Термические методы борьбы с АСПО

Термические методы борьбы с АСПО так же подразделяются на методы предотвращения отложения и способы удаления АСПО.

К методам предотвращения относятся стационарная нагревательная кабельная линия (НКЛ). НКЛ позволяет сохранить температуру перекачиваемой жидкости, для того чтобы температура жидкости не снизилась ниже температуры кристализации АСПО, для месторождений Удмуртии она составляет примерно 23 Сº.

Принцип работы линейного нагревателя заключается в следующем:

Электрический ток, проходя по жилам линейного нагревателя, изменяет их внутреннюю энергию. Это приводит к нагреву токопроводящих жил, так как возрастание кинетической энергии молекул приводит к увеличению сопротивления материала токопроводящих жил, а согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющейся на проводнике прямо пропорционально его сопротивлению и квадрату силы тока (Q = I2R). Тепло от жил передается на изоляционную оболочку и через нетканую ленту на броню кабеля. По мере роста температуры брони будет возрастать разность между температурой нагревателя и температурой окружающей среды, следовательно, будет возрастать и мощность теплоотдачи нагревателя в окружающую среду.

Через некоторое время это приведет к тому, что температура брони перестанет увеличиваться, т. е. внутренняя энергия жил линейного нагревателя перестанет изменяться, следовательно, работа электрического тока полностью превращается в теплоту (Q=A).

Перед внедрением линейного нагревателя производится расчет теплового поля скважины с использованием специализированной компьютерной программы, а также расчет характеристик греющего кабеля (длина, сечение и материал) для обеспечения заданного теплового режима.

Для получения достоверных данных о распределении температуры добываемой жидкости по стволу скважины создается математическая модель распределения тепловых полей и температуры добываемой жидкости в скважине.

Основным параметром, определяющим процесс управления, а следовательно, и режим работы линейного нагревателя, является значение температуры насыщения нефти парафином, характерное для каждой отдельно взятой скважины. Температура насыщения нефти парафином определяется в лабораторных условиях путем исследования поверхностной пробы нефти, взятой из конкретной скважины.

Использование линейных нагревателей.

Преимущества:

• возможность применения в скважинах различной конфигурации, протяженности и режимов работы;

• полное исключение других мероприятий по предотвращению образования и удалению АСПО при эксплуатации скважины;

• работа в автономном режиме без непрерывного контроля со стороны обслуживающего персонала.

Недостатки:

• достаточно высокая стоимость оборудования;

• относительно высокие текущие затраты на электроэнергию.

Нагревательные кабели плоского сечения устанавливаются в скважину одновременно со спуском насосно-компрессорной трубы и насоса, что значительно снижает затраты на монтаж. Кабель крепится к НКТ с помощью металлических поясов аналогично креплению кабельных линий питания погружных электроцентробежных насосов. Вывод кабеля из скважины осуществляется через сальниковое устройство, аналогичное уплотнительному устройству используемого при монтаже кабелей питания ЭЦН.

Основа тепловых методов удаления заключается в способности парафина плавиться при температурах выше 50 ºС. В настоящее время используют технологии с применением горячей нефти или воды в качестве теплоносителя, острого пара.

Технология проведения тепловых обработок при помощи АДПМ (Агрегат для депарафинизации, передвижной, модернизированный) или ППУ (Парогенераторная передвижная установка) добывающих скважин и нефтепроводов сочетает в себе два фактора воздействия на АСПО: депарафинизация происходит за счет расплавления и последующего растворения АСПО в нагретом восходящем потоке ГЖС; депарафинизация происходит за счет снижения сил сцепления отложений на нагретой поверхности контакта с металлической трубой, отделения парафиновой массы и последующего срыва и выноса ее потоком ГЖС (горячей нефти).

Объем нефти необходимый для проведения тепловой обработки (при использовании АДПМ) для скважин определяется расчетом. Объем нефти необходимый для проведения тепловой обработки скважин может уточняться в зависимости от производительности скважин, обводненности продукции, результатов предыдущих промывок, объема имеющихся автоцистерн.

Тепловые обработки с помощью агрегата АДПМ и ППУ проводят на добывающих скважинах оборудованных УШГН (УЭЦН), при увеличении нагрузки на головку балансира для УШГН (росте токовой нагрузки для УЭЦН), снижении дебита, заклинивании оборудования. Также могут проводиться плановые профилактические обработки скважин.

Технология проведения тепловых обработок при помощи АДПМ (ППУ) добывающих скважин и нефтепроводов сочетает в себе два фактора воздействия на АСПО:

- депарафинизация происходит за счет расплавления и последующего растворения АСПО в нагретом восходящем потоке ГЖС;

- депарафинизация происходит за счет снижения сил сцепления отложений на нагретой поверхности контакта с металлической трубой, отделения парафиновой массы и последующего срыва и выноса ее потоком ГЖС (горячей нефти).

Технологическая схема тепловой обработки скважин с использованием АДПМ представляет собой обратную промывку скважины горячей нефтью. Тепловая обработка с использованием АДПМ может проводиться по двум вариантам:

1 вариант. Для исключения возможности заклинивания оборудования растворенными и отслоившимися АСПО, вследствие низких скоростей подъема жидкости в НКТ (менее 0,04м/сек) для скважин с дебитом менее 10м3/сут и для скважин находящихся в ожидании тепловой обработки на первом этапе затрубное пространство скважины заполняется холодной нефтью до устья. На втором этапе запускается нагреватель агрегата АДПМ и в затрубное пространство закачивается нагретая нефть;

2 вариант для скважин с дебитом более 10м3/сут (скорость подъема жидкости в НКТ более 0,04м/сек) закачка нефти в затрубное пространство начинается одновременно с запуском нагревателя АДПМ.

При закачке горячей нефти рекомендуемый объем не должен превышать 27м3, так как согласно, проведенных исследований для условий Удмуртии увеличение объема свыше 27м3 не приводит к увеличению температуры нефти более чем 30 ºС на глубине свыше 500 метров.

При проведении тепловой обработки с использованием АДПМ контролируют давление в нагнетательной линии и температуру закачиваемой нефти.

Технологическая схема тепловой обработки скважин с использованием ППУ представляет собой закачку пара в затрубное пространство скважины.

При проведении тепловой обработки с использованием ППУ контролируют давление в нагнетательной линии и температуру закачиваемого пара.

Технологическая схема тепловой обработки (дана в приложении А) скважины представляет собой закачку нефти (пара), нагретую (го) АДПМ, ППУ. При закачке контролируют давление в нагнетательной линии и температуру закачиваемой нефти (пара).

При проведении промывки на добывающих скважинах оборудованных УЭЦН температура нефти (пара) не должна превышать 70 ºС (для исключения возможности оплавления кабеля).

Обвязка оборудования при проведении тепловой обработки должна обеспечивать герметичность процесса.