Способ предотвращения отложений парафина на нефтепромысловом оборудовании

 

Использование: при добыче и транспортировке нефти. Сущность изобретения: на предварительно очищенную поверхность оборудования наносят гидрофильную пленку полимера. Пленку образуют сшивкой ионами железа, прилегающего к стальной поверхности, и полимера. В качестве полимера используют гидролизованный полиакрилонитрил. 1 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к способам предотвращения отложений парафина на нефтепромысловом оборудовании при добыче и транспортировке парафинистой нефти.

Известен способ предотвращения отложений парафина с применением водного раствора полиакриламида (ПАА) [1] Недостатком данного способа является то, что не вся поверхность труб покрывается пленкой ПАА. Кроме того, пленка ПАА смывается водой при прокачке обводнившейся нефти.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ предотвращения отложений парафина, включающий нанесение на очищенную и обезжиренную поверхность труб пленки из полиакриламида и жидкого стекла. Жидкое стекло добавляется для улучшения смачивания поверхности стали [2] Этот способ не обеспечивает водонефтестойкость гидрофильной пленки при чередующейся прокачке по трубам нефти и воды.

Цель изобретения повышение водонефтестойкости гидрофильной пленки на стальной поверхности нефтепромыслового оборудования.

Достигается это тем, что в известном способе предотвращения отложений парафина на нефтепромысловом оборудовании, включающем нанесение на предварительно очищенную поверхность гидрофильной пленки водорастворимого полимера, после предварительной очистки проводят промывку водой для удаления коагулирующих полимер реагентов, а гидрофильную пленку образуют сшивной ионами железа, прилегающего к стальной поверхности слоя полимера, причем в качестве полимера используют гидролизованный полиакрилонитрил.

Суть изобретения состоит в том, что гидрофильную пленку полимера непосредственно на поверхности оборудования сшивают ионами железа, которые получают растворением кислотой оксидной пленки железа, всегда присутствующей на поверхности стали. Существенно, что сшивку молекул гипана (гидролизованного полиакрилнитрила) осуществляют ионами железа, находящимися на стальной поверхности и являющимися ее неотъемлемой частью. Естественно, что присутствие в объеме нефтепромыслового оборудования других коагулирующих реагентов нежелательно и в предлагаемом способе предусмотрена операция по удалению хлорного железа и непрореагировавшей кислоты промывкой пресной водой. Таким образом, образующаяся непосредственно на стальной поверхности тонкая пленка гипана связана не только адсорбционными, но и ионными силами, которые на порядок превосходят силы адсорбции. Это обеспечивает повышенную водонефтестойкость гидрофильной пленки гипана на стальной поверхности, что обуславливает меньшую прилипаемость парафина на нефтепромысловом оборудовании при чередующейся прокачке воды и нефти. Появляется новое техническое свойство прекращение растворения изначально водорастворимого полимера за счет сшивки молекул ионами железа непосредственно на стальной поверхности. Причем потери гидрофильности не происходит, т.к. степень гидролиза гипана почти не изменяется.

Лабораторные испытания. Для проверки водонефтестойкости пленок полимеров на поверхности стальных пластин (100х20х1 мм) провели сравнительные испытания налипания парафинистой нефти и ее отмыв в водной среде. Испытуемые по предлагаемому изобретению стальные пластины перед нанесением пленки обрабатывали 10%-ным раствором соляной кислоты для растворения оксида железа и образования ионов железа непосредственно на поверхности стали. Контрольные пластины выдерживали в растворе ПАА и жидкого стекла. Испытуемые пластины помещали в раствор гипана. Время выдержки стальных пластин в растворах полимеров составляло по 20 мин. После чего пластины помещали в стаканчики с нефтью. Время выдержки пластин в нефти составляло 30 мин. Затем контрольные и испытуемые пластины с налипшей нефтью спускали в стаканчики с пластовой водой и одновременно включали секундомер. Визуально определяли степень отмыва поверхности стальных пластин от налипшей нефти. Когда поверхность пластины очищалась от нефти на 2/3 от исходной, отмечали время отмыва в секундах. Все пластины между опытами хранили в воде. Сравнительные испытания с одной партией контрольных и испытуемых пластин проводили ежедневно в течение одного месяца.

Результаты сравнения водонефтестойкости гидрофильных пленок по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, время отмыва пластин, покрытых по известному способу, монотонно возрастает, достигая в конце испытаний 5 мин. Это показывает, что гидрофильная пленка ПАА постепенно смывается, оставшаяся поверхность становится гидрофобной (смачиваемой нефтью). По предлагаемому способу время отмыва пленки нефти в течении первых 4 сут практически мгновенно и только в конце испытаний достигает 20 с, что в 16 раз меньше, чем скорость отмыва контрольных пластин. Существенно, что изменяется характер налипшей пленки нефти. Пластины, изготовленные по известному способу, в конце отмыва имеют остаточную пленку нефти на 25-30% от исходной поверхности. На пластинах, покрытых гипаном по предлагаемому способу, пленка нефти в конце отмыва не образуется. На грани пластины налипают мелкие капли нефти диаметром 0,5-1 мм, т. е. гидрофильная пленка полимера сохраняет свою целостность в течение всего испытания.

П р и м е р. На скважине проводили комплекс геофизических исследований, в число которых входят отбивка динамического уровня, замер дебита жидкости, определение обводненности нефти, определение давления в выкидной линии, определение силы тока на эл.двигателе, снятие и расшифровка динамограмм. На скважину завезли пресную воду для промывки, 10%-ный раствор соляной кислоты в объеме 1/3 лифтовых труб, 3%-ный раствор гипана в объеме, равном объему лифтовых труб.

Для замены затрубной жидкости в затрубное пространство закачали пресную воду. Произвели допуск лифтовых труб на 100-1500 м для вытеснения пластовой воды из-под насоса и провели промывку и очищение лифтовых труб от парафина. После промывки трубы подняли на глубину установки насоса. Закачали в затрубное пространство 10% -ный раствор ингибированной соляной кислоты в объеме, равном 1/3 объема лифтовых труб. Кислоту продавили в лифтовые трубы пресной водой для удаления коагулирующих гипан реагентов из объема труб. Вслед за пресной водой закачали 3%-ный раствор гипана в объеме лифтовых труб. Раствор гипана выдержали в трубах в течение 1 ч, после чего раствор гипана выдавили пресной водой. В результате применения способа длительность работы скважины увеличилась с 2 до 6 мес.

Экономический эффект складывается из разницы стоимости тонны реагента ПАА и гипана, а также сокращения числа операций по нанесению пленки полимера за счет увеличения длительности работы скважины.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ПАРАФИНА НА НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ, включающий нанесение на предварительно очищенную поверхность гидрофильной пленки водорастворимого полимера, отличающийся тем, что после предварительной очистки проводят промывку водой для удаления коагулирующих полимер реагентов, а гидрофильную пленку образуют сшивкой ионами железа прилегающего к стальной поверхности слоя полимера, причем в качестве полимера используют гидролизованный полиакрилонитрил.

РИСУНКИ

Рисунок 1