) | # TECHNICAL SCIENCES #
Таблица 1
Результаты расчета по фонду скважин, оборудованных УЭЦН, Бахиловского месторождения
№скв Н от устья, м кр ^ Глубина спуска скребка, м Н -Н , м кр скр' Запас спуска скребка, м Рекомендуемая глубина спуска скребка, м
1067 1057 1000 57 1399 1100
3051 877 1000 -123 1292.5 900
3052 318 1000 -682 1102.76 350
3053 1155 1000 155 1510 1200
3054 759 1000 -241 614.5 800
591 1116 1000 116 1514.55 1200
621 387 1000 -613 820 400
642 982 1000 -18 1324.3 1000
695 689 1000 -311 1601.2 700
699 1041 1000 41 1540.45 1150
715 1029 1000 29 1420 1100
717 1074 1000 74 1728.52 1150
732 932 1000 -68 1505.02 1000
769 988 1000 -12 1450.84 1000
777 968 1000 -32 1119.23 1000
Как показывают расчеты, по некоторым скважинам разница между глубиной начала кристаллизации парафина и фактической глубиной спуска скребка оказывается отрицательной, что свидетельствует о возможности спуска скребка на меньшую глубину, чем фактическая. Присутствуют скважины, по которым желательно спускать скребки глубже. Рекомендуемые глубины спусков представлены в таблице 1.
Также в работе использовалось распределение температуры по стволу добывающей фонтанной скважины [6]:
С(Л) = сп
я,
в.д.п.
(1 - 0.87 ■ е
)Рн.д
Из уравнения (3) определена глубина начала кристаллизации парафина в фонтанной скважине:
__(^пл ^кр)'^в.д.п. рн.пл.
КР = ВЯП- " иРн.пл. - (1 - 0.87 ■ е-0 003««)Рн.д.]
(4)
где р - плотность пластовой нефти, кг/м3; р - плот-
'Н.Ил т ' ' гн.д
ность дегазированной нефти, кг/м3; Qm- массовый дебит нефти, т/сут
Результаты расчетов по фонтанному фонду скважин Ба-хиловского месторождения представлены в таблице 2:
(3)
Таблица 2
Результаты расчетов по фонтанному фонду скважин Бахиловского месторождения
№ скв. Н от устья, м кр Глубина спуска скребка, м Н -Н , м кр скр Рекомендуемая глубина спуска скребка, м
1536 626.054 1000 -373.95 650
1538 584.796 1000 -415.20 600
1539 529.38 1000 -470.62 550
1540 509.044 1000 -490.96 520
1541 363.016 1000 -636.98 400
1542 658.556 1000 -341.44 700
1543 524.738 1000 -475.26 550
1544 201.409 1000 -798.59 220
1545 480 1000 -520.42 500
Как видно из расчетов, по всем фонтанным скважинам возможно опускать скребки на меньшую глубину, чем фактическая. Рекомендуемые глубины спусков представлены в таблице 2.
Выводы и предложения
Рассмотрены характер и механизм отложения АСПО; рассмотрены причины возникновения АСПО и методы предотвращения и борьбы с ними; предложен способ прогнозирования глубины кристаллизации парафина; произведены
расчеты по скважинам Бахиловского месторождения; по результатам расчетов даны рекомендации глубины спуска скребков.
Список литературы
1. Иванова Л.В. Асфальтосмолопарафиновые отложения в процессах добычи, транспорта и хранения/ Л.В. Иванова, Е.А. Буров, В.Н. Кошелев - Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2011, №1. - 16 с.
VOL 1, No 2 (2) (2016) | # TECHNICAL SCIENCES #
63
2. Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти.: Учеб. пособие для вузов. - М.: Недра, 1989. - 242 с.
3. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учеб. пособие для вузов. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 816 с.
4. Мордвинов В.А. Экологически безопасные технологии предупреждения осложнений при разработке нефтяных месторождений/ В.А. Мордвинов, М.С. Турбаков. -Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013.- 16 с.
5. Непримеров Н.Н. Экспериментальное исследование некоторых особенностей добычи парафинистой нефти. - Казань, 1958. - 150 с.
6. Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи: Учеб. пособие для вузов/И.Т. Мищенко, В.А. Сахаров, В.Г. Грон, Г.И. Богомольный - М.: Недра, 1984. - 272 с.
7. Современные методы разработки месторождений на поздних стадиях: Учеб. пособие для вузов/Т.А. Деева, М.Р. Камартдинов, Т.Е. Кулагина, П.В. Шевелев - Томск, 2006- 286 с.
8. Тронов В.П. Механизм образования смоло-парафи-новых отложений и борьба с ними. - М.: Недра, 1969. - 150
