Часть 5-2

Модуль 5.
Осложнения
в
работе
промысловых
нефтегазопроводов
и
вспомогательного
оборудования.
Технологические
решения
повышения долговечности и надежности работы
системы
Часть 2
Разработчик: к.х.н., доцент каф. ТХНГ Н.В. Чухарева
Томск 2014
Осложнения в работе системы
сбора и подготовки скважинной
продукции
ПАРАФИНООТЛОЖЕНИЕ
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Парафиновые отложения на стенках трубопроводов и
оборудования сбора и подготовки скважинной продукции
представляют смесь твердых парафиновых
углеводородов состава С17Н36… С36Н74 и гибридных
углеводородов церезинов.
Технический парафин:
Парафины – 10…75%
Смолы 10…30%
Асфальтены 2…5%
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Необходимым условием образования отложений является:
• Компонентный состав нефти;
• Снижение температуры потока нефти до значений, при которых возможно
выделение из нефти твердой парафиновой фазы;
• Давление и газовый фактор (При давлениях выше давления насыщения
температура начала выпадения парафинов возрастает с увеличением давления.
Если давление ниже давления насыщения, то при снижении давления
наблюдается рост температуры начала кристаллизации парафина, что
объясняется увеличением объема выделяющегося газа, который существенно
влияет на растворимость парафина в нефти и понижение температуры
нефтгазового потока.
• Скорость течения;
• Свойства поверхности, от которой зависит прочность сцепления парафиновых
отложений на данной поверхности.
• Обводненность скважинной продукции;
• Время.
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Свойства поверхности
От характеристик поверхности зависит прочность
сцепления парафиновых отложений
Шероховатость поверхности
Полярность веществ
Шероховатость при развитом турбулентном режиме
увеличивает перемешивание, а, следовательно и
выделение газа и парафина. Тем не менее после
образования слоя парафина небольшой толщины
скорость скопления отложений уже не зависит от
шероховатости
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
запарафинивания, г/см2 ·сутки
Интенсивность
Влияние качества обработки
поверхности на запарафинивание
0,3
9 класс –
1,2…1,5 мк
0,25
Капрон
0,2
Алюминий
0,15
Сталь
Стекло
0,1
6 класс –
6…9 мк;
0,05
0
0
10
20
30
40
50
60
3 класс –
50…60 мк
Величина шероховатостей, микроны
Качество обработки поверхности материалов, которые по своей природе
хорошо сцепляются с парафинами, не имеет особого значения и чистота
обработки поверхности труб в пределах 3…9 классов - это чисто
технологическое решение при их изготовлении
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Влияние полярности материалов на
интенсивность их запарафинивания
Вещества, слабо сцепляющиеся с нефтяными парафинами,
следует искать среди материалов полярной группы.
Косвенной мерой полярности веществ служит их
диэлектрическая проницаемость - величина, характеризующая
диэлектрические свойства среды — её реакцию на
электрическое поле
Материал
Бакелит
Стекло
Капрон
Полиэтилен
Фторопласт
Группа
полярности
Диэлектрическая
проницаемость
Высокополярная
группа
8
Слабополярная
группа
6…7
3,2
2,2
2,1
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Способы удаления парафиновых
отложений
Способы классифицируют исходя из физикомеханических свойств фаз:
•Растворимость парафина в нефти;
•Структура и прочность парафиновых отложений;
•Энергии взаимодействия кристаллов парафина,
взвешенных в объеме нефти, друг с другом и
поверхностью оборудования
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Борьба с отложениями парафина и
асфальто-смолистыми веществами
Весь комплекс мероприятий по борьбе с
отложениями парафина и асфальто-смолистыми
веществами (АСПО) можно свести к двум
основным направлениям:
• Предупреждение образования АСПО;
• Борьба с образовавшимися АСПО.
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
ПАВ действуют успешно, только если их добавлять в нефть на
забое скважины, то есть там, где образуются капли нефти.
Проблема доставки поверхностно активных веществ на забой
скважины и равномерной (оптимальной) дозировки является на
сегодняшний день, актуальной задачей, требующей подбора
новых технологических решений.
Поверхностно-активные вещества
Ингибиторы
Депрессанты
Модификаторы
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Применение постоянных магнитов основано на
активации потока жидкости, при которой происходит
образование временных микромагнитов (молекулярный
размер) на поверхности асфальтенов, парафинов, а также
на поверхности кристаллов солей, песка и ржавчины.
Хаотичное расположение микромагнитов препятствует
сближению и плотной упаковке кристаллов парафина,
асфальтенов и мех. примесей, то есть магнитная
обработка способствует образованию рыхлых, легко
смываемых потоком отложений.
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Многолетняя практика эксплуатации
электронагревателей выявила неустранимый на
сегодняшний день недостаток - недолговечность
электроизоляции контактов и кабелей, а также
постоянный расход электроэнергии, не зависящий от
наличия или отсутствия АСПО на стенках труб.
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Для борьбы с уже образовавшимся слоем
АСПО используют 3 способа:
• Механический;
• Химический;
•Технологический
Механический способ - это удаление слоя АСПО при помощи
пропарки оборудования и применение различных скребков и
очистка выкидных линий при помощи резиновых шаров.
При химическом способе удаления АСПО используют растворители и
размягчители (дисперганты):
дистиллатно-соляровые обработки,
промывка горячей нефтью и пресной водой с эффективными ПАВ.
Технологический способ – это применение высоконапорных систем
сбора скважинной продукции; термообработка нефти (применение
холодильников – кристаллизаторов, применение подогревателей
(устьевых, путевых)).
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Технология успешного применения
растворителей АСПО предполагает
обязательное удаление
загустевшей и окисленной нефти
из затрубного пространства до
закачки туда растворителя
циркуляцию растворителя в
трубах в зависимости от
свойств отложений в от 4 до
24 часов
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Применение растворителей
• реагент должен хорошо отмывать или десорбировать
грязь с поверхности оборудования,
• снижать межфазное натяжение на границе нефть-вода
(при рН=6-10),
• способствовать максимальному удалению АСПО,
• обладать хорошей адсорбируемостью на очищаемой
поверхности, чтобы предотвратить вторичное
загрязнение очищенной поверхности (металла, породы).
Модуль 5: Осложнения в работе промысловых нефтегазопроводов и
вспомогательного оборудования. Технологические решения повышения
долговечности и надежности работы системы
Благодарю за внимание!