УДК 622.276.1/.4 "712.8"
© Коллектив авторов,1998
А.И.Ширеев, В.П.Тронов, И.Х.Исмагилов (ТатНИПИнефть), Ф.А.Закиев (ОАО «Татнефть»)
A.I.Shireev, V.P.Tronov, I.H.Ismagilov (TatNIPIneft), F.A.Zakiev (Open Stock Company "Tatneft")
Основные факторы, влияющие на повышение устойчивости эмульсий на поздней стадии разработки месторождений
-
I целью интенсифика-
ции добычи нефти на поздней стадии разработки месторождений широко применяются различные новые методы и технологии, предусматривающие использование в больших количествах химических реагентов, которые значительно влияют на физико-химические свойства продукции скважин. При этом возникают серьезные осложнения в технологической цепочке скважина - система нефтегазосбора - установка подготовки нефти. Главные факторы, влияющие на ухудшение деэмульсационных свойств добываемой нефти и повышение устойчивости эмульсий, могут быть определены следующим образом.
Основной объем буровых работ на месторождениях ОАО «Татнефть» осуществляется с применением буровых растворов на водной основе (пластовая вода, растворы солей, глинистые и нефтеэ-мульсионные глинистные растворы). При этом используются также кальцинированная и каустическая сода, гашеная известь, жидкое стекло, мел, барит, ПАВ и другие вещества. При вскрытии пластов часть фильтрата глинистого раствора извлекается с нефтью на поверх-
Main factors, influencing emulsion stability at the late stage of field development
Theoretical and lab researches, monitoring and diagnostics of technological processes for oil separation and well production treatment have been conducted. It is noted, that main reasons for emulsion stability increase at the late stage of field developent are wide chemization of oil production, violation of technological discipline, activity of sulfate-reducing bacteria.
ность и по системе трубопроводов неф-тесбора и транспорта поступает на объекты предварительного сброса пластовой воды и глубокой подготовки нефти. В результате взаимного диспергирования воды, фильтрата и нефти образуется устойчивая эмульсия. Этому способствуют содержащиеся в нефти асфальто-смоли-
1
стые вещества и твердые частицы .
В процессе эксплуатации скважин, особенно на поздней стадии разработки месторождений, происходят существенные изменения призабойной зоны пласта, связанные с ее загрязнением, что также изменяет физические свойства поступающих на забой скважин жидкостей. Для восстановления фильтрационных характеристик призабойной зоны применяются различные физические и химические методы, например, солянокислотные, термокислотные обработки, воздействие растворителями и др. Все технологические жидкости после выполнения ремонтных работ в скважинах откачиваются в систему сбора. При заканчивании скважин бурением, их освоении и ремонте (текущем и капитальном) общее количество используемых веществ составляет около 5 кг/т добываемой нефти, что рез-
ко изменяет технологические свойства добываемых эмульсий (см. приведенную выше «Инструкцию по диагностике ...»). Так, экспериментально было установлено, что введение в эмульсию 0,1-0,2% твердых взвешенных частиц увеличивает стойкость эмульсий в 2-3 раза, температуру нагрева в 1,3-1,5 раза. При этом расход реагента-деэмульгатора возрастает в 2-3 раза (данные по исследованию устойчивости эмульсий Нурлатской группы месторождений).
В процессе добычи нефти в различных частях оборудования системы нефтега-зосбора происходит интенсивное отложение неорганических солей (гипса, кальция, бария, карбоната бария и др.). Для борьбы с отложениями солей наибольшее применение нашли механические и химические методы, которые в конечном счете также ухудшают технологические свойства добываемой эмульсии за счет увеличения в ней содержания механических примесей.
В связи с ростом обводненности скважин на поздней стадии разработки месторождений, применением большого количества различных химических реагентов агрессивность добываемой жидкости
1 Тронов В.П. и др. Инструкция по диагностике технологической обстановки на установках подготовки нефти, предотвращению срывов и выведению их на проектный режим работы.- Бугульма: ТатНИПИнефть, 1992.- 100 с.
20 12/1998 М
системно возрастает. Так, из-за коррозии произошло более 90% порывов нефтепроводов. При защите нефтепромыслового оборудования от коррозии источниками загрязнения продукции скважин являются продукты коррозии металла. Кроме того, на загрязнение влияют последствия аварий, связанных с порывами сборных и напорных нефтепроводов, применение на некоторых участках системы сбора несовместимых с деэмульга-торами ингибиторов коррозии и некачественное внутреннее защитное покрытие нефтепроводов. Например, одной из причин резкого нарушения технологического режима подготовки нефти на Нур-латской УПВСН, выразившегося в ухудшении качества товарной нефти, было форсированное дозирование в напорной нефтепровод длиной 42 км ингибитора коррозии «нефтехим». Лабораторные исследования подтвердили, что превышение расхода указанного ингибитора более 100 г/т ухудшает процесс разрушения эмульсии и отделения воды (см. «Инструкцию по диагностике ...»).
За последние 15- 20 лет учеными Тат-НИПИнефти совместно со специалистами ОАО «Татнефть» разработаны и внедрены эффективные методы повышения нефтеотдачи пластов. Для реализации их в промышленном масштабе в пласты закачиваются следующие химические реагенты: серная кислота, ПАВ, ПАА, тринатрийфосфат и др. Однако закачка этих реагентов также повышает устойчивость добываемых эмульсий за счет изменения рН пластовой воды, образования гипса при взаимодействии серной кислоты с ионами кальция, интенсивного диспергирования пластовой воды в нефти при закачке ПАВ в больших количествах, повышения концентрации ПАА в добываемой воде и др.
В наибольшей степени эти факторы, а также высокие обводненность, вязкость и плотность нефти на поздней стадии разработки нефтяных месторождений и другие организационные причины вызывают срыв нормальных режимов работы установок подготовки нефти, приводя к сдаче товарной нефти низкого качества.
В процессе длительных исследований и контроля режимных параметров работы установок подготовки нефти были выявлены следующие дополнительные организационные причины нарушения нормальных режимов в процессах обезвоживания и обессоливания нефти:
■ резкое снижение или прекращение подачи реагента-деэмульгатора в систему сбора;
■ увеличение сульфидного фона в продукции скважин в связи с жизнедеятельностью сульфатвосстанавливаю-щих бактерий;
■ применение деэмульгаторов с заниженным содержанием активного вещества;
■ вовлечение в разработку краевых залежей окисленной вязкой нефти;
■ использование несовместимых де-эмульгаторов;
■ многочисленные ремонтные работы оборудования, включая трубопроводы и скважины, вносящие в поток механические примеси и др.;
■ снижение температуры процесса;
■ резкое уменьшение минерализации пластовых вод при закачке в продуктивные пласты пресных вод;
■ сброс в систему нефтегазосбора отходов процессов бурения и ремонта скважин различного типа;
■ отсутствие на отдельных объектах средств для интенсификации процессов разрушения эмульсий, концевых делителей фаз, каплеобразователей, смесителей, электрокоалесцентров, внутренних распределительных устройств в отстойных аппаратах, автономных блоков по обработке промежуточных слоев и ловушечных нефтей;
■ вынос из пласта значительного количества механических примесей, а также АСПО из призабойных зон и
НКТ.
Лабораторными и промысловыми исследованиями также было установлено, что основной причиной периодических выходов из нормальных режимов работы установок являются образование и накопление на границе раздела фаз в технологических отстойных аппаратах стойких
эмульсионных промежуточных слоев. Последние представляют собой смесь агломератов сульфида железа и твердых частиц с асфальтосмолистыми и парафиновыми компонентами нефти и пластовой воды. Все указанные осложнения в технологии подготовки нефти связаны с такими объективными факторами, как широкая химизация процессов добычи нефти, повышение обводненности скважин, объемов добычи нефти повышенной вязкости и др.
В «Инструкции по диагностике ...», разработанной сотрудниками ТатНИ-ПИнефти совместно со специалистами ОАО «Татнефть» и предназначенной для технологических служб подготовки продукции скважин на объектах ОАО «Татнефть», изложены принципы и методы диагностирования технологической обстановки на объектах сбора и подготовки продукции скважин, рассмотрены методы предотвращения нарушения и срывов технологических процессов, рекомендуются технико-технологические мероприятия по оптимизации работы объектов сбора и подготовки продукции скважин, а также параметры контроля и управления технологическими процессами и общий методологический подход к выводу узлов сепарации, предварительного сброса пластовой воды, установок подготовки нефти и воды на оптимальный режим работы в соответствии с изменяющимися условиями. Инструкция включает следующие самостоятельные разделы: сепарация нефти, очистка газа от сероводорода, технология подготовки нефти и технология очистки воды.
Таким образом, на основе результатов теоретических и лабораторных исследований, контроля и диагностирования технологических процессов сепарации нефти и подготовки продукции скважин установлено, что основные причины повышения устойчивости эмульсий на поздней стадии разработки нефтяных месторождений связаны с широкой химизацией добычи нефти, нарушением технологической дисциплины при эксплуатации и жизнедеятельностью сульфатвосстанав-ливающих бактерий.
Е ХОЗЯЙСТВО 12/1998 21
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.