Механизм образования гидратных отложений

ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Способы защиты от коррозии

В настоящее время доступны следующие способы борьбы с кор­розией:

– внедрение коррозионно-стойкого или импортного оборудования;

– нанесение износостойких, коррозионно-стойких покрытий методом высокоскоростного напыления на корпус ПЭД.

а

Рис. 19. Промывы оборудования: а – НКТ; б – УЭЦН

Рис. 18. Корпус ПЭД с нанесенным антикоррозионным покрытием ООО «Эталон»

Нанесение коррозионно-стойких покрытий на корпус ремонтных ПЭД производится ООО «Эталон» методом газопламенного высокоско­ростного напыления. Новые ПЭД поставляются с заводов-изготовителей в ОАО «Сургутнефтегаз» с антикоррозионным покрытием (рис. 18).

Следует отличать коррозию от промывов оборудования. Промывы могут возникать вследствие разгерметизации эксплуатационной колоны или за счет скорости потока жидкости со значительным содержанием механических примесей. Примером промывов может служить разру­шение газосепараторов, направляющих аппаратов и корпусов УЭЦН (рис. 19).

Природные газы при высоких давлениях и пониженных температурах вступают в соединение с водой и образуют твердое соединение – гидрат. Условия гидратообразования в нефтяной скважине зависят от многих факторов: температуры и давления в продуктивном пласте, дебита и об­водненности продукции, количества газа и его состава, коэффициентов теплопроводности и теплопередачи труб, цементного раствора и пород, окружающих скважину, и др. Процесс гидратообразования протекает при воздействии на газовую смесь давления, температуры и минерали­зации воды, которые меняются в пластовых и скважинных условиях, что влияет на влагосодержание газа.

Термодинамические условия, соответствующие образованию гидрат-ных отложений непосредственно в пласте, обычно приурочены к районам распространения многолетнемерзлых пород (ММП).

В процессе добычи и транспорта водонефтегазовой смеси ее со­стояние постоянно меняется. Давление насыщения – это такое давление, ниже которого из жидкости начинает выделяться растворенный в ней газ. При пластовом давлении выше давления насыщения газ растворен в жидкости. В НКТ при движении нефти в некоторый момент начинается ее разгазирование. Сначала газ выделяется в пузырьковой форме. По мере подъема количество его постепенно увеличивается, и может образоваться отдельная газовая фаза, движущаяся параллельно с нефтью. В стволе скважины от забоя до устья снижаются температура и давление, газоот­деление увеличивается. Обводнение продукции скважины увеличивает влагосодержание газа. При поддержании пластового давления снижается температура пласта и часть газа начинает выделяться из жидкости.

Место и интенсивность накопления гидратов в скважине изменяют­ся и зависят от режима ее работы. Чем выше дебит, тем ближе к устью образуется гидратная пробка. Длительная работа скважины приводит к прогреву окружающих пород. Наиболее часты случаи образования гидратов в стволе либо длительно простаивающих скважин, либо при их консервации.

При расположении динамического уровня в зоне ММП гидраты об­разуются из растворенных в нефти легких газов и воды, находящейся

в эмульсионной форме. Между динамическим уровнем и ММП существует гидратоопасная область, в которой процессы гидратообразования проис­ходят наиболее часто.

В затрубном пространстве процессы более статичны. Нефть доходит до линии динамического уровня, где не исключено образование пены, ко­торая может занимать большой интервал по высоте. Выше динамического уровня в затрубном пространстве находится газ, компонентный состав которого отличается от состава пузырькового газа в НКТ. По мере подъема газа он охлаждается, из него выделяется жидкая фаза – газовый конденсат, который осаждается на стенках эксплуатационной колонны в виде пленки. При добыче обводненной нефти из нее выделяются пары воды, они тоже конденсируются на стенке. Сконденсировавшиеся вода и конденсат вместе стекают вниз.

При малом количестве воды (эмульсия типа «вода в нефти») со стенкой эксплуатационной колонны контактирует преимущественно нефть, в этом случае гидратообразование будет затруднено. При большом количестве воды (эмульсия типа «нефть в воде») в результате непосредственного кон­такта воды со стенкой эксплуатационной колонны условия гидратообразо-вания более благоприятны.

Рис. 20. Гидратообразование нефтяной скважины

Дата добавления: 2017-01-14