способ удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений

Формула изобретения

Способ удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений, включающий последовательную закачку в зону воздействия дисперсии металла и воды, отличающийся тем, что в качестве дисперсии металла используют водную дисперсию кальция, а воду используют подкисленную соляной кислотой с рН не более 5 при соотношении соляной кислоты и кальция в 1,5 - 2 раза более стехиометрического.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при удалении асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений.

Известен способ удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений в скважинах, включающий закачку гексана в затрубное пространство и вытеснение его в колонну насосно-компрессорных труб горячей нефтью [1].

Известный способ недостаточно эффективен, отличается длительностью процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений, включающий последовательную закачку в зону воздействия углеводородной дисперсии щелочного металла и воды [2].

Известный способ эффективен, однако пожаро- и взрывоопасен как при транспортировке, так и при выполнении работ.

В изобретении решается задача снижения пожаро- и взрывоопасности.

Задача решается тем, что в способе удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений, включающем последовательную закачку в зону воздействия дисперсии металла и воды, согласно изобретению в качестве дисперсии металла используют водную дисперсию кальция, а воду используют подкисленную соляной кислотой с pH не более 5 при соотношении соляной кислоты и кальция в 1,5-2 раза более стехиометрического.

Признаками изобретения являются:

1. закачка в зону воздействия дисперсии металла;

2. закачка в зону воздействия воды;

3. использование в качестве дисперсии металла дисперсию в воде кальция;

4. использование воды, подкисленной соляной кислотой до pH не более 5;

5. соотношение соляной кислоты и кальция в 1,5-2 раза более стехиометрического.

Признаки 1 и 2 являются общими с прототипом, признаки 3-5 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При работе нефтедобывающих скважин происходит образование асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений (АСПО) на стенках скважины, в колонне насосно-компрессорных труб и в призабойной зоне скважины. Вследствие этого снижается дебит скважины.

Способы очистки от АСПО различаются по эффективности. Один из наиболее эффективных, выбранный за прототип, обладает высокой пожаро- и взрывоопасностью вследствие использования активно реагирующих с воздухом и водой щелочных металлов лития, натрия, калия. Пожаро- и взрывоопасность щелочных металлов обусловлена высокой химической активностью этих металлов. Они реагируют как с кислородом воздуха, так и с влагой воздуха, с выделением большого количества тепла. В большой массе этот процесс сопровождается взрывом и горением окружающих предметов. В предложенном способе решается задача снижения пожаро- и взрывоопасности способа.

Задача решается использованием щелочноземельного металла - кальция в виде дисперсии в воде.

Для реакции с кальцием используют воду, подкисленную соляной кислотой с pH не более 5.

На воздухе кальций покрывается окисной (гидроокисной) пленкой, которая в отличие от окислов (гидроокислов) щелочных металлов нерастворима в воде и поэтому пассивирует поверхность от дальнейшего окисления, благодаря чему этот металл не относится к разряду пожаро- и взрывоопасных.

Способ выполняют следующим образом.

В зону воздействия, например на забой скважины, поставляют водную дисперсию кальция с размером частиц кальция до 5 мм. Затем прокачивают воду, подкисленную соляной кислотой с pH не более 5. При соединении кальция с подкисленной водой происходит химическая реакция образования окиси кальция и затем хлорида кальция с выделением большого количества тепла. При прогреве происходит расплавление АСПО и их удаление из зоны воздействия.

Закачка подкисленной воды в соотношении в 1,5-2,0 раза более стехиометрического при реакции хлористого водорода и кальция обеспечивает растворение ржавчины на подземном оборудовании, растворение карбонатных составляющих пород призабойной зоны.

В зависимости от объекта воздействия и количества содержащегося в нем АСПО определяют необходимое количество кальция из расчета, что при реакции 1 кг металла выделяется до 3000 ккал тепла.

При обработке подземного оборудования и призабойной зоны скважины прокачку разогретого раствора ведут по затрубью скважины. Этим достигается наиболее полный прогрев скважины и, следовательно, наиболее полное расплавление и удаление отложений.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Скважина глубиной 1200 м запарафинена от устья до отметки 400 м. Общая масса парафина составляет величину порядка 1000 кг. Масса колонны насосно-компрессорных труб составляет 4000 кг. Для расплавления парафина необходимо повысить температуру на 60^oC, т.е. подвести порядка 100000 ккал. Т.к. тепловой эффект реакции кальция с подкисленной водой составляет порядка 3000 ккал/кг, то для расплавления парафина требуется примерно 35 кг кальция.

В затрубное пространство закачивают 0,18 м³ 20%-ной водной дисперсии кальция, затем закачивают 5 м³ воды, подкисленной соляной кислотой до pH 2.

При этом отношение между кальцием и хлористым водородом в реакции образования хлорида кальция составляет 1,7 по отношению к стехиометрическому.

После реакции и прогрева скважина полностью очищена от АСПО.

Изменение pH воды в пределах до pH 5 и соотношения между кальцием и хлористым водородом в реакции образования хлорида кальция в пределах от 1,5 до 2,0 по отношению к стехиометрическому приводит к аналогичному результату по очистке скважины от АСПО.

Применение предложенного способа позволит проводить обработки водными пожаробезопасными растворами с достижением высокого качества очистки от АСПО.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Авторское свидетельство СССР N 920197, кл. E 21 B 37/06, опублик. 1982 г.

2. Патент РФ N 2028447, кл. E 21 B 37/06, опублик. 1995 г. - прототип.