АСПО 3

АСПО
МЕТОДЫ БОРЬБЫ
1
Методы борьбы с АСПО
Применяемые в настоящее время методы
борьбы с АСПО могут классифицироваться по
принципу и по результату воздействия.
В соответствии с первой классификацией
методы делятся на: тепловые, химические,
физические, технологические, механические,
биологические.
Вторая классификация делит методы борьбы
на предотвращающие выпадение АСПО и
удаляющие АСПО.
2
Методы
предотвращения
образования АСПО
Применение
трубопроводов с
внутренним гладким
покрытием
Химические
Физические
Технологические
Смачивающие
Вибрационные
Применение
высоконапорных систем
сбора
Модификаторы и
депрессаторы
Воздействие магнитных
и электромагнитных
полей
Термообработка нефти
Ингибиторы моющего
типа
3
Классификация методов предотвращения образования
асфальто-смоло-парафиновых отложений
4
Тепловые методы
Наиболее распространенным и наименее технологичным
методом тепловой обработки скважин, трубопроводов и
технологического оборудования является применение горячих
теплоносителей.
В
качестве
теплоносителей
часто
используют добываемый флюид, то есть нефть, газовый
конденсат. При этом, для промывки, например, одной
скважины требуется нагреть до 100 °С и прокачать, не менее
30 м3 нефти, которая затем сливается в шламовый резервуар и
выпадает
из
объемов
добычи.
Потери
прибыли
нефтегазодобывающих предприятий при данном способе
очистки скважин составляют порядка 10 млн. руб. в год с
каждой скважины осложненной парафинизацией
5
Схема установки для тепловой обработки скважины горячим
теплоносителем ОППС ЗАО ЭЛКАМ-НЕФТЕМАШ:
1 – эксплуатационная колонна; 2 – колонна НКТ; 3 – насос;
4 –фонтанная арматура; 5 – выкид в систему сбора продукции;
6 – агрегат депарафинизационный промывочный
6
Агрегат для депарафинизации скважин
АДПМ 12/150
7
Одним из видов тепловой обработки скважин
является
использование
электрических
нагревательных кабельных линий. Принцип
их действия относительно прост: к кустам
подводится высоковольтная линия, к которой
через
понижающий
трансформатор,
подключается
кабель
с
реактивным
сопротивлением. Этот кабель спускается в
скважину
и
за
счет
преобразования
электрической
энергии
в
тепловую,
поддерживает
температуру
насоснокомпрессорной трубы на уровне 80 °С, для
8
предотвращения отложений АСПО
Установка для спуска нагревательного кабеля и
депарафинизации.
9
Греющий кабель
10
Данный способ обеспечивает 100% предотвращение
образования АСПО в скважине, но вместе с тем он
очень дорог. Если нефтедобывающее предприятие
приобретает
электроэнергию
у
сторонних
поставщиков по рыночным ценам, то затраты на
реализацию данной схемы предотвращения АСПО,
практически сведут на нет рентабельность
нефтедобычи. Однако, при наличии избытка
собственных
генерирующих
мощностей,
газотурбинных
установок,
работающих
на
добываемом попутном газе, реализация данной
схемы представляется наиболее оптимальным
решением.
11
Тепловым методом обработки является и закачка водяного
пара, вместо воды под высоким давлением через систему
ППД. Благодаря повышенной температуре (около 300 °С) пар
разогревает нефть и обеспечивает приток в призабойную зону
подогретой нефти, благодаря этому уровень различных
отложений, в том числе и АСПО, значительно снижается.
Однако данный способ чрезвычайно энергозатратен и поэтому
может быть реализован лишь в отдельных случаях. Наиболее
современным способом тепловой обработки скважин и
трубопроводов является их прогрев СВЧ излучением. Такие
методики
относительно
недавно
применяются
и
демонстрируют хорошую эффективность. При этом, они
сохраняют многие недостатки, характерные для большинства
методов
тепловой
обработки:
требуется
остановка
оборудования, высоки энергозатраты и капитальные затраты
на приобретение оборудования.
12
Схема
нефтевытеснения
и прогрева нефти
водяным паром
13
Паровая передвижная установка ППУА 1600/100
14
Механические методы
К механическим способам удаления АСПО
обычно относят применение скребков
различной конструкции. Скребок – это
устройство, двигающееся в полости трубы, за
счет создаваемого подпора перекачиваемой
жидкости или привода штанги, своими
элементами, заполняющий весь внутренний
диаметр трубы. Путем реализации различных
схем,
скребок
очищает
внутреннюю
поверхность трубопровода от налипших
отложений солей, парафинов и газовых
15
гидратов.
Очистные
скребки
разнообразных
конструкций: «мягкие» скребки (из
пеноматериалов); стержневые дисковые
скребки со скребковыми манжетами;
стержневые
дисковые
скребки
с
коническими манжетами; стержневые
дисковые скребки со скребковыми
манжетами, оборудованные ножами и
щетками; скребки двунаправленного
перемещения, монолитные скребки и др.
16
17
Мягкий очистной скребок
18
19
20
Современные конструкции скребков достаточно эффективны для
удаления АСПО, но их применение чаще всего, требует остановки
технологического оборудования. Кроме этого, применение данных
устройств не возможно на скважинах оборудованных штангоглубинными насосами (ШГН), а в трубопроводах, возможно только
на отдельных прямых участках оборудованных загрузочными и
разгрузочными камерами, байпасными линиями и постоянным
диаметром трубы. Применение же их в другом технологическом
оборудовании не возможно. Очевидно, что использование скребков наименее затратный способ очистки скважин и трубопроводов, но
область применения его достаточно ограничена, кроме этого, частая
остановка технологического оборудования для ремонта (очистки),
также снижает рентабельность нефтедобычи.
Очистка труб и технологического оборудования вручную тоже
является одним из разновидностей методов механической очистки, но
в современных условиях, чаще всего, он применяется при ремонте
сложного технологического оборудования (сепараторы, отстойники,
21
электродегидраторы, резервуары).
Механические методы
Лебедка Сулейманова
Лебедка
Фреза
22
Применение лебедки Сулейманова эффективно как при удалении уже
образовавшихся отложений, так и при их предупреждении. Устройство
выполнено в виде модульной конструкции, содержащей редуктор, барабан
для проволоки, устройство контроля натяжения проволоки, контроллера
системы управления работой лебедки по заданной программе. Ею
предусмотрена работа как в автоматическом, так и в ручном режиме.
Работает лебедка Сулейманова очень просто. Подвешенный на проволоку
скребок опускается в скважину на заданную глубину, после чего
поднимается вверх. С помощью этой несложной операции и очищаются
стенки НКТ от парафина, и скважина начинает свободно «дышать». Работа
лебедки может выполняться и непрерывно, и периодично, она монтируется
на лубрикаторе устьевой арматуры скважины, а станция управления — в
непосредственной близости. Состояние лебедки, т.е. находится ли она в
работе либо остановлена, выводится на систему телемеханики ЦДНГ. Здесь
специалисты следят за работой данного оборудования.
Необходимость использования механической депарафинизации скважины
(МДС) вызвана большей трудоемкостью ручного производства спуска и
подъема скребков на скважинах с активными парафиноотложениями, а
также отдаленностью кустовых площадок от цеха. Метод лебедки
23
Сулейманова обеспечивает продолжительный период работы скважин,
позволяет не допускать снижения подачи глубинно-насосного
оборудования (ГНО) из-за отложений АСПО.
24
Необходимо
уметь
рассчитать
минимальный объем АСПО Vmin, который,
накапливаясь перед скребком при его
движении по трубопроводу («пробка»
АСПО), может привести к остановке
скребка.
𝝅𝒅𝟑 ∆𝒑
Vmin=
⦁ ,
𝟏𝟔
𝝉
где Δp перепада давления (перед скребком и за
ним), кПа, d – диаметр трубы, мм, τ –
напряжение
сдвига
при
внутреннем25
скольжении слоев АСПО, Па.
Биологические методы
Биологические способы удаления АСПО применяются
совсем недавно и, в основном, заключаются в применении
анаэробных, аэробных и других бактерий включая споры
грибов. Тяжелые органические компоненты нефтей
являются
питательным
продуктом
для
таких
микроорганизмов, которые в процессе метаболизма
преобразуют их в более легкие соединения, либо
полностью разлагают до углекислого газа, воды, оксидов
серы и азота.
Однако переработка АСПО таким способом может идти
месяцы и годы, что не всегда приемлемо в
технологических условиях. Очевидно, такой тип
воздействия
применим
для
технологического
оборудования,
не
требующего
частого
ремонта
26
(резервуары, отстойники).
Технологические методы
К технологическим методам борьбы с АСПО обычно
относят: использование гофрированных труб для
целенаправленного удаления АСПО; очистка потока
нефти от механических примесей, минимизация
сбросов давления, в том числе за счет сужения и
расширения диаметра трубопровода при транспорте
парафинистой нефти, снижение содержания воды в
транспортируемой
парафинистой
нефти,
регулирование
режима
течения
жидкости.
Большинство
этих
мер
целесообразно
реализовывать
при
проектировании
месторождений, так как их применение позволяет
снизить интенсивность отложений АСПО, в целом,27
до 40%, однако полностью проблему АСПО не
решает.
Выпадение АСПО в гофрированной трубе
Схема наиболее вероятных мест выпадения АСПО
28
Для предотвращения отложения парафина при добыче,
хранении и транспортировке нефти применяются:
 теплоизоляция трубопроводов
29
«Промысловые и магистральные трубопроводы
со стеклоэмалью»
30
Физические методы
Физические методы борьбы с АСПО, называют "технологиями
внешних силовых полей". Принято считать, что данные
методы наиболее прогрессивные и перспективные для
решения нефтепромысловых задач. Это связано с тем, что в
процессах добычи, подготовки и перекачки нефти, почти
отсутствуют химические превращения, а все процессы
протекают
под
действием
физических
законов
межмолекулярных взаимодействий. Однако пока, данные
методы не применяются широко и далеко не все из них
обладают высокой эффективностью. Это связано со
сложностью оборудования, объектов обработки и низким
уровнем теоретизации процессов, которые на нефтепромыслах
часто протекают иначе, чем в лаборатории, при этом есть и
31
вполне успешные примеры применения такого рода
оборудования.
Методы, относимые к физическим, основаны на воздействии механических
и ультразвуковых колебаний (вибрационные методы), а также магнитных и
электромагнитных полей на добываемую и транспортируемую продукцию.
32
Классификация физических методов предотвращения образования
асфальто-смоло-парафиновых отложений