Хусаинова Дина Анасовна. Обоснование технологии предупреждения образования солеотложений и коррозии оборудования в нефтяных скважинах с использованием ингибиторов комплексного действия

Короткий опис

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
На правах рукописи
ХУСАИНОВА Дина Анасовна
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ ОБОРУДОВАНИЯ В НЕФТЯНЫХ
СКВАЖИНАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНГИБИТОРОВ
КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ
Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых
месторождений
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
к.т.н., доцент
Мардашов Д.В.
Санкт-Петербург 2018 г.

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................... 6
ГЛАВА 1 ОБОБЩЕНИЕ И АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫПАДЕНИЯ СОЛЕЙ И КОРРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ............................................... 11
1.1 Анализ осложнений, возникающих при разработке нефтяных месторождений ................................................................................................ 11
1.1.1 Анализ причин образования неорганических солей ......................... 13
1.1.2 Анализ причин протекания углекислотной коррозии в скважинах на нефтяных месторождениях Западной Сибири ........................................... 17
1.2 Анализ и перспективы применения современных методов предотвращения образования солеотложений и коррозионного разрушения нефтепромыслового оборудования .................................................................................................. 20
1.2.1 Методы предотвращения солеотложений в нефтяных скважинах .... 20
1.2.2 Методы предотвращения коррозионных процессов в нефтяных скважинах ..................................................................................................... 24
1.3 Опыт применения ингибиторов для предотвращения отложений солей и коррозии нефтепромыслового оборудования ............................................... 27
1.4 Оценка эффективности существующих технологий предотвращения осложнений с применением химических реагентов ....................................... 30
1.4.1 Периодическое дозирование ингибитора в затрубное пространство 31
1.4.2 Постоянное дозирование ингибитора в затрубное пространство с помощью поверхностных дозирующих устройств .................................... 31
1.4.3 Установка погружных скважинных контейнеров с ингибитором в составе скважинного оборудования ........................................................................ 32

1.4.4 Использование капсулированных ингибиторов ................................ 32
1.4.5 Задавка ингибиторов в пласт .............................................................. 32
1.5 Оценка взаимовлияния различных химических реагентов на их эффективность .................................................................................................. 35

3
Выводы к главе 1 ................................................................................................ 36
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ ИНГИБИТОРА СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ .................................................. 38
2.1 Методики определения физико-химических свойств ............................... 41
2.1.1 Методика определения внешнего вида .............................................. 41
2.1.2 Методика определения плотности ...................................................... 41
2.1.3 Методика определения кинематической вязкости ............................. 41
2.1.4 Методика определения термостабильности ....................................... 42
2.1.5 Методика определения температуры застывания ............................. 42
2.1.6 Методика определения водородного показателя .............................. 43
2.1.7 Методика определения массовой доли сухого остатка ..................... 43
2.1.8 Методика определения аминного числа несвязанных аминов .......... 44
2.2 Методики определения технологических свойств .................................... 44
2.2.1 Методика оценки совместимости с моделью пластовой воды .......... 44
2.2.2 Методика оценки совместимости с жидкостями глушения ............... 45
2.3 Методики определения защитных свойств ............................................... 45
2.3.1 Методика определения эффективности ингибирования солевых отложений .................................................................................................... 45
2.3.2 Методика определения эффективности ингибирования ускоренной коррозии ...................................................................................................... 48
2.4 Методика исследования межфазного натяжения водных и солевых растворов ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия на границе с углеводородной жидкостью ........................................................................... 52
2.5 Методика исследования влияния растворов ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия на набухание глинистых частиц .............................. 54
2.6 Методика исследования гидрофобизирующих свойств ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия ................................................................... 55
2.7 Методика исследования диффузионных свойств ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия ................................................................... 57

4
2.8 Методика фильтрационных исследований ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия ................................................................... 57
2.9 Методика обработки экспериментальных данных ................................... 64
Выводы к главе 2 ................................................................................................ 66
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ ОБОРУДОВАНИЯ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНГИБИТОРА КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ ............................................. 67
3.1 Разработка композиции ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия .................................................................................... 67
3.2 Результаты исследований физико-химических и технологических свойств ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия .................. 70
3.3 Результаты исследований эффективности ингибирования солевых отложений и углекислотной коррозии ........................................................... 71
3.4 Результаты исследований влияния ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия на межфазное натяжение .......................................... 75
3.5 Результаты исследований влияния ингибитора солеотложений и коррозии комплексного действия на степень набухания глинистых частиц ................. 78

Список літератури

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Анализ опыта разработки нефтяных месторождений Западной Сибири показал, что эксплуатация добывающих скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов, осложняется отложениями карбонатных солей в системе «ПЗП скважина» и углекислотной коррозией внутрискважинного оборудования. Промысловый опыт свидетельствуют также об одновременном протекании данных видов осложнений, что снижает эффективность применения «традиционных» технологий предупреждения солеотложений и коррозии.
2. Анализ основных методов защиты внутрискважинного оборудования при образовании отложений солей и возникновении коррозии позволил установить перспективность применения ингибиторов комплексного действия, направленных на предупреждение возникновения данных осложнений.
3. Разработан ингибитор солеотложений и коррозии комплексного действия (условное название ИКДСК 79/1), представляющий собой водно-спиртовый раствор фосфоновых производных и жирных аминов. Ингибитор обладает способностью предотвращать образование неорганических отложений карбоната кальция и снижать электрохимическую общую и локальную углекислотную коррозию углеродистой стали. На разработанный ингибитор подана заявка на патент РФ.
4. Разработанный ингибитор солеотложений и коррозии ИКДСК 79/1 обладает: высоким защитным эффектом; способствует снижению межфазного натяжения на границе «вода керосин»; приводит к снижению интенсивности гидратации глинистых минералов в составе породы-коллектора; имеет низкую склонность к диффузии в нефтяную фазу.
5. Результаты проведенных фильтрационных исследований позволили установить, что разработанный реагент ИКДСК 79/1 оказывает гидрофобизирующее действие на пористую среду полимиктовой породы-коллектора, что в итоге может способствовать сохранению и улучшению фильтрационных характеристик ПЗП.

103
6. Разработанный ингибитор солеотложений и коррозии ИКДСК 79/1 показал высокую адсорбционную и низкую десорбционную способности по отношению к породе, что позволяет рекомендовать его для закачки в ПЗП с целью предотвращения образования карбоната кальция в системе «ПЗП скважина» и углекислотной коррозии внутрискважинного оборудования.
7. Разработана и предлагается к промышленному внедрению технология предупреждения отложений карбоната кальция в системе «ПЗП скважина» и углекислотной коррозии ВСО, основанная на закачке в ПЗП разработанного ингибитора солеотложений и коррозии ИКДСК 79/1. Анализ экономической эффективности разработанной технологии показал перспективность ее применения на нефтяных месторождениях Западной Сибири.