В практике добычи и транспортировки нефти широко применяются различные методы предотвращения образования АСПО, а также удаления образовавшихся отложений с поверхностей нефтяного оборудования и призабойной зоны пласта - механические, химико-механические, термические, физические, химические, физико-химические и их различные комбинации. При выборе метода предупреждения или профилактического удаления отложений АСП следует учитывать, что эффективность метода зависит от способа добычи, а также от состава и свойства добываемой продукции. Следует отметить и то, что при выборе способа обработки скважины необходимо учитывать такие основные параметры, как: интервал возможного парафинообразования и интенсивность отложений на стенках оборудования. Термические методы применяются как для удаления, так и для предотвращения образований АСПО. Предотвращение образований АСПO проводится путём поддержания температуры нефти выше температуры плавления парафина с помощью электронагревателей (греющий кабель, электроподогрев), горение термита в призабойной зоне пласта и т.д.
Но наиболее распространенным способом борьбы с АСПО является промывка скважин горячей нефтью. Данная промывка представляет собой закачку в затрубное пространство скважины подогретой нефти (до 110 0С в зависимости от способа эксплуатации скважины) агрегатом АДП. При этом горячая нефть нагревает НКТ, а восходящий поток выносит растворенные отложения. Необходимо отметить, что данный метод эффективен на скважинах, оборудованных УШНГ, и фонтанных скважинах. На скважинах, эксплуатируемых с помощью УЭЦН, вследствие ограничения давления (не больше 90 атм.) и температуры (80 0С) закачки, удаление и вынос АСПО практически не происходит.
Данный способ имеет главный недостаток – большие тепловые потери.
Из-за высокой температуры плавления смол и асфальтенов при промывке имеют место высокие начальные и конечные давления прокачки. Как показали исследования, вынос смол и асфальтенов на большинстве скважин начинается только после прокачки 30 м3. Для увеличения эффективности использования АДП необходимо своевременно корректировать и соблюдать межочистной период скважин, а также планировать объем прокачки индивидуально для каждой скважины.,
Перспективным методом увеличения эффективности является комбинированное применение горячей промывки и ПАВ, обладающих отмывающими свойствами, или растворителей АСПО.
Механические методы используют в основном для периодического удаления АСПО- компонентов с поверхностей нефтяного оборудования, лифтов, а также с внутренних поверхностей нефтепроводов, коллекторов и т.д. Для этого применяют скребки различных конструкций, эластичные шары, перемешивающие устройства.
На скважинах, оборудованных УШГН, применяются скребки-центраторы различных конструкций (удаление отложений внутри НКТ), а также скребки различных конструкций для очистки эксплуатационных колонн. Опыт эксплуатации скребков-центраторов в НГДУ показал, что наиболее эффективно применять напаянные скребки-центраторы в комбинации со штанговращателями. Хотя возможны такие негативные последствия, как разрушение скребков, ведущее к снижению циркуляции в НКТ.
Химико-механические методы предусматривают совместное механическое и физико-химическое воздействие водных растворов технических моющих средств (ТМС) на АСПО и очищаемую поверхность. Данные методы применяются для струйной очистки от АСПО емкостей, резервуаров; циркуляционной очистки от отложений АСП скважин, трубопроводов; струйной, пароструйной, пароводоструйной, погружной очистки деталей нефтепромыслoвого оборудования.
Физические методы борьбы с АСПО предусматривают применение электромагнитных колебаний (магнитные активаторы различных модификаций), ультразвука (звукомагнитные активаторы), покрытие твёрдых поверхностей эмалями, стеклом, бакелитовым лаком и т.д. На месторождениях НГДУ использовались магнитные и звукомагнитные активаторы. Магнитные активаторы способствуют образованию крупных кристаллов парафина, не способных осаждаться на стенках оборудования. В результате вся масса парафина выносится в нефтесборный коллектор.
Химические методы включают в себя использование различных реагентов, полимеров, ПАВ: ингибиторы парафиноотложений, смачивателей, ПАВ-удалителей, растворителей и т.д. Из химических методов борьбы с парафином применяется промывка скважин растворителями (в частности, бензиновой фракцией). Наряду с высокой эффективностью данный способ имеет большие экономические затраты, поэтому обработка химическими реагентами используется в основном на скважинах, где применение других способов борьбы с АСПО не является возможным или более эффективным.
В заключение можно отметить, что в настоящее время на предприятиях нефтяной и химической промышленности выпускаются современные и высокоэффективные химические реагент: ингибиторы парафиноотложений типа ТПНХ-1, многофункциональные реагенты типа МЛ и ТЕМП различных модификаций. Данные реагенты можно использовать как для предупреждения и удаления АСПО с нефтяного оборудования, так и для очистки призабойной зоны пласта, а также при глушении скважин, что способствует улучшению фильтрационной зоны пласта и облегчению освоения скважин.
Утечка жидкости через зазор пары «цилиндр-плунжер»
Увеличение зазора между цилиндром и плунжером из-за чрезмерного износа
Поднять насос и списать
14.
Естественное фонтанирование скважин
Большое забойное давление
15.
Низкая посадка плунжера
Удар нижнего конца плунжера о цилиндр
Приподнять колонну штанг на величину запаса хода насоса
Подбор УСШН
Ниже приводятся основные положения по подбору УСШН.
1. Исходя из характеристик продуктивного пласта задаемся значением требуемого забойного давления РЗАБ или проектным отбором жидкости из скважины QЖ, то РЗАБ рассчитывается по формуле:
,
где:
РЗАБ – забойное давление, МПа;
РПЛ – пластовое давление, МПа;
QЖ – дебит скважины, м3/сут.;
В – обводненность продукции, доли;
вн- объемный коэффициент;
кПР – коэффициент продуктивности, м3/сут., МПа.
2. Исходя из наличия конкретных типов СК, выбирается диаметр насоса из соотношения:
,
где:
РПЛ – расчетная площадь сечения плунжера, см2;
n – число качаний, мин-1;
SМАХ – максимальная длина хода;
ВН – коэффициент наполнения насоса;
(для Вачимского м/р – пласты АС7-Б, АС9-10 и для Комарьинского м/р – пласт АС-9 – принимается: ВН – 0,7 при обводненности до 50%;
ВН – 0,8 при обводненности более 50% и для остальных м/р;
ВН – 0,8 при обводненности до 50%;
ВН – 0,9 при обводненности более 50%).
Используя таблицу 1, выбирается типоразмер насоса. Если РПЛ оказалась не равным стандартному значению, то выбирают ближайший больший типоразмер.
Таблица 1
Условный диаметр насоса
Площадь сечения плунжера, см2
6,15
8,04
11,34
14,51
23,75
36,3
3. Рассчитывается глубина установки насоса.
Для расчета глубины установки насоса необходимо рассчитать допустимое давление на приеме насоса:
РПН = РЛ + 0,5 + 0,3 * РНАС * (1 – В),
где:
РПН – давление на приеме насоса, МПа;
РНАС - давление насыщения, МПа;
РЛ – линейное давление, МПа.
,
LH – глубина спуска насоса по вертикали, м;
LСКВ – глубина скважины по вертикали, м;
YЖ – удельный вес жидкости ниже приема насоса, кг/м3.
В зависимости от обводненности продукции удельный вес жидкости ниже приема насоса принимается:
- равным 930 кг/м3 при обводненности менее 40%;
- равным 1000 кг/м3 при обводненности более 40%;
4. Группа посадки цилиндра при глубинах спуска насоса до 1600 м выбирается исходя из следующих условий:
II группа посадки – для скважин:
- вводимых из бурения, причем насос при этом рекомендуется применять невставного типа;
- имеющих обводненность 40-60%, когда образуются высоковязкие эмульсии;
- всех месторождений при выносе мех.примесей более 1,3 г/л.
I группа посадки для скважин обводненностью до 40% и более 60%.
5. Колонна НКТ и насосных штанг подбирается в соответствии с приложением 16.
Список дополнительного подземного оборудования,используемого в ПРЦГНО
№п/п
Наименование
Сокр.обоз.
№п/п
Наименование
Сокр.обоз.
Автосцеп для труб 2’’
Автосцеп для труб 2 ½’’
Замковая опора манжетная
Замковая опора 28/32
Замковая опора 38/44
Сбивной клапан ШГН
Опрессовочный клапан
Сбивной клапан УШВН
Опрессовочная головка
Пакер-отсекатель «Гайберсон»
Клапан-отсекатель для ШГН
Патрубок-фильтр НКТ 73 мм
Песочный якорь НКТ-73 мм
Якорь газовый НКТ-73 мм
Якорь газовый НКТ-89 мм
Якорь газовый
НКТ-114 мм
Шламоуловитель
Многофункциональный клапан ЭЦН
Перепускной клапан
Пакер механический
Для колонны d=139,7
Пакер механический
Для колонны d=146
Пакер механический
Для колонны d=168
Противоотворотное устройство
Мембранный клапан
Магнитный активатор
Центратор роликовый
Центратор «Уфа»
Центратор «Комгорт»
Центратор «Тюмень»
Центратор «Ижевск»
Центратор «Griffin»
Центратор «Bornemann»
Центрирующий фонарь
ЯГ-114
ШЛУ
МФК
Пер/кл
Я 139,7
Я 146
Я 168
ПОУ
М/кл
МА
ЦР
ЦУ
ЦК
ЦТ
ЦИ
Gr
Br
фон
Теоретическая подача УСШН при N= …
Длина хода
N=4
насос
0,9
1,2
1,4
1,5
1,6
1,8
2,0
2,1
2,5
3,0
3,5
4,0
НВ-29
НВ-32
НВ-38
НВ-44
НН-57
N=5
насос
0,9
1,2
1,4
1,5
1,6
1,8
2,0
2,1
2,5
3,0
3,5
4,0
НВ-29
НВ-32
НВ-38
НВ-44
НН-57
N=6
насос
0,9
1,2
1,4
1,5
1,6
1,8
2,0
2,1
2,5
3,0
3,5
4,0
НВ-29
НВ-32
НВ-38
НВ-44
НН-57
N=7
насос
0,9
1,2
1,4
1,5
1,6
1,8
2,0
2,1
2,5
3,0
3,5
4,0
НВ-29
НВ-32
НВ-38
НВ-44
НН-57
N=8
насос
0,9
1,2
1,4
1,5
1,6
1,8
2,0
2,1
2,5
3,0
3,5
4,0
НВ-29
НВ-32
НВ-38
НВ-44
НН-57
Предельные глубины спуска одноразмерной колонны труб отечественного производства в скважины,оборудованные УСШН.
D трубы,мм
Толщина стенки трубы,мм
Предельные глубины спуска колонны труб по маркам стали
Условн.
Наружн.
Внутр.
Д
К
Е
Л
Гладкие трубы
5,5
Трубы с высаженными наружу концами
5,5
Предельные глубины спуска одноразмерной колонны труб зарубежного производства по стандарту АРI в скважины,оборудованные УСШН.
D трубы,мм
Толщина стенки трубы,мм
Предельные глубины спуска колонны труб по маркам стали
Условн.
Наружн.
Внутр.
Н-40
J-55
C-75
N-80
(L-80)
P-105
Гладкие трубы
57,4
5,5
7,8
Трубы с высаженными наружу концами
57,4
5,5
7,8
Одноступенчатая колонна штанг подбирается в исключительных случаях, когда нет в наличии нужных типоразмеров.
Примечание: компоновка насосных штанг из стали 20РМ (=90 Мпа) подбирается в том случае,когда насосные штанги новые и имеются точные сведения о марке стали.В остальных случаях, в т.ч., когда используются штанги б/у, компоновка насосных штанг подбирается из первой части таблицы (=70 Мпа).
Рекомендуемые конструкции колонны штанг
колонна
Диаметр штанг,мм
Диаметр насоса,мм
2-х ступенчатая
3-х ступенчатая
Длина хода полированного штока,м
Тип СК
Порядковый номер отверстия от вала кривошипа
СК8
СКД8
ПФ8
ПШГН8
UP-9T
СКС8
Lufkin
1.8
1.2
1.8
1.2
0.9
1.4
1.7
2.1
1.6
2.1
1.6
1.2
1.8
2.16
2.5
2,5
1,5
2,1
2,59
2,5
2,5
2,5
3,05
3,5
3,5
2,5
Применение центраторов штанговых колонн на ШВН,ШГН.
ШГН
На ШГН применение центраторов производится с целью предупреждения истираний муфт штанг и НКТ.
Применяются центраторы роликовые и невращающиеся (уфимского и ижевского производства и завода «Нефтегазтехника и К» г.Тюмень).
Роликовые центраторы по своей конструктивной особенности позволяют применять их только в интервалах, подверженных наименьшей нагрузке, поэтому их установка возможна по всей подвеске штанг, за исключением интервала до 100-150 м от устья.
Невращающиеся можно применять в любых интервалах, но нежелательно применение под полированным штоком, т.к. это может привести к обрыву по телу данных центраторов. Центраторы «Нефтегазтехника и К» применяются только на отечественных штангах (из-за разницы длины муфт по сравнению с импортными).
Таблица комплектации и технические характеристики УЭЦН,УЭЦП и ЭЦВ-10.