2.5 Механизм образования аспо в условиях Самотлорского ме­сторождения

На поздней стадии разработки нефтяных месторождений изменились геолого-технические условия добычи нефти, и расширилась область возмож­ного формирования отложений.

АСПО в условиях высокой обводненности скважин образуются в соот­ветствии со следующей теоретической моделью.

1. Единственным источником формирования кристаллов парафина яв­ляются молекулы парафина, растворенные в нефти и выстраивающие кри­сталлическую решетку твердой фазы.

2. Кристаллы парафина, образующие плотные отложения на поверхно­сти оборудования совместно с асфальтосмолистыми веществами, зарождаются непосредственно на этой поверхности при снижении темпера­туры на ней ниже температуры кристаллизации.

3. Появляются два механизма доставки носителя парафина (нефти) в область формирования АСПО:

• пленочно-абсорбционный;

• капельно-абсорбционный.

На поздней стадии разработки увеличивается глубина формирования АСПО, что обусловлено интенсивным снижением пластовой температуры за счет закачки большого количества холодной воды, а, следовательно, об­щим снижением теплового потока.

Появление газовой фазы в потоке, с одной стороны, увеличивают удель­ный объем контактирующего со стенками нефтепромыслового обору­дования носителя парафина (нефти), улучшая условия для формирова­ния отложений за счет более интенсивной подпитки материалом растущих кри­сталлов.

При выделении газа растворяющая способность нефти снижается за счет уменьшения массы растворителя, в связи с этим создаются условия для более раннего появления кристаллов. В присутствии смол и асфальте­нов происходит глубокое изменение формы и структуры кристаллов. Ад­сорбция асфальтос­молистых веществ на поверхности кристалла приводит к возникновению дендритов структур большего объема и низкой плотно­сти, свободные по­лости которых заполнены нефтью.

Таким образом, увеличение содержания смолистых веществ в составе нефти изменяет форму и структуру образующихся АСПО. Присутствие воды в добываемой продукции обусловливает проявление факторов, влияю­щих на формирование данных отложений.

Пленочно-абсорбционный механизм

При адсорбции нефтерастворимых ПАВ из неполярной фазы среды при контакте металла с двумя несмешивающимися жидкостями типа нефть – вода на поверхности металла формируется двойной слой поверхностно-активных молекул. Первый слой прочно закреплен на твердом теле и направ­лен гидрофобными группами в окружающую среду, а второй слой, обратно ориентированный, направлен гидрофильными группами в сторону водной фазы. Между слоями заключено равновесное количество углеводо­рода, что делает структуру похожей на пластинчатую мицеллу, закреплен­ную одной стороной на твердом теле. Пленка углеводорода смачивает по­верхность нефтепромыслового оборудования тонким слоем и продвигается вверх. В области, где температура поверхности нефтепромыслового обору­дования ниже температуры начала кристаллизации парафина, из пленоч­ной нефти начинаются подпитка растущих кристаллов и формирование от­ложений. Утолщаясь, обедненные парафином пленки когезионно срыва­ются, и процесс повторяется многократно.

Капельно-абсорбционный механизм

При движении водонефтяной эмульсии по стволу скважины под дейст­вием турбулентных пульсаций, обладающих энергией, достаточной для пе­реноса отдельных капель нефти в радиальном направлении и контактирова­нии их с поверхностью оборудования, капли нефти ударяются о стенки НКТ. Встречаясь с поверхностью оборудования, капли нефти, со­держащие асфальтены, смолы и парафины, абсорбируются тонкой плёнкой нефти, смачивающей эту поверхность. При последующих столкновениях капель нефти с плёнкой углеводорода на поверхности нефтепромыслового оборудования эти капли, обладая достаточной для их присоединения кинети­ческой энергией, также переходят в эту пленку и осуществляют дос­тавку парафина к образующим отложениям.