Существующие методы предупреждения и борьбы с солеотложениями в погружном оборудовании

СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И БОРЬБЫ С СОЛЕОТЛОЖЕНИЯМИ В ПОГРУЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ Гайдамакина В.Н.1, Гайдамакин В.Н.2

1Гайдамакина Валерия Николаевна - оператор пульта управления в добыче нефти и газа;

2Гайдамакин Вадим Николаевич - оператор по добыче нефти и газа, ЛУКОЙЛ - ТПП «Когалымнефтегаз», г. Когалым

Аннотация: отложения солей являются одной из самых серьезных проблем при разработке нефтяных месторождений, которые возникают в процессе закачки воды и смешения двух несовместимых вод. Пластовые воды называются несовместимыми, если они взаимодействуют между собой химически и при смешивании соли выпадают в осадок.

Ключевые слова: солеотложения, скважина, агент, химия, пласт.

Процесс добычи нефти сопровождается отложением твердых осадков неорганических веществ, накапливающихся на стенках скважин и подъемных труб, в насосном оборудовании и наземных коммуникациях систем сбора и подготовки нефти. Главным источником выделения солей является вода, добываемая совместно с нефтью. В этой связи процессу солеотложения подвержены скважины и наземное оборудование, эксплуатирующиеся в условиях повышенной обводненности добываемой продукции. [1]

Все технологии борьбы с солеотложениями делятся на предупреждение и удаление солеотложения. Рассмотрим более подробно методы предупреждения отложения солей. Они делятся на физические, химические, и технологические.

Физические методы делятся на воздействие на продукцию магнитным полем или акустическим полем. Технологические — это защитные покрытия, подбор и подготовка рабочего агента для системы поддержания пластового давления. Также к технологическим методам относится изменение тех. режимов работы скважин и насосного оборудования. Четвертая составляющая — ограничение водопритоков в скважине. Пятая — это турбулизация потоков, применение хвостовиков и солесборников. Также, к методам предупреждения солеотложения относятся химические методы — это применение различных ингибиторов солеотложений.

Физические методы. Магнитная обработка. Под действием магнитного поля растворенные соли меняют свою структуру, не осаждаются виде твердых отложений, выносятся как мелкодисперсные кристаллический «шлам». К преимуществам данного метода относится простота конструкции, к недостаткам — необходимость монтажа подъемного оборудования, необходимость обработки продукции до начала кристаллизации солей, то есть, невозможность применения при солеобразовании в призабойной зоне пласта. Также метод не предотвращает образование солей, и в целом его результаты неоднозначны.

Акустический метод. Принцип действия — специальный акустический излучатель создает колебания, которые предотвращают образование центров кристаллизации, что способствует срыву мелких кристаллов солей с поверхности. К недостаткам можно отнести сложность конструкции. Кроме того, метод не предотвращает образование солей, а переносит образование солей в продукцию. Результаты и в этом случае также неоднозначны.

Технологические методы. Первый из указанных технологических методов — это изменение технологических параметров. То есть, изменение забойного давления путем изменения типоразмера ЭЦН и (или) глубины спуска. При этом изменяются термобарические условия. К недостаткам можно отнести то, что применение данного метода возможно только при подземном ремонте на

скважине, и в некоторых случаях можно получить снижение добычи нефти при уменьшении производительности УЭЦН.

Метод турбулизации потоков. Механизм действия: сокращение сроков пребывания в скважине перенасыщенных растворов за cчет увеличения скоростей восходящих потоков жидкости ухудшает условия для кристаллизации солей, способствует сокращению зарождающихся микрокристаллов и их прилипанию к поверхности оборудования. Недостатки: эффект нельзя гарантировать, неоднозначный результат.

Следующий технологический метод — это выбор и подготовка агента (воды) в системе ППД. Принцип действия: агент подбирается с учетом совместимости с пластовыми и попутно добываемыми водами. Из закачиваемого агента удаляется солеобразующий ион. Преимущества данного метода — высокая эффективность, сохранение продуктивности скважин благодаря защите от солеотложения с пласта, ПЗП и до системы нефтесбора. Недостатки — сложность реализации, необходимость наличия нескольких источников воды для закачки, значительные затраты на подготовку закачиваемого агента и значительные затраты на инфраструктуру для реализации адресной закачки в зависимости от типа воды.

Следующий технологический метод — это ограничение водопритоков скважины, то есть, капитальный ремонт скважин в случае поступления воды вследствие негерметичности эксплуатационной колонны и применение водоизолирующих составов в случае прорыва воды в продуктивном пласте. Недостатки метода сопряжены со значительными затратами и сложностью его реализации.

Следующий метод — защитные покрытия и детали из специальных материалов. Принцип действия — использование покрытий рабочих поверхностей, контактирующих с солевыми растворами, веществами, имеющими малую адгезию к солям: стекло, эмаль лаки, полимер и пластики. Преимущество метода состоит в том, что он не усложняет технологию эксплуатации внутрискважинного оборудования. Недостатки — сложность нанесения на поверхности, высокая стоимость и относительная недолговечность и хрупкость покрытий.

Химические методы. Метод основан на применении ингибиторов, которые по типу действия делятся на хелаты, кристаллоразрушающие и порогового действия. Применяется целый ряд способов подачи ингибиторов солеотложений, в том числе, в зависимости от объекта. Если мы говорим про скважину, то возможны следующие варианты: дозирование с помощью устьевого дозатора в затруб дозатором типа УДЭ, дозирование с помощью устьевых дозаторов в заданную точку по капилляру, периодическая закачка в затруб с помощью агрегатов, и применение погружных скважинных контейнеров с реагентом.

Если мы говорим о доставке реагента в пласт, то применяются следующие основные способы: задавка в пласт добывающих скважин, закачка в нагнетательные скважины через систему ППД, введение ингибиторов с проппантом при ГРП, введение ингибиторов с жидкостью гидроразрыва при ГРП, совмещение кислотной обработки с введением ингибитора, и введение ингибитора с жидкостью глушения. [2]

Устьевые дозаторы и контейнеры. Контейнер заполняется твердым или капсулированным реагентом и крепится к основанию погружного двигателя. Существуют и недостатки — низкая эффективность в период вывода на режим, необходимость постоянного контроля выноса реагента, ограниченный срок действия, и дебит жидкости не более 150 м3 в сутки для твердого реагента.

Методы удаления неорганических солей. Этот набор методов делится на химические и механические. Химические, в свою очередь, делятся на растворение соляной кислотой с добавлением №0 или без него. Далее, преобразование солеотложения с последующей обработкой продуктов реакции 10-15% соляной кислотой и, один из методов, это растворение кислотами или обработка

комплексообразующими соединениями. Механические — это разбуривание, скреперование эксплуатационных колонн.

К легко удаляемым солям относятся карбонаты кальция. Для его удаления, в основном, применяется соляная кислота. К трудноудаляемым — сульфат кальция, сульфат бария. Для удаления этих солей необходимо применять щелочи, углекислый натрий, соляную кислоту, хелатирующие агенты. Например, карбонат кальция реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида кальция, воды и углекислого газа. Преимущества данного метода — малозатратность и относительная простота в реализации. Иногда возникает проблема коррозии глубинонасосного оборудования.

Удаление сульфатных отложений может происходить с помощью применения щелочей (гидрооксида натрия, калия). К недостаткам можно отнести высокий удельный расход, и длительное время реакции. Удаление сульфатных отложений, в основном, производится с помощью углекислого натрия. К недостаткам можно отнести то, что метод эффективен только на рыхлых осадках сульфатов. При плотном осадке метод приводит к образованию корки карбоната кальция, и требуется многократная обработка соляной кислотой.

Удаление сульфатных отложений с помощью соляной кислоты. Недостатки — без применения натрия хлора эффективность очень низкая, плотные отложения трудно удаляются, необходим высокий расход соляной кислоты, и существует высокая коррозионная активность смеси «HCl + NaCl». Также могут применятся хелатирующие реагенты, химический смысл процесса: разрушение солей с образованием устойчивых комплексных соединений с ионами кальция и бария. Пример хелатирующих реагентов — этилендиаминтетрауксусная кислота, диэтилентриаминпентауксусная кислота, и другие реагенты. Недостатки — высокая стоимость, высокие расходы. [3]

Список литературы

1. Ибрагимов Н.Г., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. и др. Осложнения в нефтедобыче / Уфа: Монография, 2003 г. 302 с.

2. Кащавцев В.Е. Предотвращение и удаление солеотложений при добыче нефти / М.: Нефть и газ, 2002 г. 140 с.

3. Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. Солеобразование при добыче нефти / М.: Нефть и газ, 2004 г.

4. Лысенко В.Д., Грайфер В.И. Рациональная разработка нефтяных месторождений/М.: Недра, 2005 г. 607 с.

5. Шакрисламов А.Г., Гильмутдинов Б.Р., Гарифуллин Ф.С. Повышение эксплуатационной надежности эксплуатационной колонны в условиях солеотложения и коррозии // Нефтяное хозяйство, №8, 2007 г. с. 128-131.