Которые не только приводят к остановке добычи, но и вызывают существенные убытки, что делает предотвращение и удаление отложений первостепенной задачей для нефтяной промышленности. О новом изобретении ученых рассказывается на сайте Пермского Политеха.
Экономика РФ критически зависит от непрерывного функционирования тысяч нефтедобывающих скважин, извлекающих примерно 10,8 миллиона баррелей нефти ежедневно. Но стабильность этого процесса часто нарушается формированием парафиновых, солевых и асфальтеновых отложений внутри труб.
Имеющиеся технологии борьбы с отложениями, включающие механическую очистку, промывку с использованием горячих агентов и превентивную химическую обработку, требуют приостановки работы скважин или демонстрируют недостаточную эффективность. Основная трудность заключается в отсутствии согласованности между насосом и дозатором реагентов, это ведет к избыточному потреблению химических веществ во время простоев и их недостаточному количеству во время работы, снижая эффективность профилактики. Специалисты Пермского Политеха разработали погружное устройство с дозирующим насосом, приводимым в действие валом скважинного электродвигателя. Изобретение увеличивает продолжительность поддержания эффективной концентрации реагента в 2-3 раза и уменьшает его расход на 15-30% в сравнении с существующими аналогами.
На данное изобретение получен патент. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
РФ ежедневно извлекает огромные объемы нефти – около 10,8 миллиона баррелей, что соответствует 1,72 миллиарда литров. Для поддержания таких объемов добычи необходимо обеспечить бесперебойную работу тысяч нефтедобывающих участков. Увы, работа часто нарушается из-за технических неполадок, приводя к финансовым потерям для компаний.
Одной из распространенных причин таких проблем является состав добываемой жидкости. Она представляет собой сложную многокомпонентную смесь, включающую тяжелые углеводороды, такие как парафины и асфальтены, а также соли и пластовую воду.
Данные элементы являются основными факторами, приводящими к образованию отложений. Из-за влияния скачков температуры и давления они кристаллизуются, образуя на внутренней поверхности труб плотный слой, подобный накипи в чайнике. Парафины превращаются в твердую корку, соли выпадают в осадок, усугубляя ситуацию, а асфальтены формируют смолистые отложения, которые постепенно накапливаются, уменьшая диаметр труб и оседая на механизмах насосов, и когда-нибудь способны заблокировать скважину.
Для решения проблемы используются три основных подхода. Первый – механическая очистка отложений, однако, для этого нужна остановка скважины. Второй – промывка трубопроводов горячими агентами, что также приводит к простою и требует значительных энергозатрат. Третий – профилактика с использованием химических составов, которые нагнетаются в скважину для предотвращения кристаллизации парафинов и солей.
Процесс дозированной подачи реагентов сопряжен с рядом проблем. Поршневые системы нередко ломаются, а автоматизированные устройства страдают от экстремальных условий скважины.
Основной проблемой является отсутствие синхронизации работы дозатора и скважинного насоса, что приводит к нерациональному использованию состава. Во время простоя скважины реагент продолжает расходоваться, а во время активной добычи его не хватает для борьбы с вредоносным налетом на трубы.
Для решения проблемы ученые Пермского Политеха сконструировали погружное устройство с дозирующим насосом, приводимым в действие валом погружного электродвигателя скважинной насосной установки. Аналоги устройства конструктивно сложны и ненадежны или не гарантируют постоянную концентрацию реагентов в скважинной жидкости.
По словам Вадима Картавцева, специалиста ПНИПУ, это устройство можно представить как «умную капсулу», которая автоматически выпускает состав в нефтяной поток при работе насосной установки и прекращает подачу при ее остановке.
В устройство встроена система безопасности, включающая подпружиненный клапан-предохранитель, который защищает резервуар от деформации при окончании реагента.
Этот клапан предотвращает ее смятие при отсутствии жидкости.
Таким образом, разработка ученых ИНИПУ защищает нефтяные трубы от отложений, сокращает простои и излишнюю трату рабочих составов, удлиняется срок эффективной концентрации реагента в 2-3 раза, а его расход сокращается на 15-30%. Благодаря чему снижаются эксплуатационные расходы и растет рентабельность добычи.