ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБАХ В УСЛОВИЯХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «Х»

Аннотация. В данной статье рассмотрен механизм образования асфальтосмолопарафинистых отложений в насосно-компрессорных трубах добывающих скважин. Так же проанализирован основной метод борьбы с отложениями, применяемый на нефтепромыслах, выявлены его преимущества и недостатки, приведены некоторые рекомендации по его дальнейшей эксплуатации.

Ключевые слова: добыча, скребок, асфальтосмолопарафинистые отложения, насосно-компрессорные трубы.

Процесс накопления асфальтосмолопарафинистых отложений (далее - АСПО) представляет собой определенный ряд образования твердой органической фазы на поверхности эксплуатационного оборудования. Новые образования частиц могут появляться как уже на существующих отложениях, так и на чистой поверхности оборудования [1].

Нефть поступает в трубопровод и контактирует с охлаждённой металлической поверхностью, при этом, возникает градиент температур, направленный перпендикулярно охлажденной поверхности к центру потока. За счет турбулизации потока, температура нефти в объеме снижается и параллельно протекают два процесса:

- выделение кристаллов налканов на холодной поверхности;

- кристаллизация налканов в объеме нефти.

Исследованиями последних лет достоверно установлено, что прямой связи между содержанием парафина и интенсивностью его отложения нет [2]. Отсутствие такой связи обусловлено, прежде всего, существенным различием состава твердых углеводородов - «парафина», а именно, различием в соотношениях ароматических, нафтеновых и метановых соединений в высокомолекулярной части углеводородов, которое при стандартных методах исследования нефти не определяется.

На практике, промышленная добыча нефти показывает, что основными участками накопления АСПО являются насосное оборудование, подъёмные колонны, оборудование сборных пунктов и скважинные выкидные линии [2]. Наибольшее накопление АСПО стабильно наблюдается на внутренних поверхностях насосно-компрессорных труб (далее - НКТ). Так же, интенсивность их образования значительно усиливается при низких температурах окружающей среды. Это обусловлено тем, что температура воздуха становится ниже температуры потока добываемого флюида.

На интенсивность отложения АСПО влияют следующие факторы:

- снижение давления в области забоя и связанное с этим нарушение гидродинамического равновесия газожидкостной системы;

- интенсивное газовыделение;

- уменьшение температуры в пласте и стволе скважины;

- изменение скорости движения газожидкостной смеси и отдельных её компонентов;

- состав углеводородов в каждой фазе смеси;

- соотношение объёмов фаз (нефть-вода).

На сегодняшний день на нефтепромыслах эксплуатируется внушительный арсенал современных методов по борьбе с АСПО, таких как: механические; химико-механические; термические; физические; химические; физико-химические [3]. Также, все группы данных методов комбинируются между собой, в зависимости от конкретных условий, для достижения наиболее продуктивного результата.

Большинство механизированного фонда скважин в геологических условиях Западной Сибири используют механические методы, а именно скребкование. Одним из наиболее распространенных является скребок CФ-99 группы компаний “Каскад” [4]. Данный скребок представляет из себя установленные на валу режущие головки, которые приводятся во вращение по средствам движения газожидкостного потока.

Рисунок 1. Схема метода фрезерования

Данная установка по очистке скважин от АСПО имеет как преимущества, так и определенные недоработки. В качестве преимуществ можно выделить:

- Наличие широкого спектра диаметров фрез, что в свою очередь позволяет эксплуатировать данный метод на любых НКТ.

- Продуктивное и высококачественное удаление АСПО с внутренних стенок НКТ, по средством фрезерующих элементов;

В качестве недостатков:

- Высокие требования к подбору веса лома-утяжелителя, который должен соответствовать текущим показателям дебита и значений по зенитному углу;

- Непосредственное влияние зенитного угла на силу трения в колонне НКТ, при прохождении установкой наклонных участков;

- Присутствует вероятность отказа вращения фрезы при слишком больших зенитных углах.

В рамках предложений по модернизации использования метода скребкования в геологических условиях Западной Сибири, рекомендуется провести испытание других существующих систем скребков по удалению АСПО с внутренней поверхности НКТ. Например, систем с ударным механизмом для прохождения в сложных участках, а также при подъеме с затяжками. Данная технология может поспособствовать обходу недостатков текущего метода и привет к более продуктивной борьбе с АСПО и повышению межремонтного периода эксплуатационного оборудования.