CC BY
7
УДК 622.276.
Иманов Е.Б. студент магистратуры Азербайджанский Государственный Университет Нефти
и Промышленности ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН С ПАРАФИНОВЫМИ
ОТЛОЖЕНИЯМИ Аннотация: в процессе эксплуатации нефтяных месторождений с парафинисто-смолистой нефтью происходит отложение парафина на поверхности труб, штанг, устьевого оборудования и выкидных трубопроводах. Отложение парафина но поверхности НКТ и штанг приводит к уменьшения поперечного сечения труб и увеличению сопротивления потока жидкости, а также возрастанию частоты ремонтов, снижению производительности скважин. Очистка лифтовых труб от парафинных отложений производится внутри скважины и на поверхности различными способами, что приводит к загрязнению околоскважинного участка земли (призабойной зоны - пер.) и потере дорогостоящего материал - парафина.
Учитывая существующие недостатки, разработана технология очистки НКТ и штанг от парафина.
Сущность технологии заключается в том, что труби и штанги нагреваются до температуры 60-70°С электрическим током, подаваемым в массы, в результате чего расплавленный парафин стекает в специальные емкости.
Предложенная технология позволяет предотвращать загрязнение земельного участка вокруг скважины и потери дорогостоящего сырья -парафина путем его сбора и передачи в пункты переработки.
Ключевые слова: скважин, парафин, отложения, генератор, электроэнергия.
Imanov E.B. master student
Azerbaijan State University of Oil and Industry EXPLOITATION OF PARAFIN SATURATED OIL WELLS Annotation: In process of exploitation of oil fields with paraffin sound saturated clays there is accumulation of paraffin on the surface of tubings, well head equipment and flow lines.Accumulation of paraffin reduces cross section,increases flow resistance and frequency of repairs and reduces production.Parafin is removed out from tubings by the different methods and results to pollution of costly materials.Therefore,the new paraffin removing technology has been developed.
The matter of this technology is, that tubings and rods have to be heated to 60-70 °C with electricity and in consequence, liquid paraffin is collected to the tank.
This technology does not allows pollution of ground are around wells and reduces losses of crude parafine.
Key words: wells, parafin, deposits, generator, electric power.
Одним из основных факторов, влияющих на загрязнение окружающей среды при эксплуатации нефтяных месторождений, богатых парафинисто -смолистыми соединениями, является устранение отложившегося в насосно -компрессорном трубопроводе (НКТ) парафина.
Следует отметить, что проблема борьбы с отложением парафина в нефтепромысловом оборудовании не потеряла свою актуальность с первых дней становления нефтяной промышленности по сегодняшний день.
Высшие углеводородные соединения (С16Н34 - С64Н130) - парафины, растворившиеся в пластовых условиях в составе нефти, вследствие изменения термодинамического состояния добываемой нефти выделяется из нее и откладывается на внутренней поверхности подъемных труб, штанг, устьевого оборудования, выкидных трубопроводов и накопительных емкостей в виде кристаллов и приводит к различным осложнениям.
Парафин, отложившийся в подъемных трубах и штангах, уменьшает площадь поперечного сечения подъемника (в некоторых случаях почти до полного закупоривания) и приводит к повышению гидравлического сопротивления, нарушению технологического режима скважин, постепенному падению суточной добычи, остановке скважин на ремонт.
В направлении предупреждения отложения парафина в трубах и удаления отложившегося парафина использованы различные приемы, которые ведутся в двух направлениях - путем внутрискважинного воздействия и подъема труб на поверхность и дальнейшей очисткой. К приемам внутрискважинного воздействия относятся подача в скважину нагретой жидкости и пара с помощью паровых генераторов (PPU, PPU-3), запуском электрических нагревателей, подачи через затрубное и кольцевое пространство растворителей и ингибиторов отложения парафина. Очистка труб от парафина на поверхности земли проводится путем термального воздействия.
Для обеспечения очистки труб и штанг с парафинными отложениями в соответствии с требованиями охраны окружающей среды и сбора очищенного парафина, являющегося ценным сырьем, предлагаются два направления:
1. С помощью передвижного парового генератора
2. С помощью электроэнергии
С помощью передвижного парового генератора насосно-компрессорные трубы с парафинными отложениями, собранные на мостике скважины, очищают в индивидуальном порядке. Нагретый пар, подаваемый внутрь труб, расплавляет парафин и выбрасывает его с другого конца трубы, загрязняя окружающую площадь на 15-20м. Для предотвращения загрязнения устьевой зоны и потери парафина приведена установка и ее рабочий принцип [1-2].
Очистка НКТ с помощью электроэнергии осуществляется путем нагревания трубы электричеством до 333 - 353 К.
Технология очистки труб с парафинными отложениями с помощью электроэнергии на базе НГДУ проводится установкой, собранной по приведенной в рисунке схеме. Технологическая установка состоит из желоба (1), опор (2), держателей (4), электрического изолятора (5), графитных контактов (6), зажима (7), электролинии (8), трансформатора (9), электрического рубильника (10), задвижки (12), трубки (13) и емкости -формы (14). НКТ (3) с парафинными отложениями устанавливают между графитными контактами (6) и закрепляют с помощью зажима (7), после чего подключают к электрическому рубильнику (10) с помощью электролинии (8) и трансформатора. Труба, поддерживаемая в состоянии покоя в течение выбранного режима, нагревается до 333 - 353 К, отложенный на внутренней и внешней поверхности трубы парафин (11) течет к желобу (1). Собранный на наклонно установленном на опорах (2) желобе парафин накапливается в трубе (13) в особые емкости-формы (14). Таким образом, трубы очищаются от парафинных отложений, после чего собирают их на специальные стеллажи, а парафин, собранный в формы, направляется в пункт переработки.
Величина тепловой энергии (О), требуемой для нагрева труб до необходимой температуры, определяется по следующей формуле:
О = + Я2 + Яз (1)
здесь - количество тепла, необходимого для нагрева корпуса трубы, ккал,
Я2 - количество тепла, необходимого для расплавления парафина и нагрева расплавленного парафина до температуры «Т», ккал,
аз - количество тепла, передаваемого в окружающую среду (атмосферу) при нагревании труб и парафина, ккал.
Определим данные значения тепла по отдельности.
41= (^Т-1!" )1уь Сь (Т- То)
(2)
42 = 1Ур (Пр-Пт ) [Ср (Т - То) + С4] (3)
Яз = ^Ыт (Т-Т0) (4)
здесь в формулах (2), (3), (4):
Б -внешний диаметр НКТ, м;
ё, ёр - соответственно внутренний диаметр трубного материала и отложенного парафина, м;
I - длина трубы, м;
уь, Ур - соответственно плотность трубного материала и отложенного парафина, кг/м3;
Сь, Cp - соответственно теплоемкость трубного материала и отложенного парафина, ккал/кг градус;
а - температура скрытого расплавления парафина, ккал/кг;
Т, То - соответственно температура нагрева трубы и окружающей среды,
°С;
а - коэффициент теплоотдачи трубы, ккал/кг гр./ч.;
т - время нагревания трубы и парафина, час;
Если принять в качестве массы корпуса трубы м ь, а массы парафина м, и решить формулу (1), поставив значения q, то получим:
Q = (ть Сь + ^^л) (Т - То) + тр Cq (5)
Как следует из формулы, количество тепла, необходимого для нагрева трубы до определенной температуры в основном зависит от длины трубы и времени нагревания, а остальные значения стабильны.
Превращение электрической энергии в тепловую энергию определяется по следующей формуле согласно закону Джоул-Ленс:
0 = 0.24 I2 Rт кал/с
или
0 = 0.864 I2 Rт К кал/ч
здесь I - сила энергии, ампер,
Я - сопротивление трубы, Ом,
т - время нагрева, час.
Здесь путем выяснения необходимой силы энергии (I) по известному времени (т) или максимальной силы энергии известного оборудования (Оь) определяется время нагрева.
Из совместного решения формул (5) и (6) определяется сила энергии.
_ (ть Сь+ тр Ср+ 1.57Р1«т) (Т- То)+ тр Cq J = л/ 0.864 Rx ( )
Из совместного решения формул (2), (3), (4) и (6) определяется время нагрева труб.
_ (ть Сь+ тр Ср) (Т- То)+ тр Cq
0.864 О2 R- 1.57Э1ах (Т- Т0) ( )
По соображениям безопасности рабочее напряжение трансформатора, используемого для получения необходимой силы энергии, не должно превышать 36 в и должна быть рассчитана по следующей формуле:
W = JU cos ф (9)
где U - напряжение, вольт,
cos ф - полезный рабочий коэффициент электрической сети. Таким образом, предложенная технология позволяет предотвращать загрязнение земельного участка вокруг скважины и потери дорогостоящего сырья - парафина путем его сбора и передачи в пункты переработки.
Использованные источники:
1. Султанов Б.И. и др. «Межтрубный глубинный электронагреватель и его промысловое испытание» // Азербайджанское нефтяное хозяйство, № 7.
2. Эфендиев Т.И. «Некоторые вопросы защиты прискважинной территории от загрязнения нефти», «Фактор 4» elmi-tscrubi konfransmm msrazslsri. Baki, 2001, s. 254 - 256.
