Способ борьбы с отложениями солей в нефтяных скважинах Советский патент 1979 года по МПК E21B43/00 

(54) СПОСОБ БОРЬБЫ С ОТЛОЖЕНИЯМИ СОЛЕЙ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ

3, Огации завершения процесса фаПервая стадия расположена вблизи температурной точки кристаллизации. Здесь наблюдается аномальное изменение свойств, за счет того, что в растворе возникакуг небольшие области име юшие свойства твердого тела. Эти области не являются устойчивыми, они возникают и исчезают случайшлм образом, как и обычные флуктуации плотности без изменения агрегатного состояния. Их количество и размеры определяются температурой, а также физическими параметрами, характерными для датшой системы раствора. Название этп область получила предпереходной так как в ней происходит подготовка оощества к кристаллизации.

Воздействуя на поток ультразвуковым полем в предпереходиой области растворов полей происходит дополнительное зарождение в объеме потока большого количества центров кристаллизации. Это обусловлено тем, что образование зародышей твердой фазы в этой области происходит при минимальных затратах энергии поля .

В процессе обработки газонасьпценной водонефтяной .смеси ультразвуковым полем в Кавитационном режиме происходит существенное перераспределение в молекулярно-кинетических процессах образования зародышей твердой фазы, к6эф(}м1гиентах вязкости и ди(|)фузии. При этом кавитационный пузырек или кавитационная область представляет собой своеобразный трансформатор мощности, в котором сравнительно медленно накапливается энергия, а освобождается в течение очень короткого времени, в результате чего мгновенная мощность во много раз превосходит среднюю, вводимую излучателем в кавитационную область. Местные изменения температур и давлений за счет действия ультразвукового поля в режиме кавитации приводят к вoзpacтa шю флуктуахши плотности. При этом имеет место дополнительное возникновение плотных комплексов, которые будут при оптимальных термодинамических условиях выполнять роль зародышей кристаллизации.

На распределение и возникноветше зародышей в системе также оказывают влияние эффекты второго порядка, имеющие место в жидкости при воздействии

на нее мощного ультразвукового поля. Значительно уменьшается энергия активации, а следовательно увеличивается коэффициент диффузии и активизируется прбцесс зародышеобраэования. Процесс зародышеобразования можно значительно интенсифиотровать за счет подачи дополнительного газа в нефтяную систему и ультразвукового диспергирования его в кавитационном режиме. Путем ультразвукового диспергирования можно добиться стабильных размеров равномерно распределенньтх в предпереходной области газовых пузырьков. С помощью этого приема количество зародышей кристаллизации в кавитационном режиме возрастает. Подбором частоты ультра-, звукового излучения добиваются максимальной амп;гатуды кавитнрующих газовых пузырей. Такой режим в системе возможен тогда, когда собственная частота колебаний пузырей равна частоте наложенного ультразвукового поля. Диаметр этих кавйтирующих газовых пузырей из-за диффузии растворенного газа и испарения жидкости внутрь пузырька в полупериод растяжения резко увеличиваетсй. При этом происходит переохлаждение поверхности пузырька, что впоследствии приводит к -образовани на ней кристал;шческого зародыша. В полупериод сжатия пузырька ультразвуковая волна вьпюсит зародившийся цент кристаллизации в объем потока, ввиду разных скоростей движения фаз. Появившийся избыток свободного газа в потоке является дополнительным ускорителем зарождения кавитационных зародышей и источником нарушения однород ности и термодинамического равновесия системы.

На приведенном чертеже изображен общий вид установки для осуществле 1ия предложенного способа.

Зашита скважинного оборудования от отложения неорга1шческих солей осуществляется ультразвуковым излучателем 1, место установки которого определяется физико-химической обстановкой в скважине. Например, при эксплуатации скважины электроцентробежным насосом 2, излучатель ультразвука устанавливается под электродвигателем 3. Глубина подвески излучателя может регулироваться изменешем расстояния между электродвигателем и излучателем исходя из условий обработки потока предперехоаной об ультразвуком в ласти. Для интенсификации процесса вьпсристаллизации солей из растворов на прием излучателя через штуцер 4 подается дополнительно нужное количество га за. После ультразвуковой обработки газожидкостный поток со взвешенными в объеме кристаллическими новообразованиями поступает в центробежный насос 2, где приобретает дополнительное ускорение и выносится по насосно-компрессорным трубам 5 на поверхность. Таким образом за счет действия ультразвукового поля водоне тяной поток в предпереходном состоянии водных растворов солей происходит их объ емная выкристаллизация. Интенсифккадая процесса достигается путем принудительной подачи в зону действия ульт звукового поля дополнительного газа, который диспергируется в потоке с чао тотрй 2O-2S кГй в кавитади нном режиме до величины образующихся кристаллических зародышей. Перенос зарождения центров кристал лизации в объем газожидкостного потока приводит к массовой выкрис вл1ги-56збции солей из водных растворов и к глубоким изменениям формы и структуры самих кристаллов. Зародившиеся кристаллы имеют неправильное строение кристаллической решетки, искаженную форму строения и некомпактную структуру. Они представляют собой вид мягких хлопьев, которые в дальнейшем теряют способность отлагаться в риде твердого осадка и выносятся потоком как мелкодисперсный шлам. Формула изобретения Способ борьбы с отложениями солей в нефтяных скважинах путем воздействия на поток добываемой процукции ультразвуком, отличающийс я тем, что с целью повышения его эффективности за счет предотвращения отложения солей в скважинах, в зону воздействия ультразвуком подают газ, рричем воздействие ультразвуком производится в предпереходной области. Источш5ки информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 271-i56, кл. Е 21 В 43/00, 1970. Z.PetroEeum Entfineet internationaE, 1975, IX, voe.47, № 10, p. 68,72,74 (прототип).