+7 (495) 932-95-95 (Москва) wishlike
+7 (495) 932-95-95 (Москва) wishlike
Преимущества эмалирования труб
  • самый дешёвый и самый эффективный способ продления срока службы трубопроводов любого назначения;
  • процесс эмалирования труб является экологически чистым (новые составляющие стеклоэмалей, которые не содержат вредных веществ);
Преимущества эмалирования труб

Скачать документ

Предупреждение отложений и эмульсеобразования в нефтегазодобывающих скважинах

К.т.н. Шайдаков В.В. (Инжиниринговая компания "Инкомп-нефть"), Малахов А.И. (ОАО "Газпром"),Емельянов А.В.(Уфимский государственный нефтяной технический университет), к.т.н. Лаптев А.Б.(Инжиниринговая компания "Инкомп-нефть"),Чернова К.В. (Уфимский государственный нефтяной технический университет

В статье рассмотрены вопросы ресурсосбережения при разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Мероприятия по борьбе с осложнениями в нефтегазодобыче - отложениями солей, АСПО и эмульсеобразованием - с каждым годом становятся всё более дорогостоящими ввиду роста цен на химические реагенты. Применение магнитной обработки позволяет значительно снизить расход химических реагентов, а в некоторых случаях - и полностью отказаться от химической обработки. Поздняя стадия разработки, на которой находится в настоящее время большинство нефтяных и газовых месторождений, в силу ряда известных причин способствует росту доли осложнений, связанных с эмульсеобразованием, АСПО и отложениями неорганических солей, имеющих место по всей технологической цепочке добычи, транспорта и подготовки нефти и газа.

Подъём скважинной жидкости, представляющей собой водогазонефтяную эмульсию, от продуктивного пласта к устью, связан с изменением давления, температуры, скорости движения потока. Водогазонефтяная смесь - сложный конгломерат, эмульгированный турбулизацией потока в колонне НКТ, и включающий растворы тяжёлых непредельных и гетероорганических соединений в нефти и сжатом газе, минеральных солей в воде, а также механических примесей. Качественная оценка процессов, происходящих в скважине, свидетельствует о главенствующей роли скорости движения потока. При малых скоростях происходит образование АСПО и солеотложений, при высоких скоростях - образование эмульсий и повышение вязкости продукции. Образование отложений на стенках НКТ. В случае, если растворы насыщены, снижение температуры и (или) давления приводит к выпадению твёрдой фазы АСП из нефти и кристаллов солей из воды. Процесс образования отложений имеет адсорбционный механизм: сольватированные молекулы смол и асфальтенов полярны, гидратированные ионы минеральных солей имеют электрический заряд и уже при слабом взаимодействии с энергетически неоднородной поверхностью металла НКТ и малых скоростях потока выходят из раствора и адсорбируются на стенках труб. Образованные мономолекулярные слои АСП или неорганических солей за счёт перераспределения зарядов между отложениями и основной поверхностью металла вновь приобретают способность адсорбировать на себе молекулы АСП и неорганических солей. При однородности состава потока во времени, адсорбционные процессы происходят постоянно, а узкие пределы изменения давления и температуры, при которых происходит выпадение твёрдой фазы, приводят к лавинообразной адсорбции одного из компонентов растворов в определённом интервале скважины, что может привести к полному перекрыванию сечения НКТ (Рис.1).

Рис.1 Асфальтосмолопарафиновые отложения  в насосно-компрессорных трубах

Солеотложение в нефтедобыче происходит при любых способах эксплуатации скважин, однако наиболее негативные последствия имеют место при добыче нефти с помощью штанговых глубинных насосов (ШГН) и установок электропогружных центробежных насосов (ЭЦН) (рис.2). Наличие неорганических солей на поверхности рабочих органов насосов повышает их износ, приводит к заклиниванию и разрушению вала ЭЦН и штанг ШГН.

В газодобыче солеотложение происходит в НКТ, технологическом оборудовании сбора и подготовки газа.

            

Рис. 2 Отложения солей на рабочем колесе ЭЦН и в НКТ

Эмульсеобразование Высокие скорости движения водогазонефтяной смеси препятствуют адсорбции на стенках труб и начинается выпадение твердой фазы непосредственно в растворе, как правило, в зонах раздела фаз "нефть - газ - вода", что, в свою очередь, приводит к образованию структурно-механического слоя эмульгаторов (асфальтенов, смол, парафинов и механических примесей) на границе глобул, а также к образованию двойного электрического слоя в присутствии ионизированных электролитов. Турбулизация потока в колонне и перемешивание в насосе приводит к образованию стойких эмульсий, увеличению ее дисперсности.Образование стойких эмульсий снижает межремонтный период работы скважин из-за обрывов штанг в ШСНУ, пробоев электрической части УЭЦН вследствие перегрузок погружного электродвигателя. Рост давления жидкости в системах сбора нефти и газа влечет за собой порывы коллекторов. Затрудняются сепарация газа и предварительный сброс воды на УПС. Однако наибольший рост энерго- и металлоемкости, связанный с необходимостью разрушения стойких эмульсий, имеет место в системах подготовки нефти.

Магнитную обработку добываемой продукции следует отнести к наиболее перспективному из физических методов борьбы с перечисленными осложнениями [7]. Использование магнитных устройств, в частности для предотвращения АСПО, началось достаточно давно, но из-за малой эффективности широкого распространения не получило. Отсутствовали магниты, долго и стабильно работающие в условиях скважины. В последнее время интерес к магнитным технологиям значительно возрос. В России более 30 организаций предлагают различные аппараты магнитной обработки жидкостей,  в том числе скважинной продукции  [1-3]. Это связано с появлением на рынке широкого ассортимента высокоэнергетических магнитов на основе редкоземельных металлов.

Принципы воздействия магнитного поля на водные системы заложены рядом исследователей [4,5,6] и в общих чертах заключается в следующем. Транспортировка по трубопроводам водных сред, содержащих в своем составе растворенные соли, представляет собой перенос электрических зарядов - ионов гидратированных солей. Известно, что на движущиеся в магнитном поле заряженные частицы действует сила Лоренца, направленная перпендикулярно вектору движения частиц. При движении ионов по трубе происходит смещение положительных и отрицательных ионов в противоположные стороны. Известно также, что под действием магнитных полей на движущиеся жидкости происходит разрушение агрегатов, находящихся в нефтяной и водной фазах в  количестве 10-100 г/т и состоящих из субмикронных ферромагнитных микрочастиц соединений железа. В каждом агрегате содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микрочастиц. Разрушение агрегатов приводит к резкому (в 100-1000 раз) увеличению концентрации центров кристаллизации парафинов и солей и формированию на поверхности ферромагнитных частиц пузырьков газа микронных размеров. Таким образом, в магнитном поле инициируется выпадение твердой фазы в объеме жидкости и предотвращается адсорбция частиц при малых скоростях потоков и образование структурно-механических слоев в эмульсии при более высоких скоростях.

Для повышения эффективности магнитной обработки в реальных условиях скважины, разработана методика подбора оптимальных характеристик магнитного поля (частоты, формы и амплитуды изменения напряженности магнитного поля). Создан лабораторный комплекс, позволяющий достигать максимального эффекта по решаемой проблеме на реальных средах с использованием электромагнитной лабораторной установки [7]. Программа на ПЭВМ на основании лабораторных данных дает возможность производить расчет и конструирование устройства магнитной обработки жидкости.

Инжиниринговой компанией "Инкомп-нефть" освоено производство глубинных скважинных установок магнитной обработки жидкости  типа УМЖ. Установка УМЖ-73-005 представляет собой корпус (рис. 3) из ферромагнитной трубы с присоединительными резьбами. На одном конце трубы закреплена муфта с присоединительной резьбой. На внутренней поверхности корпуса закреплены точечные постоянные магниты, залитые полимерной композицией.

Установка с помощью резьб монтируется в колонну НКТ на прием ШГН или в требуемый участок колонны НКТ. При прохождении добываемой жидкости по корпусу она обрабатывается пульсирующим или знакопеременным магнитным полем.Установки УМЖ-122 разработаны для скважин оборудованных УЭЦН.

а)      

       б)

Рис. 3. Установки магнитной обработки жидкости УМЖ-122 (а) и УМЖ-73 (б)

Основные результаты использования УМЖ. Инжиниринговая компания "Инкомп-нефть" изготовила  более 250  скважинных установок УМЖ, которые внедрены в  АНК "Башнефть", ОАО "Белкамнефть",  НК "Лукойл", НК "ЮКОС", ОАО "Газпром" и ряде других организаций.

Применение установок УМЖ-73 позволило увеличить средний межремонтный период скважин НГДУ "Арланнефть" осложненных  эмульсией  и АСПО в  среднем в 1,8 раза. Химическая обработка скважин была прекращена.На Сергеевском месторождении НГДУ "Уфанефть" использование установок УМЖ-73-005 дало возможность увеличить межочистной период скважин в 2,7 раза, а количество термических и химических обработок  уменьшить в 2 и 5 раз соответственно.

Внедрение установок УМЖ-73 в скважинах МортымьяvТетеревского и Толумского месторождения ТПП "Урайнефтегаз", осложненных АСПО, позволило увеличить их средний межремонтный период в 2 раза при прекращении химических обработок скважин.

Список литературы

1. Магнитные камеры для предотвращения осложнений в добыче нефти.- Нижневартовск: НПП "Сибнефтехим", 1991.- 10 с.2.   Рекламные проспекты фирмы ООО "НПК "Магниты и магнитные технологии"

3.  Аппарат для магнитной обработки воды типа АМО-25УХЛ4. Паспорт 2.959.005 ПС

4. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках.-М.: Энергия, 1977.- 184 с.

5. Классен В.И. Омагничивание водных систем.- М.: Химия, 1978.- 240 с.

6. Огибалов П.М., Мирзаджанзаде А.Х. Механика физических процессов.- М.: Изд-во МГУ им. Ломоносова, 1976.

7. Аппараты для магнитной обработки жидкостей / Н.В. Инюшин, Л.Е. Каштанова и др.- М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001.- 144 с.


Скачать документ Назад
1 июля 1646г.
Родился Готфрид Лейбниц

Знаменитый немецкий учёный Готфрид Вильгельм Лейбниц родился 1 июля 1646 года в семье профессора Лейпцигского университета Фридриха Лейбница.

У его отца, который умер, когда мальчику было всего 8 лет, была прекрасная библиотека, которая во многом сформировала интерес ребёнка к наукам и языкам.

Молодой Лейбниц самостоятельно изучает латынь и греческий язык. Он обучался в Лейпцигском и Йенском университетах. С юных лет его эрудиция и ораторский талант привлекают к нему внимание и вызывают восхищение окружающих. 5-го ноября 1666 года в Нюрнбергском университете молодой учёный успешно защитил диссертацию на соискание степени доктора права.

Готфрид Лейбниц заметно опережал своё время. Он внёс значительный вклад в развитие логики, математического анализа, философии. Его работы в этих областях, такие как «О комбинаторном искусстве», «Рассуждение о метафизике» пользовались и продолжают пользоваться заслуженным вниманием учёных. Лейбниц изобрёл собственную конструкцию арифмометра, который намного лучше паскалевского арифмометра выполнял умножение, деление и извлечение корней.

В 1697 году Лейбниц знакомится с Петром I, который в то время путешествовал по Европе. Благодя плодотворному общения с учёным русский царь впоследствии одобрил создание Академии наук в Петербурге, что положило начало развитию российской науки по западноевропейскому образцу.

В 1700 году Лейбниц основал Берлинскую Академию наук. Он же стал её первым президентом. Помимо этого он был избран иностранным членом Парижской Академии наук.

Готфрид Лейбниц умер 14 ноября 1716 года Ганновере (Германия).

 

© ООО "Завод Эмалированных Труб", mail@emalirovanie.ru