СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ Российский патент 2006 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для прогнозирования отложения солей в трубопроводе.

Известен способ диагностики отложений асфальтосмолопарафиновых веществ в скважине при добыче нефти, включающий применение калиброванного инструмента на гибком тяговом органе внутри колонны насосно-компрессорных труб с последующим определением интенсивности отложений, одновременно с перемещением калиброванного инструмента от забоя к устью скважины измеряют величины статического и динамического натяжений гибкого тягового органа, а определение интенсивности отложений производят по различию величин динамического и статического натяжений гибкого и тягового органа на всем интервале отложений по длине колонны насосно-компрессорных труб. (см. патент SU №1609971, Е 21 В 37/00, бюл. №44, 1990 г.).

Использование известного способа возможно только в вертикально расположенных трубопроводах, а в горизонтально расположенных трубопроводах способ не применим.

Известен также способ прогнозирования солеотложения при добыче обводненной нефти из скважины, включающий отбор проб добываемой жидкости, определение ее обводненности, концентрации солеобразующих ионов в попутно добываемой воде, определение средней скорости потока жидкости, а о начале солеотложения судят по превышению фактического коэффициента стабильности воды над критическим коэффициентом стабильности. Последний определяется по формуле

при обводненности В=5-35% и по формуле К_С.Ср=2,05-1,235·10^-2·В при обводненности В=35-85%, где V - средняя скорость потока жидкости в насосно-компрессорных трубах, м/с; d - внутренний диаметр насосно-компрессорных труб, м. (см. А.Св. SU №1553663, Е 21 В 47/12, бюл. №12, 1990 г.).

Однако данный способ не применим при смешении продукции со всех скважин.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности прогнозирования солеотложений в системе трубопроводов нефтегазосбора на ранней стадии их работы при смешении продукции со всех скважин.

Задача решается тем, что в известном способе прогнозирования отложения солей, включающем определение концентрации солеобразующих ионов в пластовых водах, производят расчет суточного количества соли, откладывающейся в трубопроводе после смешения продукции со всех скважин, а время полного перекрытия трубопровода солеотложениями определяют по следующей зависимости:

где Т - время полного перекрытия трубопровода, сут;

D - внутренний диаметр трубопровода, м;

L - длина трубопровода, осложненная отложениями солей, м;

ρ_соли - плотность соли, кг/м³;

Q_ж - суммарный дебит скважин по воде, м /сут;

С_соли - общее количество солеобразующих ионов, г/л;

K₁ - коэффициент, учитывающий долю солей, откладывающихся на стенках трубопровода (не уносимых потоком), доли ед.

Способ осуществляется следующим образом.

Проводят химический анализ пластовых вод со скважин и определяют концентрацию ионов сульфата (SO₄) и ионов кальция (Са) после смешения продукции со всех скважин по следующей зависимости:

где С_Ca, C_SO4 - концентрация ионов кальция (Са) и ионов сульфата (SO₄) после смешения пластовых вод со всех скважин, г/л;

C_n(SO₄), C_n(Ca) - концентрация ионов кальция (Са) и ионов сульфата (SO₄) по каждой скважине, г/л;

V_n - объем воды со скважин, м³/сут.

Определяют общее количество солеобразующих ионов, вступающих в реакцию:

С_соли=1,42· (при избытке ионов кальция)

С_соли=3,4·С_Са (при избытке ионов SO₄)

Определяют суточное количество соли, откладывающееся в трубопроводе:

где Q_ж - суммарный дебит скважин по воде, м³/сут;

С_соли - общее количество солеобразующих ионов, г/л;

K₁ - коэффициент, учитывающий количество соли, откладывающееся на стенках трубопровода (т.к. часть соли уносится потоком жидкости), доли ед.

Определяют длину трубопровода, на котором откладываются соли:

где К₂ - переводной коэффициент, г·сут/м⁶;

D - внутренний диаметр трубопровода, м;

Q_ж - суммарный дебит скважин по воде, м³/сут;

С - концентрация ионов, находящихся в недостатке, г/л.

Определяем внутренний объем трубопровода с длиной L

Определяют время, за которое трубопровод полностью забьется (полностью перекроется внутреннее сечение)

где ρ_соли - плотность соли, кг/м³.

После проведенных расчетов определяют целесообразность строительства трубопровода, где будет происходить смешение продукции со всех скважин.

На ряде площадей и залежей юго-востока Татарстана существует проблема эксплуатации объектов разработки в связи с невозможностью обеспечения раздельной эксплуатации объектов собственной системой трубопроводов. Рациональная эксплуатация таких объектов предполагает смешение продукции со всех скважин. Это сказывается на отказах системы трубопроводов по причине отложения солей, которые образуются вследствие смешения солеобразующих ионов, содержащихся в водах различных типов.

Так как строительство раздельной системы трубопроводов экономически нецелесообразно, необходимо решать проблему снижения количества аварий по причине отложения солей. Вопрос может быть решен путем установки дозаторов, подающих ингибиторы солеотложений в трубопроводы, однако места установки дозаторов можно определить, лишь зная химический состав продукции со всех скважин и, соответственно, время, за которое данный участок трубопровода забьется.

Данная методика позволяет решить эти вопросы.

Пример: В сентябре 2000 г. в НГДУ "Лениногорскнефть" был построен трубопровод БИУС44-ГЗУ99с внутренним диаметром 89 мм. Необходимо определить, через какое время произойдет полное перекрытие внутреннего сечения трубопровода солеотложениями и определить необходимость установки дозатора. Исходные данные для расчета приведены в таблице:

ТрубопроводСкважины, работающие на данный трубопроводКонцентрация ионов, г/лV, м³/сутСа²⁺SO₄ ²⁺БИУС44-ГЗУ99с150340,64,641,21560015,23,9154637,482,562,4154717,482,567,3179447,482,565,1

1. Определяют концентрацию ионов сульфата (SO₄ ) и ионов кальция (Са) после смешения продукции со всех скважин по следующей зависимости:

2. Определяют общее количество солеобразующих ионов, вступающих в реакцию:

С_соли=1,42·=1,42·3,2=4,54 г/л (т.к. ионы кальция - в избытке).

3. Определяют суточное количество соли, откладывающееся в трубопроводе:

P_сут=Q_ж·C_соли·K₁=19,9·4,54·0,07=6,32 кг/сут.

4. Определяют длину трубопровода, на котором откладываются соли:

5. Определяют внутренний объем трубопровода с длиной L

6. Определяют время, за которое трубопровод полностью забьется (полностью перекроется внутреннее сечение):

При анализе полученных результатов было принято решение об установке дозатора ингибитора солеотложений, что способствовало увеличению срока службы трубопровода и сэкономило значительные средства на его ремонт.

Таким образом, данный способ позволяет прогнозировать солеотложение на ранней стадии работы трубопровода, что позволяет принимать оперативные решения, направленные на продление срока его службы.

Предложенный способ прогнозирования является универсальным и применим для различных типов соединений трубопроводов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для прогнозирования отложения солей в трубопроводе. Прогнозирование включает определение концентрации солеобразующих ионов в пластовых водах, расчет суточного количества соли, откладывающейся в трубопроводе после смешения продукции со всех скважин. Время полного перекрытия трубопровода солеотложениями определяют по следующей зависимости: Т=π·D²·L·ρ_соли/4·Q_Ж·С_соли·К₁, где Т - время полного перекрытия трубопровода, сут, D - внутренний диаметр трубопровода, м, L - длина трубопровода, осложненная отложениями солей, м, ρ_соли - плотность соли, г/л, Q_Ж - суммарный дебит скважин по воде, м³/сут, С_соли - общее количество солеобразующих ионов, г/л, K₁ - коэффициент, учитывающий долю солей, откладывающихся на стенках трубопровода. Повышается эффективность прогнозирования на ранней стадии. 1 табл.

Способ прогнозирования отложения солей, включающий определение концентрации солеобразующих ионов в пластовых водах, отличающийся тем, что производят расчет суточного количества соли, откладывающейся в трубопроводе после смешения продукции со всех скважин, а время полного перекрытия трубопровода солеотложениями определяют по следующей зависимости:

где Т - время полного перекрытия трубопровода, сут;

D - внутренний диаметр трубопровода, м;

L - длина трубопровода, осложненная отложениями солей, м;

ρ_соли - плотность соли, г/л;

Q_ж - суммарный дебит скважин по воде, м³/сут;

С_соли - общее количество солеобразующих ионов, г/л;

K₁ - коэффициент, учитывающий долю солей, откладывающихся на стенках трубопровода (не уносимых потоком), доли ед.