Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

Учебно-методический комплекс дисциплины студента по дисциплине Эксплуатация скважин в осложненных условиях для специальности


НазваниеУчебно-методический комплекс дисциплины студента по дисциплине Эксплуатация скважин в осложненных условиях для специальности
Анкорyskak umk eks sk v osloj usl 050708 2008.pdf
Дата25.02.2017
Размер1.64 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаyskak_umk_eks_sk_v_osloj_usl_050708_2008.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипУчебно-методический комплекс
#10417
страница3 из 11
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Осн.: 1[338-346], Доп 9 [189-197], 10 Контрольные вопросы. В чем заключается комбинированный способ промывки. Назовите преимущества обратной промывки. В чем заключается недостаток прямой промывки. Что применяют в качестве промывочной жидкости. Расскажите принцип работы гидробура при чистке
ЛЕКЦИЯ №4. Отложения парафинов и асфальтенов.
Значительная доля осложнений при эксплуатации нефтяных и газовых скважин происходит из-за парафиновых отложений в НКТ. В нефти часто содержатся такое количество парафина, который при определенных условиях выделяется из нее и отлагается на забое скважины, в подъемных трубах и во всех поверхностных сооружениях, по которым протекает нефть. Например, в месторождениях Башкирии, Татарии, Тюмени, Мангышлака и т.д. содержание парафина достигает 30%. Нефти месторождений Азербайджана, таких как
Мишовдаг, Сангагалы – море – Дуванный море – о. Булла–Песчаный, содержат в своем составе от 10 до 27% парафина.
Парафин относятся к твердым предельным углеводородам, молекула его содержит от до 35 атомов углеводорода, он выпадает из нефти в виде мельчайших твердых кристаллов.
Плотность изменяется от 830 – до 915 кг/м
3
, температура плавления 42 - 55°С.
Температура, при которой в нефти появляется твердые частицы парафина, называется температурой начала кристаллизации и находится в пределах 15 – 35°С.
Выпадению парафина способствует понижение температуры вследствие расширения газа, при снижении давления по стволу до устья скважины, малые скорости движения нефти,
шероховатость стенок труб. Их отложения возможны в призабойной зоне, подъемных трубах, шлейфе, сборном трубопроводе и резервуарах.
Наиболее интенсивно относятся в подъемных трубах, при всех способах эксплуатации (фонтанном,
эргазлифтном, ШГН) уменьшает сечение труби приводит к снижению добычи нефти.
В определенных условиях он может отлагаться в выкидных линиях и коллекторах, в призабойных зонах скважин, возможно даже в нефтяном пласте при его заводении холодной водой.
На морских месторождениях выкидные линии скважин проложены, в основном по дну моря и имеют достаточно большую протяженность. Быстрое охлаждение их продукции в линиях приводит к обильному отложению парафина в определенных зонах, что является причиной их закупорки.
Последующая очистка этих линий сопряжена с большими трудностями, а иногда невозможна вследствие их переплетенности.
Исследователями установлены некоторые закономерности образования парафиновых отложений в скважинах при следующих условиях:
1.Забойное давление больше давления насыщения.В стволе скважины от забоя до области, где давление становится равным давлению насыщения, сохраняется равновесное сотояние системы и происходит движение только жидкости. Далее равновесие нарушается,
увеличивается объем газовой фазы,жидкая фаза становится нестабильной, что приводит к выделению из нее парафина.
Таким образом , местовыделения парафина может находится на различной глубине и зависит от режима работы работы скважин.
Забойное давление меньше давления насыщения. При этом условии нарушение равновесного состояния происходит в пласте и выпадение парафина возможно как в пласте,
так ив стволе скважины, начиная от забоя. Парафинообразование усиливается при снижении забойного давления и температуры до критических значений.
Динамика давления в подъемных трубах и ее влияние выпадение парафина При насосном способе эксплуатации давление на приеме насоса Р
пр меньше, чем давление насыщения нефти газом Р
нас
. Это может привести к выпадению парафина в приемной части насоса и на стенках эксплуатационной колонны. В подъемной колонне образуются две зоны. Первая – выкидная часть насоса здесь давление резко восрастает и становится больше давления насыщения. В этом интервале движется жидкость. Вторая – зона снижения давления до давления насыщения и ниже, здесь начинается интенсивное выделение парафина.
Рис Динамика образования
АСПО по длине подъемника различных диаметров, мм 3
- 62 мм.
Итак, основными условиями, способствующими парафинообразованию, являются снижение давления и температуры, а также разгазирование нефти.
В фонтанных скважинах при поддержании давления у башмака насосно-компрессорных труб равным давлению насыщения, выпадение парафина следует ожидать в подъемном лифте. Однако возникают режимы, когда с целью интенсификации притока эабойное давление снижают до значении, равных или меньших Р
нас и тогда вероятность газоотделения и выпадения парафина высока в любом интервале ствола скважины, а также в насосно- компрессорных трубах.
Наиболее интенсивно парафин откладывается в верхней части труб на расстоянии 400-600 м до устья. Толщина слоя парафина увеличивается в направлении от забоя к устью.
Парафиновые отложения представляют собой темную массу от мазеобразной до твердой консистенции они содержат, кроме парафина, значительное количество смол,
масел, воды и минеральных частиц. Отложения парафина могут привести к резкомууменьшению поперечного сечения подъемных труб, в результате чего снижается дебит и уменьшается буферное давление,а затем закупориваются подъемные трубы.
Толщина отложений постепенно увеличивается от места начала их образования на глубине ми достигает максимальной толщины на глубине мот устья, затем уменьшается до мм в области устья (рис 4 Анализ отложений в подъемных трубах скважин и выкидных линиях и резервуарах приведен в табл

20
Таблица 1- Условия образования АСПО на поверхности нефтепромыслового оборудования
Подъемные трубы диаметром, мм
Выкидные линии
Условия образования АСПО
62 73 89 Расстояние от штуцерам Резервуары. Термодинамические условия в подъемных трубах при нормальной работе скважины на глубине начала отложений парафина:
давление, МПа температура,
0
С
2. Время полного запарафирования,
ч
3. Температура плавления парафина,
0
С, на глубине , м 200 400 600 4. Содержание асфальтенов, %
5. Содержание смол, %
6. Плотность при 20 С, кг/м
3 3,6 20 76 68 72 75 77
-
-
-
4,4 24 118,5
-
73 74 75 2,08 7,18 917 3,8 24,5 142 68 69 74 75
-
-
-
65 2,2 7,5
-
62,5 2,9 7,4
-
53,8 Установлено, что:
-Содержание парафина в массе возрастает снизу вверх, достигая максимума у устья скважины оставшийся объем включает в себя нефть, смолистые вещества, воду,
мехпримеси;
-Температура плавления парафина уменьшается снизу вверх, те. в нижней части подъемника выпадают более тугоплавкие кристаллы;
-За период полного запарафирования труб отложения парафина составляют 0,5-1,0 по массе) к количеству добытой нефти и 6-15% (по массе) к накопившемуся в нефти парафину;
-Гидрофильный характер поверхности ведет к уменьшению интенсивности прилипания парафина. На смачиваемость поверхности влияет степень дисперсности воды в нефти. С увеличением дисперсности эмульсии смачиваемость поверхности ухудшается;
-Свойства самих парафинов оказывают влияние на интенсивность отложений. Так, чем больше тугоплавкость парафина, тем больше сцепляемость кристаллов друг с другом и способность их к прилипанию.
Нормальная эксплуатация фонтанных скважин, в которых добывается парафинистая нефть, невозможна без удаления отложений парафина со стенок трубили без принятия мер.
Отложению парафина способствует также периодичность смачивания труб.
Это происходит при периодической и пульсирующей работе фонтанных скважин. В
перерывах между выбросами тонкие струи жидкости стекают по стенкам труб, что вызывает испарение легких фракции ив связи с этим выпадение парафина из нефти.
Нефть постепенно теряющая газ, становится более тяжелой, вязкость ее увеличивается,
а ее растворяющая способность по отношению к тяжелым углеводородами различным примесям снижается, так как уменьшается содержание в ней жидких газов, имеющих лучшую растворяющую способность.
Одновременно снижается и температура нефти, что вызывается двумя причинами:
ü
передачей тепла от нефти в окружающие скважину горные породы
охлаждением нефти вследствие выделения газа.
Процесс отложения парафина имеет адсорбционный характер. Поэтому защитные покрытия труб гидрофильными (полярными) материалами оказались весьма эффективными для борьбы с отложениями парафина в трубах – покрытие их внутренних поверхностей специальными лаками, эмалями или стеклом.
Практика показала, что парафин выпадает на остеклованной или покрытой лаком поверхности в ограниченном количестве, слабо удерживается на ней и легко смывается потоком. Это объясняется несколькими причинами небольшими силами сцепления между частицами парафина гладкой поверхностью покрытия плохой смачиваемостью поверхности покрытия нефтью диэлектрическими свойствами покрытий, благодаря которым частицы парафина,

обладающие электрическим зарядом, не могут взаимодействовать с металлом
труб.
Применяют лакокрасочные материалы бакелитовый, эпоксидный, бакелито- эпоксидный модификации типа ЮЭЛ лаки.
Стеклянные, эмалевые и лаковые покрытия обладают стойкостью против кислот,
щелочей, пластовых вод, поэтому они играют также роль защиты металла труб от коррозии.
Технология остеклования внутренней поверхности труб, также как и технология их покрытия лаками, отличается простотой и осуществляется во многих нефтедобывающих районах Осн
1[432-440], 6 [347-409],4[Doc\es01004.htm]
Доп.:10[216-217]
Контрольные вопросы. Что такое парафин. Что является причиной выпадения парафина на стенках труб. Где чаще всего отлагается парафин. Почему на остеклованных поверхностях мало отлагается парафин?
ЛЕКЦИЯ № 5. Методы борьбы с отложением парафинов.
Нефти многих нефтяных месторождений парафинистые. В таких нефтях содержание парафинов (углеводородов от С
16
Н
34
и выше) превышает 2%. В нормальных условиях парафины твердые кристаллические вещества, в пластах же они чаще всего растворены в нефти.
Подъем нефти от забоя скважины до устья и ее дальнейшее движение от скважины до газосепаратора сопровождается непрерывным изменением температуры и давления. В
результате этого нарушается равновесие в системе нефть — растворенный газ растворенный парафин.
Охлаждение нефти вследствие выделения газа при большом газовом факторе преобладает по сравнению с охлаждением за счет теплоотдачи в грунт. Эти два взаимно связанных процесса (охлаждение и дегазация) вызывают выпадение из нефти мелких частиц твердых углеводородов парафина в наиболее охлажденных точках потока непосредственно на стенках труби около вновь образовавшихся газовых пузырьков.
Процесс выпадения и отложения парафина непосредственно на стенках труб продолжается с различной интенсивностью на всем протяжении подъемных труб — от точки, где он начался, до устья скважины. Та же часть парафина, которая выпадает в потоке,
поднимается по подъемным трубам в виде мелких кристалликов, взвешенных в нефти, и кристалликов, прилипших к оболочкам газовых пузырьков. По мере увеличения содержания этих кристалликов в нефти они могут прилипать к стенкам труб, увеличивая толщину отложений парафина.
Парафиновые отложения представляют собой темную массу от мазеобразной до
твердой консистенции они содержат, кроме парафина, значительное количество смол,
масел, воды (в скважинах, дающих обводненную нефть) и минеральных частиц. Отложения парафина в подъемных трубах могут привести к резкому уменьшению их поперечного сечения, в результате чего снижается дебит и уменьшается буферное давление, а затем закупориваются подъемные трубы, после чего прекращается фонтанирование. Таким образом, нормальная эксплуатация фонтанных скважин, в которых добывается парафинистая нефть, невозможна без удаления отложений парафина со стенок трубили без принятия мер,
предотвращающих выпадение парафина на стенках.
Добавки в поток химических реагентов способствует повышению дисперсности частиц парафина в нефти. Такими реагентами могут быть нефтерастворимые ПАВ.
Применение реагента ХТ-48 показало, что он не полностью предотвращает отложение, хотя и отложения снижается.
При тепловом методе борьбы с отложением парафина проводят периодическую закачку в затрубное пространство скважин горячей нефти (газоконденсата, перегретого пара или паравоздушной смеси. Под действием удаляется вместе с закачиваемой и добываемой жидкостью из подъемных труба также из выкидного трубопровода.
Механическая очистка подъемных труб выписывается в процессе эксплуатации скважин без их остановки и заключается в соскабливании со стенок труб отложений парафина различными скребками.
Электродепарафинизация.
Электропрогрев ПЗС не сопровождается внесением в пласт теплоносителя - воды или пара, конденсата, которые могут взаимодействовать с глинистыми компонентами пласта.
Однако электропрогревом, вследствие малой теплопроводности горных пород, не удается прогреть более или менее значительную зону, и радиус изотермы с избыточной температурой 40 С, как показывают расчеты и исследования, едва достигает 1 мА при закачке теплоносителя радиус зоны прогрева легко доводится дом, но для этого требуются стационарные котельные установки - парогенераторы. При периодическом электропрогреве ПЗС в скважину на специальном кабеле-тросе спускают на нужную глубину электронагреватель мощностью несколько десятков кВт. Повышение мощности приводит к повышению температуры в зоне расположения нагревателя до 180 - С, вызывающее образование из нефти кокса.
Одной из разновидностей депарафинизации является применение устройств,
располагаемых в области интенсивного парафинообразования.
Конструкция первых нагревателей (рис 5) включала обмотку 2, сердечник подвижной контакт 1, присоединительные клеммы 4 и 5, электроисточник Здесь сердечником служит колонна насосно-компрессорных труб. Подача напряжения осуществляется на индукционную катушку по обсадной колонне, а на сердечник по НКТ.
Условием работы схемы является обеспечение надежной изоляции НКТ от обсадной колонны. Это достигается применением центраторов, выполненных их электроизоляционного материала.
Развитием этого материала электродепарафинизации являются индукционные нагреватели, электропитание которых осуществляется по кабелю. Это обеспечивает более высокую надежность и безопасность конструкции. В последнее годы промышленность освоила выпуск установки для электропрогрева скважин типа УЭС-1500, которая обеспечивает спуск в скважину на кабель-канате на глубину дом электропечи мощностью до 50кВт.
Установка создает температуру в интервале спуска до 100 Си включает в себя лебедку, смонтированную на шасси автомобиля, автотрансформатор, кабель-канат и электропечь (рис 6 ). Назначение автотрансформатора – компенсировать потери напряжения в кабеле, значение которых зависит от глубины спуска электропечи

23
Рис 5- Схема оборудования скважины и электрическая схема цепи при депарафинизации с применением индукционной электропечи Рис 6- Электронагреватель скважинный- Крепление кабеля, 2- проволочный бандаж, 3- кабель, 4- головка, асбестовая оплетка, 6- свинцовая заливка, 7- гайка, 8- клеммник, 9-нагреватель.
Практика использования электропрогрева ПЗС показала, что температура на забое стабилизируется через 4 - 5 сут непрерывного прогрева. В некоторых случаях стабилизация наступает через 2,5 сут.
Для очистки подъемных труб от парафина можно применять тепловое воздействие

или механическую очистку специальными скребками.

При тепловом воздействии подъемные трубы подогревают паром, горячей нефтью или нефтепродуктами. Трубы пропаривают без остановки фонтана при помощи специальной паровой передвижной установки (ППУ), смонтированной на автомашине Пар от паровой установки подается в затрубное пространство скважины и выходит через подъемные трубы,
прогревая их Расплавленный парафин выносится струей нефти на поверхность, при этом расплавляется парафин ив выкидной линии.
Этот метод очистки подъемных труб от парафина применяют в фонтанных скважинах с небольшим затрубным давлением
Тепловые способы очистки подъемных труб фонтанных скважин от парафина трудоемки и громоздки, так как требуют применения специальных технических средств и дополнительного обслуживающего персонала. Эти способы не предупреждают отложения парафина в трубах. Поэтому они применяются в основном эпизодически, при благоприятных условиях и когда по каким-либо причинам не удается использовать другие более эффективные способы.
До последнего времени преобладал механический способ удаления отложений парафина со стенок подъемных труб, осуществляемый с помощью скребков различной конструкции. Очистка подъемных труб от парафина скребками выполняется в процессе эксплуатации скважины без ее остановки.
Скребки спускают в трубы на проволоке. Движение их вниз осуществляется под действием силы тяжести самих скребков и подвешиваемых к ним специальных грузов (до кг, а вверх скребки поднимают лебедкой.
При применении скребков на устьевой арматуре скважины монтируют лубрикатор с сальником. Длина лубрикатора должна быть такой, чтобы скребок и груз полностью помещались в нем.
Для спуска скребков в скважину и их подъема используют автоматизированные депарафинизационные установки АДУ. Установка АДУ состоит из лебедки с электродвигателем и станции управления, которые размещают около скважины в специальной будке.
К недостаткам механической очистки подъемных труб от парафина следует отнести то,
что у каждой скважины приходится иметь дополнительное оборудование, которое необходимо обслуживать и которое является источником дополнительных неполадок при эксплуатации скважин (обрыв проволоки, выход из строя отдельных узлов и т.п.).
При современном развитии автоматизации и телемеханизации на нефтедобывающих предприятиях, когда оборудование и механизмы для добычи нефти должны быть высоконадежны и процессы обеспечены средствами местной автоматики, применение остеклованных трубили труб, футерованных другими покрытиями, наиболее удачно решает проблему устранения отложений парафина в подъемных трубах и поверхностных трубопроводах Осн 1[432-440], 6 Доп Контрольные вопросы. Наиболее эффективный способ борьбы с отложениями парафина. В чем заключается тепловой метод борьбы с отложениями парафина. В чем заключается химический метод борьбы с отложениями парафина. С помощью чего производят механическую очистку подъемных труб?
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей