МЕТОДЫ БОРЬБЫ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ АСПО. ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ СИСТЕМЫ СБОРА И ПОДГОТОВКИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ

METHODS OF PREVENTION AND CONTROL ASPHALTIC RESINOUS PARAFFINE SEDIMENTS. THEIR INFLUENCE ON THE CAPACITY OF THE SYSTEM FOR COLLECTION AND PREPARATION OF WELL PRODUCTS

Victor Roshchin

student, Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Sergei Leontiev

Doctor of Technical Sciences, professor, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены основные факторы, влияющие на образование асфальтосмолопарафиновых отложений, методы по замедлению их образования, а также современные мероприятия по их удалению. Проведены расчеты по оценке их влияния на пропускную способность системы сбора и подготовки.

ABSTRACT

The article discusses the main factors affecting the formation of asphalt-resin-paraffin deposits, methods to slow down their formation, as well as modern measures for their removal. Calculations were made to assess their impact on the throughput of the collection and preparation system.

Ключевые слова: система сбора и подготовки нефти, асфальтосмолопарафиновые отложения, нефтепромысловое оборудование, нефть и газ, формула Стокса.

Keywords: oil collection and treatment system, asphalt-resin-wax sediments, oilfield equipment, oil and gas, Stokes formula.

По мере развития нефтяной промышленности, нефтяные месторождения характеризуются ухудшением, как и геологических характеристик пластов, так и качеством самой продукции. Большую долю в добыче стали занимать трудноизвлекаемые запасы, добыча которых осложнена разными по характеру факторами.

Таким образом, при добыче на месторождениях, нефть которых содержет значительное количество парафина и смол, еще серьезнее стала проблема асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Выпадение таких отложений на стенках трубопроводов, установок и оборудования отрицательно сказывается на их эффективности их работы и пропускной способности самой системы.

Асфальтосмолопарафиновые отложения представляют собой сложный по своему физико-химическому составу смесь углеводородистых соединений. Состав таких отложений изменчив, и на каждом месторождении он свой. Главной составляющей неизменно является парафин, как правило его доля в АСПО составляется порядка 10 ÷ 75%.

Пути решения данной проблемы подразделяются на мероприятия затормаживающие появления отложений (предупреждение), и мероприятия, направленные на уже появившиеся отложения АСПО (удаление).

В свою очередь предупреждения образования АСПО можно достичь несколькими путями: химическим и физическим (рисунок 1). Химический способ заключается в дозировке в поток флюида реагента, способствующего торможение укрупнения кристалликов парафина. Также перспективным направлением является разработка связывающего компонента, способного сохранить парафин в растворенном состоянии при снижении давление и температуры до условий перехода парафина в коллоидное состояние. Второй способ предупреждения основывается на снижение шероховатости внутренней стенки трубопровода и снижения трения флюида о них. Это можно достичь применением труб с покрытием из стекла, форфора, эбонита и т.д.

Рисунок 1. Методы борьбы с АСПО

Если данные меры не оказывают необходимых результатов для предотвращения образования АСПО, то проводятся мероприятия по их удалению. Они подразделяются на три главные группы: тепловые, физические и химические, а также комбинация из нескольких этих групп. Таким образом, АСПО может быть удален химреагентом, способным растворить их отложения, промывкой трубопровода теплоносителем (пар, горячая вода/нефть), подогревом трубопровода индукционными лентами или греющими кабелями, механическая очистка скребками разной конструкции и т.д.

Самый распространённый способ очистки на промыслах является применения ППУ (передвижная паровая установка), в основном за счет своей мобильности, скорости и эффективности очистки горячим паром.

Чтобы дать оценку потерям пропускной способности системы сбора и подготовки скважинной продукции, необходимо рассчитать потери напора на трение. Для этого используем формулу Дарси-Вейсбаха.

где  потеря напора на преодоление трения по длине трубопровода круглого сечения при любом установившемся режиме течения;  коэффициент гидравлического сопротивления, который зависит от числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенки трубопровода;  длина трубопровода, м;  внутренний диаметр, м;  средняя скорость, м/с;  ускорение силы тяжести: 9,81 м/с².

Исходные данные для расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Исходные данные для решения задачи

Необходимо найти отношение потерь напора на трение в трубопроводе с отложениями к потерям напора без них:

где  при ламинарном режиме,

Промежуточные результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Промежуточные результаты

Отсюда следует, что отношение потерь равна:

Таким образом, при принятых исходных данных потери напора увеличиваются более чем в полтора раза. Иными словами, на каждый миллиметр отложений пропускная способность будет ухудшаться на 9%.

Заключение: влияние асфальтосмолопарафиновых отложений на работу всей промысловой системы велико, в частности на пропускную способность. В результате таких осложнений, оборудование будет перегружаться, и вся система работать менее эффективно. Для предотвращения используются трубы с гладким внутренним покрытием, а также химреагенты, замедляющие кристализацию парафина и образованию больших глобул. Для борьбы с АСПО самым эффективным методом является пропарка трубопроводов и оборудования.

Список литературы:

1. Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. 653 с.
2. Тронов В.П. Механизм образования смоло-парафиновых отложений и борьба с ними. М.: Недра, 1970. 192 с.
3. Дополнение к технологической схеме разработки Урьевского месторождения», выполненного «ООО «КогалымНИПИнефть» (Протокол ЦКР №5522 от 13.12.2012 г., г.Москва).
4. Расчет изменения гидравлических параметров транспорта нефти в результате отложения парафинов на внутренней стенке трубопроводов. Методические указания к выполнению практических работ. / Н.В. Чухарева. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. –  11 с.
5. Транспорт скважинной продукции: учебное пособие / Н.В. Чухарева, А.В. Рудаченко, А.Ф. Бархатов, Д.В. Федин; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 354 с.