2. Факторы, влияющие на интенсивность образования аспо
К настоящему времени можно выделить следующие факторы, влияющие на парафинообразование:
• снижение давления в области забоя и связанное с этим нарушение гидродинамического равновесия газожидкостной системы;
• интенсивное газовыделение;
• уменьшение температуры в пласте и стволе скважины;
• изменение скорости движения газожидкостной смеси и отдельных ее компонентов;
• состав углеводородов в каждой фазе смеси;
• соотношение объемов фаз.
В скважине перечисленные факторы меняются непрерывно от забоя до устья, поэтому количество и характер отложений не являются постоянными.Установлены некоторые закономерности образования парафиновых отложений в скважинах при следующих условиях.
Забойное давление больше давления насыщения. В стволе скважины от забоя до области, где давление становится равным давлению насыщения, сохраняется равновесное состояние 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, место выделения парафина может находиться на различной глубине и зависит от режима работы скважины.
Забойное давление меньше давления насыщения. При этом условии нарушение равновесного состояния происходит в пласте и выпадение парафина возможно как в пласте, так и в стволе скважины, начиная от забоя. Парафинообразование усиливается при снижении забойного давления и температуры до критических значений.
Динамика давления в подъемных трубах и ее влияние на выпадение парафина. При насосном способе эксплуатации давление на приеме насоса рпр меньше, чем давление насыщения нефти газом рнас. 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 возрастает и становится больше давления насыщения. В этом интервале движется жидкость. Вторая — зона снижения давления до давления насыщения и ниже, здесь начинается интенсивное выделение парафина.
Итак, основными условиями, способствующими парафинообразованию, являются: снижение давления и температуры, а также разгазирование нефти.
Существует два принципиальных подхода к борьбе с этим нежелательным явлением (рисунок 1.1):
Предотвращение отложений парафина (превентивный подход).
Различные методы удаления отлагающегося парафина.
Первый подход является предпочтительным и базируется на создании условий в процессе работы скважины, исключающих формирование отложений парафина или облегчающих их срыв с внутренней поверхности НКТ.
Данный подход включает следующие методы: снижение шероховатости внутренней поверхности НКТ путем нанесения на нее стекла, эмали, эпоксидной смолы или специальных лаков; использование специальных химических реагентов, называемых ингибиторами парафиноотложений. Сущность такого метода заключается не только в гидрофилизации внутренней поверхности НКТ, но и в адсорбции этих реагентов на образовавшихся кристаллов парафина и формировании на них тонкой гидрофильной пленки, препятствующей ростов кристаллов парафина, их слипании с образованием сгустков твердой фазы и последующим их отложением на стенках НКТ. Сегодня известно определенное количество ингибиторов парафиноотложений на базе как водорастворимых, так и нефтерастворимых ПАВ.
Второй подход является широкораспространенным и делится на несколько методов:
1. Механические – использование различных по конструкции и форме скребков, спускаемых в подъемник либо на проволоке с помощью специальных автоматизированных лебедок, устанавливаемых на устье скважины, либо так называемых автоматических летающих скребков. Конструктивно скребок устроен таким образом, что при спуске полукруглые по форме пластинчатые ножи сложены и скребок свободно спускается в НКТ. При подъеме ножи раскрываются, их диаметр становится равным внутреннему диаметру НКТ, и они срезают отложившийся парафин, который потоком продукции выносится на поверхность.
2. Тепловые – прогрев колонны НКТ перегретым паром, закачиваемым в скважину с помощью специальной паропередвижной установки. Такой процесс называется пропариванием НКТ. Часто используют и прокачку горячей нефти. В настоящее время эффективно используются и специальные греющие кабели, спускаемые внутрь НКТ.
3. Химические – использование различных растворителей парафиновых отложений, закачиваемых в скважину.
Рисунок 1.1 Классификация методов борьбы с АСПО