Кузнецов, Николай Петрович Совершенствование технологий предупреждения парафино-солевых отложений и коррозии в нефтепромысловом оборудовании : Кузнєцов, Микола Петрович Удосконалення технологій попередження парафино-сольових відкладень і корозії в нафтопромислового обладнання

Краткое описание

НЕФТЕЮГАНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ ДОЧЕРНЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ОАО «ЮГАНСКНЕФТЕГАЗ», ВНЕДРЕНЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР «НЕФТЕГАЗТЕХНОЛОГИЯ»
На правах рукописи УДК 622.276.72; 622.692.4.076:620.193/197
КУЗНЕЦОВ НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПАРАФИНО-СОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ (НА ПРИМЕРЕ ОАО «ЮГАНСКНЕФТЕГАЗ»)
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.15.06 - РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ
НАУК
НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ
ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР М. М. ХАСАНОВ
НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ
КАНДИДАТ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Е.Ф. СМОЛЯНЕЦ
УФА-1999
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Список сокращений...................................................................................... 4
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. 5
1. ПРОБЛЕМА БОРЬБЫ С ОСЛОЖНЕНИЯМИ В ДОБЫЧЕ НЕФТИ - ОТЛОЖЕНИЯМИ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ И СОЛЕЙ, КОРРОЗИЕЙ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ......... 14
1.1. Отложения асфальтосмолопарафиновых веществ в нефтедобыче и методы борьбы с ними........................................ 14
1.1.1. Причины образования и механизм формирования АСПО.................................................................................. 14
1.1.2. Методы борьбы с АСПО 18
1.2.3. Особенности формирования АСПО и методов борьбы с ними на
месторождениях нефти Западной Сибири................................................... 24
1.2. Отложения неорганических солей в нефтедобыче и методы борьбы
с ними........................................................................................................ 27
1.2.1. Основные причины солеотложений и механизм формирования 27
1.2.2. Способы борьбы с отложениями неорганических солей................................................................................. 31
1.2.3. Проблема солеотложения и методы борьбы с ним на месторождениях нефти Западной Сибири......................... 40
1.3. Коррозия нефтепромыслового оборудования и методы её предотвра­щения ................................................ 43
1.3.1. Виды коррозии и факторы, влияющие на неё.............................................................................................................. 43
1.3.2. Методы противокоррозионной защиты нефтепромыслового оборудования.............................................................. 45
1.3.3. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии на месторождениях нефти Западной Сибири..... 51
Выводы.............................................................................................. 54
2. БОРЬБА С ОТЛОЖЕНИЯМИ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ НЕФТИ ОАО «ЮНГ» 56
2.1. Состояние проблемы борьбы с АСПО на нефтяных месторождени­ях ОАО «ЮНГ» 56
2. 2. Разработка ингибиторов и удалителей АСПО на основе отходов нефтехимии и нефтепереработки......................... 62
2.2.1. Инвертная дисперсия дисин в качестве ингибитора и удалителя АСПО............................................................ ...64
2.2.2. Разработка реагентов на основе тяжелых остатков переработки нефти в качестве ингибиторов АСПО ..................... 67
Выводы............................................................................................. 72
3. СОЛЕОТЛОЖЕНИЕ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ
И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ БОРЬБЫ С НИМ В ОАО «ЮНГ».................... 74
3.1. Проблема солеотложения в нефтепромысловом оборудовании в ОАО «ЮНГ»...................................... 74
3.2. Исследование механизма отложения и состава солей в нефтепро­мысловом оборудовании..................................... 78
3.3. Обнаружение солеотложений при эксплуатации нефтяных скважин..87
3.4. Тестирование ингибиторов солеотложения и рекомендации по пре­дупреждению отложения солей в нефтепромысловом оборудовании 89
Выводы ............................................................................................ 92
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОАО «ЮНГ» 94
4.1. Анализ коррозионного состояния нефтепромыслового оборудова­ния, эффективности методов борьбы с коррозией 94
4.2. Исследование взаимосвязи процессов коррозии и солеотложения
при добыче нефти..................................................................................... 105
4.3. Разработка новых реагентов комплексного действия................................................................................................... 107
Выводы.......................................................................................... 114
Основные результаты и выводы................................................................ 116
Список использованных источников......................................................... 118
Приложения.......................................................................................... 142

Список сокращений

АСПО

- асфальтосмолопарафиновые отложения;

АСПВ

- асфальтосмолопарафиновые вещества;

КВЧ

- количество взвешенных частиц;

МОП

- межочистной период;

НГДУ

- нефтегазодобывающее управление;

нкт

- насосно-компрессорные трубы;

ос

- очистные сооружения;

опз

- обработка призабойной зоны;

Список литературы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Лабораторными исследованиями установлена высокая эффектив­ность удаления и ингибирования АСПО в нефтепромысловом оборудовании инвертной дисперсией дисин. Опытно-промысловые испытания дисина на осложненных АСПО объектах ОАО "ЮНГ" подтвердили эффективность способа. Так, применение дисина на скважинах с отложениями АСПО Юж­но-Сургутского месторождения позволит увеличить суточную добычу неф­ти на 160 т/сут, что составляет 2,9 % добычи нефти месторождения. Это по­зволяет при прочих равных условиях сократить срок выработки извлекае­мых запасов нефти на 2 года. Новизна способа подтверждена патентом РФ 2078788.
2. Показана возможность использования в качестве ингибиторов от­ложения парафина тяжёлых остатков переработки нефти - гудрона, остат­ков от висбрекинга, асфальтов. На их основе разработаны составы для пре­дотвращения отложений парафина - карбон - 1 и карбон - 2. На реагент кар­бон-2 получен пат. РФ 2057778. Доступность, дешевизна и высокая эффек­тивность разработанных композиций позволяют рекомендовать их для опытно-промышленных испытаний на месторождениях нефти ОАО «ЮНГ».
3. Исследован механизм отложений, установлен расщепленный рост и высокая пористость отложений кальцита. Выделено три морфологических типа пор, имеющих свою природу - овально-округлые, ромбовидные и ка- нальчатые. Исследован минеральный состав солей на примере отложений с поверхности оборудования тепловой подготовки нефти НГДУ «Мамон- товнефть» ОАО «ЮНГ». Даны рекомендации по их удалению.
4. Разработан и запатентован (пат. РФ 1218090) комплексный способ определения солеотложения в нефтепромысловом оборудовании на основе расчёта показателя стабильности попутно добываемых вод и измерения бу­ферного давления на устье скважины, позволяющий с высокой достоверно­стью судить о наличии осадков солей в НКТ и принимать своевременные меры по их удалению. Способ эффективно применяется на осложнённых солеотложением объектах ОАО «ЮНГ», в частности, в НГДУ «Мамонтов­нефть» его использование позволило повысить результативность работы бригад ПРС. Среднее время определения скважин, осложненных солеотло- жениями, сократилось на 8 %.
5. На основе тестирования широкого ряда отечественных ингибиторов для опытно-промысловых испытаний на месторождениях ОАО «ЮНГ», ос­ложнённых отложением солей с преобладанием в их составе карбоната кальция, рекомендованы производные фосфоновых кислот - ОЭДФ, её три- натриевая соль (реагент К-07), фосфанол, Глимс-Н, Глимс-НЦ.
6. На основе изучения солевых отложений и продуктов коррозии неф­тепромыслового оборудования Мамонтовского, Правдинского, Северо- Салымского, Средне-Балыкского, Усть-Балыкского, Южно-Балыкского, Южно-Сургутского месторождений ОАО «ЮНГ» исследована взаимосвязь процессов коррозии и солеотложения. Показано, что осадки солей, увеличи­вая неоднородность поверхности металла, создают благоприятные условия для образования микро- и макрогальванопар и электрохимических коррози­онных процессов.
7. Исследовано влияние природы исходных реагентов, условий реак­ции на синтез реагентов комплексного действия ИКАП-1 и ИКАП-2 амини- рованием хлорпарафинов (пат. РФ 2074170, 2098515, 2098612). На произ­водство реагентов разработаны ТУ.
Промысловыми испытаниями установлено, что применение реагента ИКАЛ-1 в качестве гидрофобизатора при ОПЗ добывающих скважин позво­ляет существенно интенсифицировать добычу нефти. Показано, что реагент ИКАП-2 является высокоэффективным депрессатором, ингибитором корро­зии, бакерицидом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
1. Абашев Р.Г. Деэмульсация нефти и ингибирование парафиноот- ложений химическими реагентами комплексного действия: Дис. канд. техн. наук: Пермь, 1986.- 264 с.
<3 2. Абашев Р.Г. О классификации асфальтосмолопарафиновых от­ложений на нефтепромысловом оборудовании // Нефт. хоз-во.-1984.-№ 6,- С. 48-50.
3. Абдуллин Р.А., Пустогов В.И., Грабилин В.Г. Отложения твёрдой фазы углеводородов в призабойной зоне пласта при термообработке сква­жин // Нефтепромысловое дело.-1976.- № 9.-С. 50-53.
4. Амиров Я.С., Варфоломеев Д.Ф. и др. Рациональное использова­ние вторичных ресурсов нефтехимии и охрана окружающей среды.- Уфа,
1979.-С.З-6.
5. Антипин Ю.В., Валеев М.Д., Сыртланов А.Ш. Предотвращение осложнений при добыче обводненной нефти.- Уфа: Башк.кн.изд-во, 1987.- 168 с.
6. А.с. 833581 СССР, С 02 F 5/14//Е 21 В 43/12. Ингибитор отложе­ний неорганических солей / С.Ф.Люшин, Г.В.Галеева, Н.М.Дятлова // Бюл. Открытия. Изобретения.-1981.-№ 20.-С.53.
7. А.с. 814897 СССР, С 02 F 5/14. Ингибитор солеотложений / С.Ф.Люшин, Г.В.Галеева, И.М.Дятлова, Е.М.Уринович // Бюл. Открытия. Изобретения.-1981.-№ 11.-С.89.
8. А.с. 1517383 СССР, С 23 F 11/04. Композиция для защиты метал­лов от кислотной коррозии / В.Н.Долинкин, Н.А.Громова, Б.П.Бакланов, Н.П.Кузнецов и др. // Бюл. Открытия. Изобретения,- 1989.- № 39.
Q 9. А.с. 730784 СССР, С 09 К 3/00. Реагент для удаления смолисто- асфальтеновых и парафинистых отложений / У.Б.Имашев, Р.Х.Хазипов, М.Г.Герасимова и др. // РЖХимия. - 1980. - 20 П134П.
10. А.с. 1724662 СССР, МКИ С 09 К 3/00, 5 С 09 К/00. Состав для восстановления водонагнетательных скважин / Н.И.Хисамутдинов,
З.А.Хабибуллин, А.Г.Телин и др. // Бюл. Открытия. Изобретения.-1992.-№ 13.-С.92.
11. А.с. 1696449 СССР, МКИ С 09 К 3/00, Е 21 В 37/06, 5 С 09 КЗ/00, Е 21 В 37/06. Состав для восстановления приёмистости водонагнетательных скважин / Н.И.Хисамутдинов, А.Р.Марин, А.Г.Телин и др.// Бюл. Открытия. Изобретения.-1991.-№ 45.-С.95.