Способ борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в нефтепромысловом оборудовании в процессе эксплуатации скважины Российский патент 2023 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования и удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) при добыче нефти.

Известен способ предупреждения отложения асфальто-смолистых и парафиновых компонентов нефти в насосно-компрессорных трубах в скважине, заключающийся в том, что газожидкостный поток продукции скважины, движущийся в полости насосно-компрессорных труб, начиная с глубины начала кристаллизации парафина до устья скважины, ускоряют до режима квадратичного течения путем перехода на транспортировку по насосно-компрессорным трубам малого диаметра, формируя в их полости турбулентный режим движения, который за счет завихрения потока непрерывно обновляет пристенную нефтяную пленку, вымывая кристаллы парафина с внутренней поверхности трубы, при этом в открытый конец насосно-компрессорных труб малого диаметра через кольцевое пространство дозированно нагнетают удалитель асфальто-смолистых и парафиновых отложений (RU2661951, 23.07.2018 г.).

Недостатком данного способа являются небольшие площадь внутренней стенки и проходной диаметр колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и, соответственно, небольшое увеличение скорости газожидкостного потока в колонне насосно-компрессорных труб, что не исключает осаждения асфальто-смолистых и парафиновых отложений (АСПО) на стенках и приводит к быстрому перекрытию внутреннего диаметра НКТ.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в нефтепромысловом оборудовании, включающий эксплуатацию скважины установкой погружного насоса (УЭПН), увеличение скорости выноса кристаллов парафина, выделившегося из газожидкостной смеси, с последующей коагуляцией и омыванием стенки лифтовых труб для выноса на поверхность, причем восходящий газожидкостный поток продукции скважины, начиная с глубины начала кристаллизации парафина до устья скважины, ускоряют за счет размещения внутри основной лифтовой трубы дополнительной лифтовой трубы, формируя в полости лифтовых труб турбулентный режим движения, который за счет завихрения потока непрерывно обновляет пристенную нефтяную пленку, максимально вымывая кристаллы парафина с поверхности труб, в лифтовые колонны дозированно нагнетают удалитель асфальто-смолистых и парафиновых отложений, при этом восходящий газожидкостный поток направляют по межтрубному пространству основной и дополнительной колонн лифтовых труб, после скапливания асфальто-смолистых и парафиновых отложений на стенках труб более допустимого предела по толщине отложений останавливают насос и внутрь дополнительной трубы нагнетают удалитель асфальто-смолистых и парафиновых отложений с циркуляцией по межтрубному пространству основной и дополнительной колонн лифтовых труб на поверхность для растворения отложенного осадка (RU 2779242, 05.09.2022 г).

К недостаткам известного способа относятся следующие: большой расход удалителя асфальто-смолистых и парафиновых отложений, значительное снижение межремонтного периода УЭПН ввиду частых включений-выключений насоса, резкое повышение трения между рабочими колесами и как следствие рост температуры насоса, что влечет за собой перегрев и клин вращающихся узлов, повышение сопротивления и рост температуры двигателя, что чревато выходом из строя гидрозащиты, а также повышеным расход электроэнергии.

Также известный способ не учитывает особенностей формирования отложения во внутрискважинном оборудовании при добыче нефти, особенно в условиях высокой продуктивности скважин.

Кроме того, использование в качестве информативного параметра для фиксирования увеличения отложений АСПО и сужения проходного сечения в межтрубном пространстве концентрической колонны лифтовых труб значения толщины отложений АСПО, определяемого эмпирическим путем, например, взятием проб, анализом затрачиваемой энергии на подъем единицы жидкости из скважины и/или т.п., снижает достоверность фиксирования наступления указанного выше события.

Следствием изложенного может быть необоснованная остановка насоса и закачка удалителя.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является сокращение затрат на реализацию способа очистки лифта НКТ УЭПН от АСПО, повышение достоверности определения увеличения отложений АСПО в НКТ выше допустимого значения и оптимизация режима откачки продукции скважины.

Указанная проблема решается описываемым способом, заключающимся в том, что в скважину на расчетную глубину спускают установку погружного насоса на основных лифтовых трубах, в которых на глубине начала кристаллизации асфальто-смолистых и парафиновых отложений коаксиально устанавливают дополнительную лифтовую колонну, зафиксированную на устьевой арматуре, и производят откачку газожидкостной продукции на поверхность по межтрубному пространству лифтовых труб, при этом в процессе откачки контролируют давление на приеме насоса и дебит скважины и при повышении давления на приеме насоса с одновременным снижением дебита переходят на режим периодической откачки продукции с увеличением частоты вращения вала насоса, а после стабилизации давления на приеме насоса и увеличения дебита скважины переводят скважину на режим постоянной откачки.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении смещения точки кристаллизации асфальтосмолопарафиновых отложений из скважинного оборудования в наземный трубопровод за счет увеличения скорости и температуры потока газожидкостной продукции.

Предлагаемый способ борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями при добыче нефти осуществляют следующим образом.

В скважину на расчетную глубину спускают установку погружного насоса на основных лифтовых трубах, в которых на глубине начала кристаллизации асфальто-смолистых и парафиновых отложений коаксиально устанавливают дополнительную лифтовую колонну, зафиксированную на устьевой арматуре.

Производят откачку газожидкостной продукции на поверхность по основной лифтовой колонне и далее по межтрубному пространству лифтовых труб с обеспечением формирования в полости лифтовых труб турбулентного режима движения и ускорения восходящего потока.

В процессе откачки контролируют одновременно давление на приеме насоса и дебит скважины, поскольку давление на приеме насоса может изменяться по геологическим причинам, а дебит жидкости при этом может остаться прежним, либо изменяться крайне незначительно.

При выявлении плавного повышения давления на приеме насоса с одновременным снижением дебита и незначительным ростом нагрузок на электродвигателе, скважину переходят на режим периодической откачки продукции со значительным увеличением частоты вращения вала насоса.

При реализации описанного режима в потоке газожидкостной продукции, поднимающейся от установки погружного электроцентробежного насоса (УЭЦН) по основной лифтовой колонне и далее по межтрубному пространству, увеличивается число Рейнольдса (Re).

Более интенсивная турбулизация и увеличение скорости потока, а также значительно возросшая температура добываемого флюида приводят к более эффективному смыву пристенной нефтяной пленки вместе с кристаллами парафина и резко снижают их накопление за счет смещения точки кристаллизации асфальтосмолопарафиновых отложений из скважинного оборудования в наземный трубопровод.

В чрезвычайных ситуациях в случае резкого сокращения дебита и значительного роста давления на приеме насоса, лифт УЭПН обрабатывают удалителем АСПО путем закачки удалителя в малую промежуточную колонну.

Ниже приведен пример конкретной реализации предлагаемого способа.

В одной из скважин Ромашкинского месторождения, осложненной АСПО, насос УЭЦН5А-45-1300 с концентрической подвеской (наружная НКТ 89 мм и внутренняя НКТ 60 мм с расточенными муфтами) работает в постоянном режиме на частоте 50 Гц, с динамическим уровнем 1000 м (Рпр=2МПа) и дебитом 30 м3/сут.

В течение недели наблюдается плавный рост динамического уровня до 900 м (Рпр=30МПа). Дебит при этом плавно снижается до 24-26 м3/сут. Наличие одновременно этих двух факторов говорит об образовании АСПО в межтрубном пространстве концентрической колонны. Насос переводят на сутки в периодическую работу по программе: 15 минут работы на частоте 59 Гц с 5-ти минутной остановкой на приток и охлаждение ПЭД.

После стабилизации давления на приеме насоса до 2-х МПа и нормализации дебита до 30м3/сут., скважину переводят на режим постоянной откачки.

Предлагаемый способ борьбы с АСПО является профилактическим методом по предотвращению кристаллизации АСПО на стенках НКТ, позволяет свести к минимуму межочистной период эксплуатации скважины до скапливания асфальто-смолистых и парафиновых отложений на стенках труб выше допустимого по толщине отложений значения по сравнению с наиболее близким аналогом за счет периодического повышения подачи насоса и, соответственно, увеличения скорости и температуры потока при подъеме добываемой продукции на поверхность и роста скорости вымывания кристаллов асфальто-смолистых и парафиновых отложений с поверхности труб.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования и удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) при добыче нефти. В скважину на расчетную глубину спускают установку погружного насоса на основных лифтовых трубах, в которых на глубине начала кристаллизации АСПО коаксиально устанавливают дополнительную лифтовую колонну, зафиксированную на устьевой арматуре, и производят откачку газожидкостной продукции на поверхность по межтрубному пространству лифтовых труб. В процессе откачки контролируют давление на приеме насоса и дебит скважины и при повышении давления на приеме насоса с одновременным снижением дебита переходят на режим периодической откачки продукции с увеличением частоты вращения вала насоса. После стабилизации давления на приеме насоса и увеличения дебита скважины переводят скважину на режим постоянной откачки. Повышается достоверность определения увеличения отложений АСПО в НКТ выше допустимого значения, предотвращается образование отложений в скважинном оборудовании, оптимизируется режим откачки продукции скважины.

Способ борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в нефтепромысловом оборудовании в процессе эксплуатации скважины, заключающийся в том, что в скважину на расчетную глубину спускают установку погружного насоса на основных лифтовых трубах, в которых на глубине начала кристаллизации асфальто-смолистых и парафиновых отложений коаксиально устанавливают дополнительную лифтовую колонну, зафиксированную на устьевой арматуре, и производят откачку газожидкостной продукции на поверхность по межтрубному пространству лифтовых труб, при этом в процессе откачки контролируют давление на приеме насоса и дебит скважины и при повышении давления на приеме насоса с одновременным снижением дебита переходят на режим периодической откачки продукции с увеличением частоты вращения вала насоса, а после стабилизации давления на приеме насоса и увеличения дебита скважины переводят скважину на режим постоянной откачки.