Сервисные услуги для компаний нефтедобывающей отрасли

Технология

Анализ эффективности работ по очистке скважин от АСПО с применением оригинальной технологии ООО «Фирма Каскад»

Интенсивность отложения парафина в значительной степени зависит от дебита скважины, обводненности добываемой нефти и достигает максимальных значений при 10-30 т/сут и 20-40%. При дебитах свыше 100 т/сут и обводненности нефти более 80% вероятность образования АСПО минимальна (рис. 2 и 3).

Рис. 1. Вероятность образования парафиновой пробки в НКТ в зависимости от глубины скважины

Рис. 2. Количество операций по очистке НКТ от парафиновых отложений в зависимости от дебита скважины

Рис. 3. Количество профилактических обработок скважин в зависимости от обводненности нефти (Барсуковское месторождение)

Отложения сужают проходное сечение вплоть до полного перекрытия труб с образованием так называемых «глухих» парафиновых пробок. В результате увеличиваются гидравлические сопротивления, уменьшается дебит скважины и ускоряется износ подземного оборудования. Для борьбы с отложениями используют различные методы, в том числе механические, химические и тепловые. Скважины периодически промывают горячей водой или нефтью, обрабатывают растворителями, например газоконденсатном или газовым бензином, а скважины, эксплуатирующиеся глубинными штанговыми насосами, оборудуются подвижными и неподвижными скребками, устанавливаемыми на штангах. В НГДП «Барсуковнефть» до 1997 г. одним из основных способов борьбы с АСПО был тепловой с использованием электронагревателей различных конструкций. Ежемесячно на скважинах проводилось несколько сотен профилактических обработок, а также около 10 операций по удалению парафиновых пробок. Средний межочистной период (МРП) тепловых обработок составлял приблизительно 20 сут (табл. 1).

Параметры работы нефтяных скважин НГДП «Барсуковнефть» после внедрения фрезерных скребков ООО «Фирма «Каскад» (1997-1999 гг.)

К основным недостаткам теплового метода относятся высокая стоимость и необходимость остановки скважины на время проведения работ. Стоимость растепления зависит от многих факторов, в том числе сложности проблемы, типа использованного оборудования, и для НГДП «Барсуковнефть» составляла 4000 руб. на одну операцию (в ценах 1998 г.). В соответствии с технологическим регламентом на время обработок скважины останавливались в среднем на 7 ч, что приводило к потерям добычи 6 т нефти в месяц на одну скважину.

Кроме того, при использовании теплового метода:

• предъявляются повышенные требования электробезопасности к оборудованию и обслуживающему персоналу;
• существует реальная опасность образования «глухих» пробок по причине застывания расплавленного парафина при отсутствии циркуляции жидкости, особенно в зоне вечной мерзлоты;
• в отложениях постепенно накапливаются тугоплавкие парафины, удаление которых представляет еще более сложную проблему.

С целью создания оптимальных условий для эксплуатации фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оснащенных электроцентробежными установками (УЭЦН), а также снижения эксплуатационных расходов, ООО «Фирма «Каскад» был предложен механический способ борьбы с АСПО 1,2. Для разрушения отложений используется фрезерный скребок. Скребок выполнен в виде установленных на валу режущих головок, которые вращаются движущимся жидкостным потоком. Размеры и количество режущих головок подбирают в зависимости от диаметра труб, а также типа, толщины и протяженности отложений. При первом спуске скребка в скважину используют головки с минимальными размерами. В верхней части скребок снабжен узлом для присоединения тягового устройства — проволоки. На наружной поверхности имеется кольцевая канавка, используемая для захвата скребка ловильным инструментом в случае отсоединения или обрыва проволоки. Инструмент опускается на забой под действием собственного веса и поднимается вверх с помощью лебедки, смонтированной на шасси автомобиля.

Скребок периодически спускают через лубрикатор в насосно-компрессорные трубы (НКТ). Периодичность спуска скребка зависит от интенсивности парафинизации, определяется опытным путем и для НГДП «Барсуковнефть» колеблется от 1-2 сут до нескольких недель (рис. 4), при среднем значении 9 сут.

Рис. 4. Периодичность спуска фрезы в скважины НГДП «Барсуковнефть»

Восходящий поток продукции скважин приводит во вращение режущие головки и выносит срезанные отложения на поверхность. Вращение головок происходит и в остановленной скважине во время движения инструмента при спускоподъемных операциях. Поскольку разрушение АСПО происходит главным образом за счет вращения фрезы потоком нефти, при использовании данного метода эксплуатация скважины не прекращается.

Промышленное внедрение механического метода депарафинизации началось с января 1997 г. За 6 лет количество скважин, обслуживаемых ООО «Фирма «Каскад», выросло со 116 до 380 и к середине 2000 г. практически весь фонд фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оснащенных УЭЦН, осложненный образованием отложений, находился на сервисном обслуживании (рис. 5).Быстрому внедрению новой технологии депарафинизации способствовала высокая эффективность и более низкая стоимость работ. В результате применения технологии ООО «Фирма «Каскад» существенно улучшился ряд технологических показателей в расчете на 1 скважину анализируемого фонда за год:

• число подземных ремонтов, связанных с прекращением подачи нефти, в том числе из-за влияния АСПО, сократилось с 0,57 до 0,39;
• количество скважин, переведенных в бездействие (в том числе и по причине запарафинивания НКТ), снизилось с 0,29 до 0,09;
• объем работ по удалению парафиновых пробок уменьшился с 0,18 до 0,03.

В 1999-2002 гг. после адаптации предложенной технологии к условиям НГДП «Барсуковнефть» образование в НКТ парафиновых пробок не допускалось (табл. 2).

Рис. 5. Объёмы внедрения технологии депарафинизации ООО «Фирма «Каскад» в НГДП «Барсуковнефть»

Затраты на удаление отложений по сравнению с тепловым методом были снижены более чем на 2000 руб. на 1 скважину в месяц (в ценах 1998 г.).

К недостаткам предложенного способа удаления парафиновых отложений следует отнести возможность обрыва проволоки в результате износа или скручивания вследствие резкого подъема скребка газожидкостным потоком после прохождения парафиновой пробки. Во втором случае извлечение скребка из скважины становится невозможным и проволока обрезается. Поскольку обрыв фрезерного скребка нарушает нормальную эксплуатацию скважины и может вывести из строя ЭЦН, возникает потребность в проведении аварийных и ремонтно-восстановительных работ. Однако влияние оборванного скребка на работу скважины часто оказывается несущественным. Так, например, в 1997-1998 гг. на 6 скважинах после обрыва скребка были проведены подземные ремонты со сменой ЭЦН, в двух случаях оказалось достаточным выполнить профилактическую очистку лифта, а 4 скважины продолжали работать без заметных осложнений (табл. 3).

Эффективность внедрения фрезерных скребков ООО «Фирма «Каскад» в НГДП «Барсуковнефть»

При использовании качественного оборудования, своевременной замене изношенной проволоки, соблюдении регламента, и периодичности проведения профилактических мероприятий опасность обрыва становится незначительной. Так, если в 1997 г. зафиксировано 10 обрывов, частота аварий — 0,069 год 1 или 1,61 на 1000 спусков фрезерного скребка, то в 1998-2002 гг. частота аварий снизилась более чем в 5 раз. С целью исключения опасности падения фрезерного скребка на забой и сокращения затрат на извлечение с 1999 г. скважины начали оснащать противополетными втулками. В этом случае обрыв скребка заканчивается посадкой на специальное кольцо, и извлечение проводится достаточно быстро без остановки скважины с помощью ловильного инструмента.

Таким образом, в результате передачи скважин НГДП «Барсуковнефть» на сервисное обслуживание ООО «Фирма «Каскад» обеспечено:

• решены проблемы борьбы с АСПО в насосно-компрессорных трубах фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оснащенных электроцентробежными установками;
• сокращение потерь добычи нефти на 6 т. в месяц в расчете на одну скважину;
• снижение эксплуатационных затрат по депарафинизации на 2000 руб. на 1 скважину в месяц (в ценах 1998 г.);

Работа скважин ЭЦН Барсуковского месторождения после обрыва фрезерного скребка

Скважина	Куст	Дата обрыва	Дебит жидкости, тонн/сутки		Дата ремонта	Вид ремонта
			до обрыва	после обрыва
596	40а	11.1997	17	23	11.1997	Смена ЭЦН
1547	416	12.1997	26	39	12.1997	Смена ЭЦН
1656	59	02.1997	62	55		Без ремонта более 1 года
1814	49б	10.1997	43	51	11.1997	Очистка лифта
1849	516	10.1998	49	54	10.1998	Смена ЭЦН
1849	516	09.2000	38	38	09.2000	Смена ЭЦН
1870	56	01.1998	41	41	02.1998	Очистка лифта
2017	45	03.1997	36	40	04.1997	Смена ЭЦН
2050	57	12.1997	18	16		Без ремонта 3 месяца
3059	39	08.1997	18	28	09.1997	Смена ЭЦН
3174	46	08.1997	55	57	09.1997	Смена ЭЦН
3323	576	03.1997	43	43		Без ремонта более 1 года
3338	60	12.1997	58	66		Без ремонта более 1 года

Технология ООО «Фирма «Каскад» может быть использована другими нефтедобывающими предприятиями для борьбы с АСПО.




Из материалов сборника научных трудов по результатам НИОКР за 2002 год ОАО «НК «РОСНЕФТЬ»