16. Осложнения в эксплуатации нефтепромыслового оборудования. Причины и следствия.

Твердые метановые углеводороды, парафины, присутствуют практически во всех нефтях. Их содержание может колебаться от следов до 20 – 28 %.

Иногда их влияние на технологию и технику добычи, сбора и транспорта, подготовку и переработку нефти может быть решающим.

Отложения парафина в трубопроводах приводят не только к снижению их пропускной способности, возрастанию гидравлических сопротивлений, но и к увеличению стойкости водонефтяной эмульсии, для разрушения которой придется применять более высокие температуры или потребуется больший расход деэмульгатора.

Факторы, влияющие на отложение парафинов:

НЕОБХОДИМЫМИ условиями образования отложений являются:

Снижение температуры потока нефти до значений, при которых возможно выделение из нефти твердых парафинов. Необходимые температурные условия возникают прежде всего на внутренней стенке трубы. Прочное сцепление парафиновых отложений с поверхностью трубопровода. Перепад температур(с увеличением разницы между температурами окружающей среды и потока нефти количество отлагающегося парафина пропорционально возрастает).

Практика показывает, что для предотвращения отложения парафина при добыче, хранении и транспорте нефти применяются:

• теплоизоляция трубопроводов;

• подогрев нефти;

• поддержание пластового давления выше давления начала разгазирования;

• добыча нефти в устойчивом турбулентном режиме;

• повышение растворяющей способности нефти за счет использования нефтяных растворителей;

• эффективные покрытия;

• электромагнитное поле или ультразвук;

• ингибиторы парафиноотложений.

Коррозия – это разрушение металлов в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды, это окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, происходящий на поверхности раздела фаз.

Хотя механизм коррозии в разных условиях различен, по виду разрушения поверхности металла различают:

1. Равномерную или общую коррозию, т.е. равномерно распределенную по поверхности металла.

2. Местную или локальную коррозию, т.е. сосредоточенную на отдельных участках поверхности.

3. Межкристаллитную коррозию – характеризующуюся разрушением металла по границам кристаллитов (зерен металла).

4. Избирательную коррозию – избирательно растворяется один или несколько компонентов сплава, после чего остается пористый остаток, который сохраняет первоначальную форму и кажется неповрежденным.

5. Коррозионное растрескивание происходит, если металл подвергается постоянному растягивающему напряжению в коррозионной среде. КР может быть вызвано абсорбцией водорода, образовавшегося в процессе коррозии.

По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию:

Химическая коррозия характерна для сред не проводящих электрический ток.

Электрохимическая коррозия возникает в результате работы множества макро- или микрогальванопар в металле, соприкасающемся с электролитом.

Причины коррозии:

Температура и рН воды; Содержание кислорода в воде; Парциальное давления СО₂

Минерализация воды; Давление; Структурная форма потока.

Степень влияния этих факторов зависит от температуры, давления, структуры потока и количественного соотношения воды и углеводородов в системе.

Способы предупреждения внутренней коррозии трубопроводов подразделяются на технические (механические), химические и технологические.

Кардинальным средством борьбы с коррозионным повреждением стальных труб является замена их на пластмассовые.

- для перекачки беспарафинистых серосодержащих нефтей используются металло-пластмассовые трубы, коррозионно-стойкие гибкие трубы производства;

- для парафинистых нефтей применяются трубы со специальным защитным покрытием, выдерживающем температуру эксплуатации до 150 ^оС.

В зависимости от коррозионных свойств скв продукции, условий экспл и коррозионной стойкости материалов рекомендуется предусматривать специальные способы защиты оборудования и трубопроводов от коррозии:

Термобработка аппаратов, труб и сварных швов; Применение коррозионно-стойких материалов; Химическая нейтрализация агрессивной среды; Защита оборудования антикоррозионным покрытием; Применение ингибиторов коррозии.

Отложения солей в трубопроводах, так же как и отложения пара­фина, вызывают серьезные осложнения при эксплуатации нефтега-зосборных систем. Эффективность борьбы с отложениями солей в зна­чительной степени зависит от изученности условий и механизма их образования, которая в настоящее время является еще недостаточной. Вопрос борьбы с отложениями солей применительно к обычным место­рождениям, залегающим на сравнительно небольших глубинах, в какой-то мере исследован [15] и предложены некоторые методы предотвращения отложений и удаления отложившихся солей [2, 15, 20, 70, 93].

Интенсивное солеобразование при работе двух обводненных скважин явилось серьезным предупреждением, так как число подобных скважиниз года в-год увеличивается. В связи с этим было организовано и про­ведено исследование условий отложения солей в трубопроводах напромыслах объединения Грознефть. Своевременность указанногоисследования вскоре была подтверждена осложнениями, возника­ющими при эксплуатации системы совместного сбора и транспортанефти и газа на месторождении Хаян-Корт. Здесь стали наблю­даться солевые отложения в запорно-регулирующей аппаратуре се-парационных установок. —

Причины и механизм отложений неорганических соединений окончательно еще не изучены. Многие авторы считают, что основной причиной отложения солей в нефтепромысловом оборудовании яв­ляется разложение двууглекислых солей кальция и магния в соот­ветствии с уравнениями

Разложение двууглекислых солей в значительной мере зависит от нарушения так называемого углекислотного равновесия, которое определяется соотношением между связанной и свободной углекисло­той. Поэтому интенсивность отложения солей возрастает по мере увеличения выделения углекислого газа из растворенного состояния, что может происходить при понижении давления или при повыше­нии температуры в трубопроводе.

Шоу причину отложения солей видит в интенсивном испарении жидкой фазы, которое происходит при снижении давления в системе. При наличии в системе воды вместе с углеводородным газом испа­ряется и вода, что приводит к перенасыщению рассола и кристалли­зации солей. Исследования Шоу связаны с возможностью закупорки призабойной зоны пласта при эксплуатации фонтанирующих нефтя­ных скважин, однако аналогичные явления могут наблюдаться и в поверхностном оборудовании.

К физическим, методам относятся магнитный, ультразвуковой, электростатический, высокочастотный и отделение солей вместе с во­дой в отстойниках. Ультразвук, электростатические и высоко­частотные поля применяются для местной обработки воды, так как они снижают солеобразование только в определенном месте во время воздействия на воду указанных полей. Ультразвук и высокочастот­ные поля не изменяют физических свойств воды, в связи с чем можно предположить, что в условиях нефтепромысловой практики эти ме­тоды будут мало эффективными.

В отличие от перечисленных методов магнитная обработка воды влияет на физические свойства и свойства растворенных в ней веществ. В связи с этим изменяется и процесс кристаллизации выпадающих из воды солей.

Все химические методы борьбы с отложениями солей делятся на две группы:

1. профилактические, предотвращающие отложения солей;

позволяющие удалить осадок ранее образовавшихся солей.