способ предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти

Формула изобретения

Способ предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти, включающий смешение потоков добываемой продукции и их транспортировку, отличающийся тем, что для смешения подбирают совместимые жидкости, при смешении которых не образуется пересыщенный раствор соли и ее выпадение в виде осадка, жидкость для смешения используют в количестве, достаточном для уменьшения концентрации солей до значения, не большего, чем концентрация насыщения при полученной после смешения минерализации, смешение потоков жидкостей выполняют в зоне отсутствия технологического оборудования и в трубах, покрытых изнутри антиадгезионным покрытием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при добыче и транспорте нефти, в частности при проведении мероприятий по предотвращению солеотложений в сборных коллекторах групповых замерных установок.

Известен способ ингибирования образования солевых отложений сульфатов металлов в водной среде, содержащейся в подземном нефтеносном пласте или добываемой из него, включающий закачивание водного раствора водорастворимого полимера в подземные нефтеносные пласты через интервалы времени, выбранные таким образом, чтобы обеспечить наличие в этих пластах водорастворимого полимера в количествах, эффективных для сохранения ингибирования осадкообразования (заявка на изобретение РФ №97103419/03, опубл. 1999.03.20).

Известный способ требует применения большого количества дорогостоящего водорастворимого полимера, эффект от применения способа наступает через весьма продолжительное время насыщения пласта полимером.

Известен способ уменьшения образования отложений минеральных солей, в котором перемешивание состава с водным перенасыщенным раствором или жидкостью-предшественником выполняют в 2-4 этапа либо последовательно, либо параллельно, либо одновременно и последовательно, и параллельно (заявка на изобретение РФ №2002100909, опубл. 2003.08.20 - прототип).

Эффект от известного способа наступает непосредственно при применении, однако способ требует использования химических реагентов, способ сложен, многостадиен.

В изобретении решается задача упрощения способа за счет исключения применения химических реагентов и снижения многостадийности процесса предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти.

Задача решается тем, что в способе предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти, включающем смешение потоков добываемой продукции и их транспортировку, согласно изобретению для смешения подбирают совместимые жидкости, жидкость для смешения используют в количестве, достаточном для уменьшения концентрации солей до значения, не большего чем концентрация насыщения при полученной после смешения минерализации, смешение потоков жидкостей выполняют в зоне отсутствия технологического оборудования и в трубах, покрытых изнутри антиадгезионным покрытием. Признаками изобретения являются:

1) смешение потоков добываемой продукции;

2) транспортировка;

3) подбор для смешения совместимых жидкостей;

4) подбор количества жидкости для смешения достаточной для уменьшения концентрации солей в смеси жидкостей до концентраций насыщения при полученной после смешения минерализации;

5) смешение потоков жидкостей в зоне отсутствия технологического оборудования;

6) то же в трубах, покрытых изнутри антиадгезионным покрытием.

Признаки 1 и 2 являются общими с прототипом, признаки 3-6 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Причиной отложения солей в сборных коллекторах групповых замерных установок на нефтепромыслах является смешение несовместимых пластовых вод в одном трубопроводе. При смешении происходит химическая реакция с образованием нерастворимого или слаборастворимого в воде химического соединения, как правило, сульфата бария или сульфата кальция. Смешение вод двух типов приводит к образованию пересыщенного раствора соли и ее выпадению в виде осадка. Такие воды называют несовместимыми. При смешении совместимых вод не образуется пересыщенный раствор соли и ее выпадение в виде осадка возможно по другим причинам, например, снижение температуры, наличие центров кристаллизации, скорость потока и пр.

Существующие способы предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти основаны на использовании химических соединений, препятствующих выпадению солей. Однако эти способы требует применения большого количества дорогостоящих компонентов, зачастую многостадийны и сложны.

В предложенном изобретении решается задача упрощения способа за счет исключения применения химических реагентов и снижения многостадийности процесса предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти.

Задача решается тем, что для предотвращения солеотложений при добыче и транспорте нефти при смешении потоков добываемой продукции подбирают совместимые жидкости, а количество жидкости для смешения подбирают достаточной для уменьшения концентрации солей в смеси жидкостей до концентраций не более чем концентрация пересыщения при полученной минерализации смешения. Жидкость для смешения вводят или в основной поток технологической жидкости с солями или в любой из потоков исходя из технико-экономических показателей. Смешение потоков жидкостей выполняют в зоне отсутствия технологического оборудования и в трубах, покрытых изнутри антиадгезионным покрытием. Этим исключаются условия создания застойных зон, зон с центрами кристаллизации солей и их выпадения в осадок. Далее транспортируют жидкости на групповую замерную установку и дальнейшую переработку.

Примеры конкретного выполнения.

На Ромашкинском нефтяном месторождении проводят мероприятия по предотвращению солеотложений при добыче и транспорте нефти. Добываемую продукцию скважин смешивают в трубопроводах и транспортируют на групповые замерные установки (ГЗУ). Для смешения подбирают совместимые жидкости, жидкость для смешения используют в количестве, достаточном для уменьшения концентрации солей до значения, не большего чем концентрация насыщения при полученной после смешения минерализации.

Пример 1. В напорном нефтепроводе ГЗУ-28 транспортируют жидкость из скважины №5557 со следующими показателями: дебит - 26 м³/сут, обводненность - 65%, содержание Ва - 0,301 г/л, Cl - 42,14 г/л, Са - 5,08 г/л, дебит по воде - 16,9 м³/сут. Перед смещением анализируют составы других жидкостей из близлежащих скважин. Устанавливают, что из скважины №5558 поступает совместимая жидкость, из скважины 11206 - несовместимая.

Совместимая жидкость. Скважина №5558. Дебит - 18 м ³/сут, обводненность - 99%, содержание Ва - 0,163 г/л, Cl - 28,17 г/л, Са - 3,56 г/л, дебит по воде - 17,8 м³ /сут.

Несовместимая жидкость. Скважина №11206. Дебит - 15 м³/сут, обводненность - 90%, содержание SO ₄ - 0,62 г/л, Cl - 22,25 г/л, Са - 2,6 г/л, дебит по воде - 13,5 м³/сут.

Пример 2. В напорном нефтепроводе ГЗУ-26А транспортируют жидкость из скважины №5551 со следующими показателями: дебит 20 м³/сут, обводненность - 52%, содержание Ва - 0,373 г/л, Cl - 80,9 г/л, Са - 10,97 г/л, дебит по воде - 16,9 м³/сут.

Перед смещением анализируют составы других жидкостей из близлежащих скважин. Устанавливают, что из скважины №21450 поступает совместимая жидкость, из скважины 32618 - несовместимая.

Совместимая жидкость. Скважина №21450. Дебит - 16 м³/сут, обводненность - 99%, содержание Ва - 0,365 г/л, Cl - 76,9 г/л, Са - 11,45 г/л, дебит по воде - 15,8 м³/сут.

Несовместимая жидкость. Скважина №32618. Дебит - 21 м³/сут, обводненность 55%, содержание SO₄ - 0,13 г/л, Cl - 94,61 г/л, Са - 12,66 г/л, дебит по воде - 13,5 м³/сут.

Пример 3. В напорном нефтепроводе ГЗУ-15 транспортируют жидкость из скважины №12541 со следующими показателями: дебит - 26 м³/сут, обводненность - 86%, содержание Са - 15 г/л, Cl - 80,9 г/л, дебит по воде - 22,36 м³/сут.

Перед смещением анализируют составы других жидкостей из близлежащих скважин. Устанавливают, что из скважины №20215 поступает совместимая жидкость, из скважины 3256 - несовместимая.

Совместимая жидкость. Скважина №20215. Дебит - 18 м³/сут, обводненность - 99%, содержание Са - 11,4 г/л, Cl - 76,9 г/л, дебит по воде - 17,82 м³ /сут.

Несовместимая жидкость. Скважина №3256. Дебит - 21 м³/сут, обводненность - 75%, содержание SO₄ - 2,8 г/л, Cl - 94,61 г/л, Са - 1,66 г/л, дебит по воде - 15,75 м³/сут.

Пример 4. В напорном нефтепроводе ГЗУ-32 транспортируют жидкость из скважины №9635 со следующими показателями: дебит - 36 м³/сут, обводненность - 84%, содержание Са - 15 г/л, Cl - 80,8 г/л, Fe - 0,256 г/л, дебит по воде - 30,24 м³/сут.

Перед смещением анализируют составы других жидкостей из близлежащих скважин. Устанавливают, что из скважины №9640 поступает совместимая жидкость, из скважины №9628 - несовместимая.

Совместимая жидкость. Скважина №9640. Дебит - 82 м³/сут, обводненность - 50%, содержание Са - 18,4 г/л, Cl - 113 г/л, Fe - 0,206 г/л, дебит по воде - 41 м³/сут.

Несовместимая жидкость. Скважина №9628. Дебит - 35 м³/сут, обводненность - 70%, содержание H₂S - 0,150 г/л, Cl - 25 г/л, Са - 6,6 г/л, дебит по воде - 24,5 м³/сут.

Количество жидкости для смешения рассчитывают следующим образом:

Коэффициенты смешения 5558:5557:11206 = 1,32:1,25:1 или в долях 0,37:0,35:0,28

1. Определим концентрацию по Ва:

0,37×0,163+0,35×0,301=0,165 г/л или 1,204 мг-экв.

2. Определим концентрацию по сульфату:

0,28×0,62=0,173 г/л или 1,808 мг-экв.

Так как C_Ba< C_SO4 расчет проводим по барию.

Минерализация смешенной воды близка к 30 г/л по хлориду. Находим максимальную концентрацию пересыщения - 100 мг/л, количество выделившегося сульфата бария на литр раствора равно 180 мг, что составляет 180 г/м³ или при суммарном дебите по воде 48,2 м³ - 8,67 кг в сутки.

Смешение потоков жидкостей в зоне отсутствия технологического оборудования и в трубах, покрытых изнутри антиадгезионным покрытием, позволяет избежать роста кристаллов солей на технологическом оборудовании, например, в насосах, задвижках, изгибах труб и т.п.

Для смешения потоков добываемой продукции подбирают совместимые жидкости. Жидкость для смешения вводят в основной поток жидкости с солями. Смешение потоков жидкостей выполняют на прямом участке трубопровода в зоне отсутствия технологического оборудования и в трубах, покрытых изнутри полиэтиленовым антиадгезионным покрытием. Далее транспортируют жидкости на групповую замерную установку и дальнейшую переработку.

В результате проведенных мероприятий на промысле полностью отсутствуют отложения солей в трубопроводах и технологическом оборудовании. Выходы из строя оборудования и трубопроводов по причине солеотложений полностью отсутствуют.

Применение предложенного способа позволит упростить мероприятия по предотвращению солеотложений при добыче и транспорте нефти за счет исключения применения химических реагентов и снижения многостадийности процесса.