Обеспечение потока нефти

PetroGenesis
Обеспечение потока в
трубопроводе
Очистка трубопроводов с
применением
Многопоточного
препарата HCD
•
•
•
•
•
Введение: Обеспечение потока в трубопроводах
Проблемы с обеспечением потока в трубопроводах
Используемые химические препараты
Преимущества применения Многопоточного препарата HCD
Примеры применения Многопоточного препарата HCD
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Что такое обеспечение потока?
- это “Транспортировка флюида от скважины до резервуаров с
минимальным риском.”
Обеспечение потока, также известное как многофазная
транспортировка, включает транспортировку смеси нефти, газа,
конденсата и воды в одном и том же трубопроводе.
Обеспечение потока относится к обеспечению успешной и
экономичной транспортировки углеводородного сырья из пласта к
месту хранения или переработки.
Помимо программного сетевого моделирования и моделирования
транспортировки многофазных сред, понятие обеспечение потока
включает эффективную обработку большого количества твердых
отложений, например, газовых гидратов, асфальтенов, парафинов,
накипи и нафтенатов.
Обеспечение потока имеет решающее значение для каждого
месторождения.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Обеспечение потока в настоящее время является синонимом
широкого круга задач, например:
Системная возможность доставки - падение давления по
сравнению с расходом траспортируемого флюида, проходное
сечение трубопровода, необходимость повышения давления.
Тепловое Поведение - изменения температуры, параметры
теплоизоляции, необходимость нагревания.
Состав транспортируемого сырья - гидраты, парафины,
асфальтены, накипь, песок, коррозионность и реологические
свойства.
Эксплуатационные характеристики системы - запуск,
выключение, переходный режим (например, закупорки и т.д.).
Эффективость работы системы - механическая целостность,
надежность и долговечность оборудования и т.д.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Однако, в последнее время, проблемы обеспечения потока, встречающиеся в
добыче нефти и газа, стали более обременительными, что приводит к
увеличению общей обеспокоенностью этой проблемой в отрасли.
Это особенно актуально на морских скважинах, где сочетание низких
температур, удаленности расположения и часто большая глубина воды
усугубляют проблемы, такие как эрозия / коррозия, закупорка, вызванная
АСПО, а также полное отключения надземных сооружений из-за закупорок.
Последствия этих проблем могут быть серьезными и привести к значительным
расходам для их устранения и существенным потерям в добыче нефти и газа.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Физико-химические причины препятствия движению потока флюида
Препятствие движению многофазных потоков может быть вызвано явлениями, такими как
жидкие слизни или всплески примесей или физико-химическими явлениями. Четыре из
наиболее распространенных физико-химических причин перечислены ниже:
Асфальтены - самые тяжелые компоненты в сырой нефти, которые могут агрегировать и
осаждаются в ответ на изменения в химическом составе, давлении или температуры. Осадки
или отложения могут произойти в породах-коллекторах, скважинах и трубопроводах.
Парафин -природный компонент в большинстве нефтяных жидкостей; может откладываться на
холодных поверхностях, таких как стенки трубопроводов, увеличивая вязкость нефти, пока в
конечном итоге в виде геля не осядет в нижней части резервуаров для хранения нефти.
Эмульсии - капли воды в нефти, которые, как правило, имеют тенденцию стабилизироваться
природными компонентами нефти и в присутствии некоторых твердых частиц. В результате
эмульсии мешают потоку и усложняют отделение пластовой воды от нефти.
Газовые гидраты - напоминающие собой снежные шары или слякоть, это кристаллические
материалы, включающие в себя решетку из молекул воды с полостями, заполненными газом.
Небольшие сгустки легко переносятся вместе с потоком, но большие сплоченные блоки газовых
гидратов могут привести к частичной или полной блокировке потока нефти.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Солеотложение в нефтедобывающих сооружениях
Нефтегазовые солеотложения состоят в основном из неорганических
солей с карбонатом кальция, сульфатами бария и стронция, как
наиболее распространенными компонентами. Солеотложения могут
образовываться из соленой (пластовой воды), когда имеют место
изменения в давлении и температуре, или когда перемешаны две
несовместимые жидкости.
Проблемы солеотложения могут возникнуть в различных
обстоятельствах:
•Во время бурения и завершения бурения скважины, если буровой
раствор или жидкость для завершения бурения несовместимы с
пластовой водой.
•На этапе ввода в эксплуатацию новых инжекторов, если вода для
закачки несовместима с пластовой водой.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
•В процессе добычи, когда из скважины начинает
поступать пластовая вода с углеводородами.
•Во время обработки потока из скважины, когда
значительное количество поступившей воды ставит
под угрозу технологического оборудование.
•При смешанном производстве, когда потоки из
различных пластов, природных резервуаров
углеводородов (коллекторов) или отдельных
скважин смешиваются, что может еще больше
ухудшить ситуацию.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Прогнозирование
Решение
проблемы
Обеспечение
потока
Мониторин
г
Предотвращение
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Применяемые химические реагенты:
•Депрессант для понижения температуры застывания
•Ингибитор парафинов
•Диспергатор асфальтенов
•Ингибитор гидратов
•Ингибитор солеотложений
•Уменьшитель сопротивления (уменьшитель турбулентности)
•Пеногаситель / Антивспениватель
9
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Многопоточный препарат HCD (уменьшение вязкости и сопротивления в
трубопроводе)
Многопоточный препарат HCD является революционным разжижающим
продуктом, специально разработанным учеными и инженерами для
предотвращения и/или удаления имеющихся отложений в трубопроводах
транспортировки нефти.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Как это работает:
Разжижение осуществляется за счет разрушения Многопоточным
препаратом HCD химических связей, которые существуют между
отдельными углеводородными цепями, и их замены на меньшие
углеводородные цепи.
Многопоточный препарат HCD разжижает углеводородные цепи в любых
отложениях, снижая имеющееся ограничение потока в трубопроводах,
вызванное АСПО.
Этот процесс снижает также коррозию трубопроводов под отложениями,
увеличивает размер сечения трубопроводов и снижает отложения слоев
шлама на стенках трубопроводов.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Область применения:
•Замена "скребкования" («пиггинг») для очистки трубопроводов
•Трубопроводы транспортировки с танкеров в береговые
трубопроводы
•Трубопроводы от скважин в резервуары для хранения нефти.
Преимущества:
•Быстрая очистка трубопроводов
•Устраняется риск "застревания скребка –пига»
•Снижает вязкость нефти/ увеличивает пропускную способность
трубопровода
•Не токсичен
•Биоразлагаем
•Поднимает удельный вес (в градусах по API)
•Не связан с примением опасных продуктов
•Снижает требования к нагреванию или паропроводам.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Многопоточный препарат HCD вводит углеродную молекулярную смесь
в производимый скважиной флюид, что предотвращает молекулярную
агрегацию парафинов, асфальтенов и смол.
Этот механизм позволяет Многопоточному препарату HCD создать
длительное обеспечения потока как в трубопроводах, так и в
резервуарах для хранения сырой нефти.
Многопоточный препарат HCD не является полимером, или
поверхностно-активным веществом или обычным улучшителем потока
(УП), - Многопоточный препарат HCD является молекулярным
дисагрегатором.
Типа препарата
Риск потери в
воде
Полимеры
ПАВы
УП
Препарат HCD
Да
Да
Да
Нет
Возможные проблемы потока
Эффективность
Контроль
для широкого
Основных
диапазона типов твердых частиц и
сырой нефти
воды (ОТЧиВ)
Средняя
Средняя
Плохая
Отличная
Плохой
Средний
Плохой
Отличный
Влияние на сдвиг
(при включении)
Плохое
Плохое
Среднее
Отличное
13
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Многопоточный препарат HCD атакует первопричину связей парафина и
агрегации асфальтенов прерыванием молекулярных сил (Лондоновские
дисперсионные силы), ответственных за увеличение вязкости и
затвердевания, освобождая отдельные молекулы из этих структур, - в
результате обеспечивается разжижение и обеспечение улучшение потока
нефти в трубопроводе.
Многопоточный препарат HCD обеспечивает непосредственно в потоке
быстрое разделение фаз воды и нефти, разрушая эмульсию и ликвидируя
пену.
Многопоточный препарат HCD предотвращает также отложение
углеводородных твердых веществ (нефтешлама) на стенах трубопроводов и
резервуарах для хранения нефти.
Многопоточный препарат HCD также предотвращает отложение
углеводородов в теплообменниках, гидроциклонах и другом
технологическом оборудовании, уязвимим к АСПО.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Многопоточный препарат HCD является многофункциональным
реагентом - это один химический препарат, который заменяет
необходимость применения:
 Депрессантов понижения точки застывания
 Реагентов для контроля твердых частиц и воды
 Деэмульгаторов
 Антипенных препаратов
 Антипарафиновых средств (химический «пиггинг»)
 Нагревания (Экономия средств на эксплуатацию паро- и
теплоообменников).
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Многопоточный препарат HCD имеет следующие преимущества
по сравнению с альтернативными химическими реагентами:
•Высокая температура вспышки: + 97 °С, поэтому он остается в
добытой нефти.
•Является гидрофобным продуктом не на водной основе, поэтому
не загрязняет водную фазу.
•Органическая молекулярная смесь (не вредит качеству нефти и не
влияет на процессы ее переработки на НПЗ)
•Не токсичен
•Не летуч
•Является простой в применении жидкостью.
•Предотвращает коррозию под отложениями.
•Применим при сверх-низких температурах окружающей среды.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Международный комитет по экологической безопасности и охране труда
наградил Многопоточный препарат HCD дипломом «Безопасный продукт».
Многопоточный препарат HCD был выбран потому, что он играет важную роль в
снижении необходимости применения вредных химических реагентов при добыче и
транспортировке нефти, а также сделал добычу нефти более эффективной. Кроме
того, Многопоточный препарат HCD признается за то, что он не токсичен и
заменяет химические вещества, которые вызывают вредные воздействия на
персонал и окружающую среду. Химические вещества, которые заменяет
Многопоточный препарат HCD, обладают высокой токсичностью и они включают в
себя обычные препараты для обеспечения потока нефти, такие как смеси бензол,
толуол и ксилол (BTXs). Многопоточный препарат HCD также заменяет
определенные технологии применения полимеров и мономеров , а также агентов,
депресантов точки застывания, многие из которых являются чрезвычайно
токсичными для морской среды и водных организмов.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Пример применения 1:
Применение Многопоточного препарата HCD для снижения вязкости
нефти
Нефтяное месторождение Соуеди, Сирия: Обеспечение потока, 2010 год
Характеристики сырой нефти:
Тяжелая нефть с парафинами и асфальтенами: API 9 - 12
Высокая вязкость - 200 000 сантипуаз при 20 °C
Клиент: SPC (Сирийская Нефтяная Компания)
Введение: Обеспечение потока нефти в трубопроводе транспортировки
путем уменьшения ее вязкости, вызванной АСПО.
Цель: Цель исследования была введение Многопоточного препарата HCD в
трубопровод на устье скважины таким образом, чтобы адекватно смешать
химический продукт с сырой высоко-вязкой нефтью.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Результаты замерялись с определением сопротивления в трубопроводе и
расхода потока нефти на сборной станции. Кроме этого, выборочных пробы
на содержание парафина и асфальтенов были взяты из задвижки на конце
трубопровода протяженностью 5 км.
Скважина производит 10 м ³ жидкости в день с обводненностью 20%.
Плотность нефти (в градусах API) составляет от 9,0 до 12,0 ( по данным
анализов скважины).
Петро-Генезис
Дата
Обеспечение потока в
трубопроводе
Доза, мг/л, в расчете
только на нефть (8
м3)
Давление, атм
Увеличение потока
от 10 м3
(обводненность
20%; сырая нефть80%)
Парафины, %
Асфальтены. %
22
+ 0%
24
3,75
21
-15%
23
4
Контроль
0
27/09/2010
200
28/09/2010
200
29/09/2010
200
20
-10%
22
4,5
30/09/2010
200
18-19
+12%
22
4
01/10/2010
250
16
+18%
22
3,2
02/10/2010
250
11
+30%
15
3,7
03/10/2010
250
9,4
+37%
10,5
2
04/10/2010
450
9,0
+54%
9
1,7
05/10/2010
450
8,2
+72%
7
1,5
06/10/2010
450
8,0
+70%
6
1,2
07/10/2010
600
7,0
+89%
5
1,1
08/10/2010
600
5,0
+97%
3
0,8
09/10/2010
750
3,8
+98%
3
0,8
10/10/2010
750
2,0
+102%
2
0,5
11/10/2010
250
3,0
+96%
5
0,55
12/10/2010
240
6,0
+80%
6
0,95
13/10/2010
240
6,5
+65%
5
1,1
14/10/2010
240
6,4
+71%
6
1,35
15/10/2010
0
7,2
+40%
12
2,1
16/10/2010
0
9,0
+42%
18
3,2
17/10/2010
0
9,8
+37%
22
3,75
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Краткое изложение результатов:
•Молекулярная смесь Многопоточного препарата HCD была использована для обработки
тяжелой нефти, содержащей парафины и асфальтены.
•Начальное снижение расхода потока нефти связано со снижением свободного сечения
трубопровода в связи с отрывом и переходом в суспензию отложений со стенок
трубопровода.
•После 3-х дней обработки свободное сечения трубопровода стабилировалось и расход
потока нефти увеличился.
•Даже при температуре в среднем 12 °С, что на 53 оС ниже температуры точки
застывания, – препарат снизил уровень парафинов и обеспечил увеличение потока.
•Уровень асфальтенов был уменьшен с аналогичной эффективностью.
• Наблюдалось увеличение плотности (в градусах API) в обработанной нефти с 11 до
около 13,7 (доза 600 мг/л) и около 15,2 (при 1000 мг/л).
•Для оптимальной экономической эффективности рекомендуемая доза препарата
составляет около 600 мг/л.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Пример применения 2:
Применение Многопоточного препарата HCD для удаления парафинов,
асфальтенов, контроля твердых частиц и воды в трубопроводе на
нефтяной платформе Путери, Малайзия.
Сырая нефть Путери имеет очень высокую температуру застывания изза высокого содержания парафина. Температура застывания нефти
Путери составляет 47 - 49 °C
Клиент: Ньюфилд (NFX)
Петронас Каригали
Место применения: Нефтяные скважины (от - 1300 м до устья
скважины) и трубопровод протяженностью 14 км от платформы Путери
до плавучей установки для хранения и отгрузки нефти.
22
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Температура застывания в
зависимости от дозы препарата
Зеленый – температура застывания
Оранжевый-температура повторного разжижения
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Результаты вибрационных испытаний
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Содержание Основных Твердых Частиц и Воды (ОТЧиВ) на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки
нефти (ПУДХиОН)– после 3-го сепаратора (на линии к резервуару хранения)
ОТЧиВ является технической характеристикой определенных примесей в сырой нефти. Когда нефть извлекается из
нефтеносного пласта, она содержит некоторое количество воды и взвешенных твердых частиц из пласта коллектора. Основная
часть воды и твердых веществ обычно отделяется на нефтяном поле, чтобы свести к минимуму количество, которое будет
транспортироваться дальше . Остаточное содержание этих нежелательных примесей измеряется как ОТЧиВ.
ОТЧиВ после 3-го сепаратора
До применения препарата
Базовые данные
4,5%
В период испытаний
200 мг/л (День 3)
300 мг/л (День 4)
400 мг/л (День 5)
1,2 %
1,8%
1,2%
После испытаний
15 декабря, утро
15 декабря, вечер
16 декабря, утро
16 декабря, вечер
4,5%
3,8%
4,8%
4,5%
Результаты убедительно
показывают, что препарат HCD
оказывая влияние на сырую нефть
(делает ее гидрофобной), что
приводит к уменьшению воды в
нефти в 3,3 раза. Эти цифры для
нефти Путери, смешанной с нефтью
месторождения Пенара. Если бы
нефть Пенара тоже обрабатывалась
препаратом HCD, то смесь отвечала
бы спецификации (менее 0,5%) до
поступления в ПУДХиОН, в
результате чего были бы достигнуты
большие экономические выгоды от
разделения нефти и воды при
транспортировке перед ПУДХиОН.
25
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Наблюдения и Основные Выводы
Обеспечение потока:
Многопоточный препарат HCD превосходит по эффективности все известные
препараты при тех же дозах.
Инжектирование с применением химических сердечников (mandrel) оказалось
очень эффективным – обеспечивается оптимальное смешивание препарата с
нефтью.
Дополнительная инжектирование на устье скважины оказывает некоторое
влияние, но не обеспечивает возможности использования химических
сердечников для смешения.
При более высоких дозах препарата, температуры застывания и повторного
разжижения расходятся. Это может быть отчасти связано с условиями испытаний;
более медленное нагревание обеспечит более точный анализ.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Наблюдения и основные выводы
Основные твердые частицы и вода (ОТЧиВ):
Эффективность применения Многопоточного препарата HCD при вибрационных
испытаниях: отделение захваченной воды, когда нефть поднимается, имеет
серьезные экономические выгоды.
Применение Многопоточного препарата HCD для снижения уровня ОТЧиВ после
третьего сепаратора на ПУДХиОН в 3,5 раза имеет серьезные экономические
выгоды, особенно в связи с:
A) Со снижением закупочной цены на нефть, если она не соответствует
спецификации по остаточному содержанию твердых частиц и воды.
Б) Экономия на линии отделения воды на ПУДХиОН (Экономия средств на
поверхностно-активных вещества; деэмульгаторы, а также затраты времени и
энергии).
Эти результаты получены при смешении сырой нефти платформ Путери и
Пинара. Если бы препарат HCD вводился на обеих платформах, то показания
ОТЧиВ соответствовали бы спецификации еще до переработки нефти на
ПУДХиОН.
Петро-Генезис
Обеспечение потока в
трубопроводе
Контактная информация:
Ист Кост Дистрибюшен, Инк.,
США
Эксклюзивный дистрибьютор
препаратов HCD и технологии
компании ПетроГенезис, США
в cтранах Восточной Европы, СНГ,
Грузии и Балтии
www.ecd-usa.com
E-Mail: info@ecd-usa.com