Обладнання для боротьби з асфальто-смоло-парафіновими відкладеннями

Відкладання парафінових з’єднань негативно впливають на процес видобування нафти, так як вони суттєво зменшують площу поперечного перерізу колони насосно-компресорних труб та ускладнюють роботу глибинонасосного обладнання.

Вміст окремих компонентів в парафінистій масі різний і залежить від умов формування нафтового покладу і характеристики нафти.

Загальноприйнята за ГОСТ 912-66 технологічна класифікація ділить нафти за вмістом парафіну на наступні види:

– малопарафінові – менше 1, 5 % (по масі);

– парафінові – від 1, 5 до 6 % (по масі);

– високопарафінові – більше 6, 0 % (по масі).

При цьому слід сказати, що наявність парафіну незалежно від його кількості в нафті ставить перед виробничниками багато технологічних і технічних задач, пов'язаних з ліквідацією ускладнень виникаючих ускладнень.

Теплові методи боротьби з асфальто-смоло-парафіновими відкладеннями засновані на властивостях парафіну розріджуватися при температурах вище 50 °С і, стікаючи з нагрітої поверхні, звільняти її.

Дія високої температури вимагає застосування спеціального джерела тепла, яке може бути поміщене безпосередньо в зону відкладання в’язких речовин або виробляти теплову енергію на гирлі свердловини.

В даний час використовуються наступні технології з використанням:

– гарячої нафти або води, в якості теплоносія;

– водяної пари;

– електричних пічок наземного і свердловинного виконання;

– агентів, взаємодія яких веде до хімічної реакції, що супроводжується виділенням деякої кількості тепла.

Технологія застосування теплоносія передбачає нагрівання рідини в спеціальних нагрівачах – котельних установках пересувного типу і подачу її в свердловину способом прямої або зворотної промивки.

З цією метою промисловість випускає спеціальні агрегати – депарафінізаційні пересувні установки, оснащені пароутворювачами – підігрівачами рідини до температури 150°С і насосами, що розвивають тиск до 16 МПа. Нагрітий агент може циркулювати в свердловині певний час, забезпечуючи розплавлення і видалення відкладень.

Найбільш доцільно застосовувати ППУ для очищення маніфольдів, арматури і трубопроводів в зоні розташування свердловини.

Підняті на поверхню НКТ краще очищати таким чином. Помістити їх в касету і діяти на них парою від ППУ. При цьому одночасно очищаються 10-20 труб. Для посилення ефекту в труби можна вставити поршні.

Підвищення ефективності очищення НКТ від відкладень парафіну може бути досягнуте технологією, показаною на рис. 2.4.1. Поліпшення процесу очищення відбувається за рахунок поєднання операції промивання гарячою рідиною із спусканням поршня. Останній забезпечує спрямований рух теплоносія уздовж внутрішньої поверхні НКТ і більш раціональне використання тепла.

Рисунок 2.4.1 – Схема устаткування свердловини для депарафінізації гарячою нафтою по центральній схемі із застосуванням плунжера:

1 – спрямовуючий ролик; 2 – лубрикатор; 3 – плунжер; 4 – парафін; 5 – лебідка з канатиком

Електро-депарафінізация. Вживання електричної енергії для видалення парафіну має давню історію, коли на сахалінських промислах на НКТ подавався електричний струм напругою 2000-6000 В.

Одним з різновидів депарафінізації є вживання пристроїв, що розташовуються в області інтенсивного утворення парафіну.

Конструкція перших нагрівачів (рис. 2.4.2) включала обмотку 2, осердя 3, пересувний контакт 1, приєднувальні клеми 4 і 5, джерело електричного струму 6.

Тут осердям є колона насосно-компресорних труб. Подача напруги здійснюється на індукційну котушку обсадною колоною, а на осердя – НКТ. Умовою роботи схеми є забезпечення надійної ізоляції НКТ від обсадної колони. Це досягається вживанням центраторів, виконаних з електроізоляційного матеріалу.

З розвитком електродепарафінізації розроблені індукційні нагрівачі, електроживлення яких здійснюється кабелем. Це забезпечує більш високу надійність і безпеку конструкції.

Останніми роками промисловість засвоїла випускання установки для електропрогрівання свердловин типу УЕС-1500, яка забезпечує спускання в свердловину на кабель-канаті на глибину до 1500 м електричної печі потужністю до 50 кВт.

Подальшим розвитком цього напряму з'явився спуск нагрівачів всередину НКТ (рис. 2.4.3) безпосередньо в інтервали утворення парафіну, для чого була розроблена малогабаритна піч діаметром 29 мм і потужністю 9, 45 кВт.

Вживання електронагрівачів для боротьби з відкладеннями парафіну в устьовій арматурі і маніфольдах реалізується також шляхом монтажу на гирлі свердловини спеціальної батареї з трьох труб, що повідомляються між собою, на які намотувалася електрична обмотка. Труби підключаються до арматури і через них пропускається рідина, котра видобувається, а на обмотку подається напруга (рис. 2.4.4). Потужність нагрівача складала 24 кВт, температура нагріву рідини досягала 75 °С. Пристрій дозволяє здійснювати циркуляцію нагрітої рідини через арматуру і робочий маніфольд і забезпечувати задовільне їх очищення від парафіну.

Рисунок 2.4.2 – Схема устаткування свердловини і електрична схема ланцюга при депарафинизації із застосуванням індукційної електропечі

Рисунок 2.4.3 – електричний нагрівач свердловини:

1 – кріплення кабелю; 2 – дротяний бандаж; 3 – кабель; 4 – головка; 5 – азбестова оплітка; 6 – свинцева заливка; 7 – гайка; 8 – клемник; 9 – нагрівач

Рисунок 2.4.4 – Індукційний прямотоковий підігрівач і схема його підключення:

1 – свердловина; 2 – устьова арматура; 3 – підігрівач

Вживання даного пристрою особливо ефективне на видалених свердловинах, розташованих в труднодоступних місцях.

Не зважаючи на позитивні сторони електричного способу видалення парафінових відкладень, він одержав обмежене вживання унаслідок ненадійності серійних конструкцій, яка робить їх експлуатацію небезпечною для персоналу.