Устройство для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при удалении газогидратов в газовых скважинах и/или асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) и парафиногидратных отложений (ПГО) и насосно-компрессорных трубах и призабойной зоне пласта при добыче нефти. Корпус устройства изготовлен из щелочных, щелочно-земельных или щелочно-реагирующих металлов, в виде полой сферы или трубки из алюминия, цинка или водо-, нефтерастворимого состава на щелочерастворимой подкладке. В качестве химически активного вещества, заполняющего полый корпус, применены щелочные металлы или их сплавы, или гидроксиды щелочных металлов, или расположенные послойно щелочной металл и хлористый кальций. Отношение массы химически активного вещества к массе корпуса составляет 1:0,05-0,5. Корпус в виде трубки имеет максимальный размер в поперечном сечении 4 - 50 мм и длину 4-1000 мм, для сферы максимальный размер (диаметр) составляет 4-50 мм. В качестве водо-, нефтерастворимого состава использован битум, или жидкое стекло, или сплав канифоли и битума при их массовом соотношении 1:0,1-0,5, или оксид-, или карбонат свинца, а в качестве щелочерастворимой подкладки применены алюминиевая или цинковая фольга. Трубка в поперечном сечении может иметь также прямоугольную или выпукло-вогнутую форму. Полый корпус перфорирован с площадью перфорации от 0,1 до 1% площади боковой поверхности. Поверхность химически активного вещества изолирована легкоплавким составом из сплава парафина и полиэтилена при соотношении парафин:полиэтилен по массе 1:0,01-0,5. Использование изобретения повышает эффективность разрушения газогидратных пробок в газовых и удаления АСПО и ПГО в нефтяных скважинах и упрощает изготовление устройства. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобыче, и может быть использовано для очистки скважины и призабойной зоны пласта (ПЗП) от отложений.

В состав нефтей входят высокомолекулярные парафины, асфальтены и смолы, которые во время эксплуатации скважин отлагаются в порах пласта, на стенках насосно-компрессорных труб (НКТ) и промыслового оборудования, уменьшая дебит.

В попутном и природном газе, помимо газов парафинового ряда, содержится сероводород, диоксид углерода и азот, являющиеся сильными гидратообразователями.

В промысловой практике широкое распространение получили термохимические устройства (заряды) для удаления асфальтено-смолопарафиновых (АСПО) и парафиногидратных отложений (ПГО).

Известны заряды на основе магния для термохимической обработки нефтяных и газовых скважин с использованием тепла реакции между магнием и соляной кислотой. Данное устройство включает корпус, выполненный из магния или магниевого сплава (Электрон), заполненный соляной кислотой. При взрыве такого устройства в скважине соляная кислота реагирует с магнием с выделением тепла и способствует расплавлению отложений [1, 2].

Недостатком известного устройства является то, что при взрыве может разрушиться сама скважина, кроме того, наблюдается коррозия НКТ и промыслового оборудования при взаимодействии с соляной кислотой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для удаления гидратопарафиновых отложений, включающее контейнер, корпус которого выполнен из материала, вступающего в химическую реакцию, заполненный щелочным реагентом и снабженный тяговым тросом с возможностью перемещения в скважине [3].

Недостатком данного устройства является то, что количество тепла в процессе и скорость протекания реакции в условиях скважины и ПЗП на порядок меньше по сравнению с предлагаемым техническим решением, соответственно требуется больше реактивов и времени для их обработки. Кроме того, в промысловых условиях, наряду с неудобством загрузки контейнера, его невозможно использовать в скважинах, оборудованных штанговыми глубинными насосами (ШГН), ввиду малого расстояния между штангами и стенкой насосно-компрессорных труб.

Целью данного изобретения является получение технического результата, выражающегося в упрощении и повышении эффективности работы устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений, включающем корпус, выполненный из вступающего в реакцию материала, заполненный химически активным веществом, последний изготовлен из щелочных, щелочно-земельных или щелочно-реагирующих металлов в виде полой сферы или в виде трубки из алюминия, цинка или водо-, нефтерастворимого состава на щелочнорастворимой подкладке, в качестве химически активного вещества, заполняющего корпус, применены щелочные металлы или их сплавы, или гидрооксиды щелочных металлов, или расположенные послойно щелочной металл и хлористый кальций, причем отношение массы химически активного вещества к массе корпуса составляет 1/0,05 - 0,5, корпус в виде трубки имеет максимальный размер в поперечном сечении 4 - 50 мм и длину 4 - 1000 мм, а корпус в виде полой сферы имеет максимальный размер 4 - 50 мм.

Способствует достижению технического результата то, что в качестве водонефтерастворимого состава использован битум или жидкое стекло, или сплав канифоли и битума при массовом соотношении 1/0,1 - 0,5, или оксид или карбонат свинца, а в качестве щелочно-растворимой прокладки применена алюминиевая или цинковая фольга.

В одном из частных случаев трубка имеет в поперечном сечении прямоугольную или выпукло-вогнутую форму.

Корпус может иметь перфорационные отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,1 - 10% площади его боковой поверхности.

Поверхность химически активного вещества покрыта легкоплавким изолирующим составом из сплава парафина и полиэтилена при соотношении по 1/0,01 - 0,5.

На фиг. 1 - 6 показаны варианты выполнения устройства; на фиг. 7 - 11 - поперечные сечения соответственно на фиг. 1 - 6.

Позицией 1 обозначено химически активное вещество, которым заполнен корпус устройства, покрытый легкоплавким составом 2.

На фиг. 1 показано устройство, корпус которого представляет собой трубку из рулона пластин натрия 4, калия 5 и алюминия 3. Рулон свернут таким образом, что наружная поверхность представлена алюминием 3.

Диаметр корпуса 20 мм, высота 200 мм. Внутренняя полость диаметром 14 мм заполнена штоком соответствующего диаметра из лития. Поверхность химически активного вещества 1 покрыта легкоплавким составом при массовом соотношении парафин:полиэтилен по массе 1:0,01.

На фиг. 2 показано устройство, у которого корпус выполнен из цилиндрической трубки длиной 4 мм, диаметром 4 мм, с площадью перфорации 0,1%. Трубка выполнена в виде полого рулона из алюминиевой фольги и заполнена штоком из натрия при соотношении массы химически активного вещества и массы корпуса 1: 0,05. Поверхность покрыта легкоплавким составом при соотношении парафин:полиэтилен по массе 1:0,1.

Корпус выполнен из трубки (фиг. 3) квадратного сечения со стороной стенки, равной 15 мм и длиной 300 мм, с площадью перфорации 2%, с соотношением массы химически активного вещества 1 к массе корпуса 1:0,1. Трубка выполнена из цинковой фольги 6, заполнена отдельными составляющими из калия, а поверхность покрыта легкоплавким составом при соотношении парафин:полиэтилен по массе 1:0,5.

Трубка может быть выполнена аналогичным образом, только вместо цинковой фольги 6 применена алюминиевая фольга.

Корпус может быть выполнен из трубки выпукло-вогнутой формы (см. фиг. 10) с диаметром: максимальным Д2 = 40 мм и минимальным Д1 = 20 мм, с площадью перфорации 5%, с соотношением массы химически активного вещества к массе корпуса 1:0,2. Трубка выполнена из алюминиевой фольги (в несколько слоев) и залита сплавом натрия (85%) и калия (15%), поверхность покрыта легкоплавким составом.

Корпус представлен трубкой цилиндрической диаметром 50 мм, длиной 1000 мм, с площадью перфорации 10%, с соотношением массы химически активного вещества 1 к массе корпуса 1:0,3; трубка выполнена из сплава 8 канифоли и битума при их массовом соотношении 1:0,1, причем сплав 8 нанесен на алюминиевую фольгу 6, применяемую в качестве щелочерастворимой подкладки. Корпус заполнен послойно натрием и гидроксидом натрия при соотношении массы химически активного вещества 1 к массе корпуса 1:0,5. Поверхность покрыта легкоплавким составом - парафин:полиэтилен по массе 1:0,1. В качестве химически активного вещества применен хлористый кальций.

На фиг. 6 представлено устройство, в котором корпус выполнен в виде полой сферы диаметром 30 мм с площадью перфорации 2%, изготовленной из битума 7. В качестве щелочерастворимой подкладки изнутри применена алюминиевая фольга 6. Полая сфера заполнена гидроксидом калия. Отношение массы химически активного вещества 1 к массе корпуса составляет 1:0,2. Поверхность покрыта легкоплавким составом при соотношении парафин:полиэтилен 1:0,2.

Полая сфера может быть изготовлена аналогично, причем наружный диаметр сферы составляет 4 мм, а в битум добавлен оксид свинца при их весовом соотношении 1:0,1.

Полая сфера может быть изготовлена аналогично, причем наружный диаметр сферы составляет 50 мм, а в битум добавлен карбонат свинца при их весовом соотношении 1:0,5.

При изготовлении полой сферы вместо битума может быть использовано жидкое стекло или желатин.

При добыче нефти, природного газа и газоконденсата в добывающей скважине и ПЗП происходит образование асфальтеносмолистых и парафиногидратных отложений, уменьшающих или полностью перекрывающих проходное сечение. Для решения этой задачи предлагаются устройства для термохимической обработки, которые неудобны в применении, имеют низкую эффективность, а при обработке "глухих", т. е. полностью забитых скважин, вообще не годятся к применению.

В предложенном техническом решении корпус выполнен в виде полой трубки, изготовленной путем скатывания наложенных друг на друга пластин из щелочных, щелочно-земельных и/или щелочно-реагирующих металлов или трубки, скатанной в виде рулона из алюминиевой или цинковой фольги, или трубки, изготовленной путем нанесения на щелочерастворимую подкладку (алюминиевую или цинковую фольгу) водо-, нефтерастворимого состава и придания ей необходимой формы, или в виде полой сферы с применением подкладки изнутри. Полость трубки или сферы заполнена химически активным веществом, которое при контакте с продукцией скважин реагирует с образованием водо-, нефтерастворимых соединений с выделением большого количества тепла, при этом расплавляются АСПО и ПГО и смываются центры парафиногидратных образований, что ведет к повышению скорости обработки скважин и увеличению межрежимного периода.

Высокое соотношение массы оболочки к массе химически активного вещества необходимо при обработке глубоких скважин.

Устройство выполняют следующим образом: - скатыванием в рулон наложенных друг на друга пластин, причем наружная пластина должна быть выполнена из щелочно-реагирующего материала. Внутренняя полость образованной трубки заполнена щелочным металлом; - изготовление трубки путем скатывания в рулон алюминиевой или цинковой фольги; - изготовление трубки путем нанесения на цинковую или алюминиевую фольгу (подкладку) водо- или нефтерастворимого состава и придания ей необходимой формы; - изготовление сферы путем соединения полусфер, полученных выдавливанием их из щелочно-реагирующего металла и/или покрытого изнутри щелочно-растворимой подкладкой слоя водо-, нефтерастворимого состава; - полый корпус заполнен расплавленным щелочным металлом или их сплавом, или отдельными составляющими из щелочных металлов, или гидроксидом щелочного металла, или послойной загрузкой щелочного металла и гидроксида щелочного металла, или щелочного металла и хлористого кальция или выполнен соединением двух полусфер с загруженным в них химически активным веществом с изолированием химически активного вещества легкоплавким составом.

Предложенное техническое решение оптимально просто в применении. Устройство через стандартный лубрикатор должно быть заброшено под собственным весом в скважину. При взаимодействии активного вещества с продукцией скважины предложенное устройство расходуется, постепенно погружаясь в глубь скважины, расплавляя АСПО и ГПО и прогревая НКТ и затрубье, позволяя восстановить работоспособность даже "глухих" (полностью забитых) скважин.

Применение предложенного технического решения позволит упростить и повысить эффективность применяемых в настоящее время устройств и сократить количество используемых реагентов для термохимической обработки скважины и ПЗП.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 78381, кл. E 21 B 43/27, 1948.

2. Авторское свидетельство СССР N 72047, кл. E 21 B 43/27, 1947.

3. Патент РФ N 1810495, кл. E 21 B 37/06, 1993 (прототип).

Формула изобретения

1. Устройство для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений, включающее корпус, выполненный из вступающего в реакцию материала, заполненный химически активным веществом, отличающееся тем, что корпус изготовлен из щелочных, щелочно-земельных или щелочно-реагирующих металлов в виде полой сферы или в виде трубки из алюминия, цинка или водо-, нефтерастворимого состава на щелочно-растворимой подкладке, в качестве химически активного вещества, заполняющего корпус, применены щелочные металлы, или их сплавы, или гидроксиды щелочных металлов, или расположенные послойно щелочной металл и хлористый кальций, причем отношение массы химически активного вещества к массе корпуса составляет 1 : 0,05 - 0,5, корпус в виде трубки имеет максимальный размер в поперечном сечении 4 - 50 мм и длину 4 - 1000 мм, а корпус в виде полой сферы имеет максимальный размер 4 - 50 мм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве водо-, нефтерастворимого состава использован битум, или жидкое стекло, или сплав канифоли и битума при массовом соотношении 1 : 0,1 - 0,5, или оксид или карбонат свинца, а в качестве щелочно-растворимой подкладки применены алюминиевая или цинковая фольга.

3. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что трубка имеет в поперечном сечении прямоугольную или выпукло-вогнутую форму.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что корпус имеет перфорационные отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,1 - 10% площади его боковой поверхности.

5. Устройство по п.1, или 3, или 4, отличающееся тем, что поверхность химически активного вещества покрыта легкоплавким изолирующим составом из сплава парафина и полиэтилена при соотношении по массе 1 : 0,01 - 0,5.1

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи нефти, удаления асфальтосмолопарафиновых образований в системе добычи, транспортировки и хранения нефти

Изобретение относится к составам для предоставления асфальтено-смоло-парафиновых и парафино-гидратных отложений и может быть использовано в процессах добычи, транспорта и хранения нефти

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для ликвидации глухих гидратопарафиновых пробок в нефтяных и газовых скважинах

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оборудованных погружными насосами типа УЭЦН, от асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений

Изобретение относится к составам для предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых отложений и может быть использовано в процессах добычи, транспорта и хранения нефти

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при депарафинизации кустовых скважин и коллекторов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к эксплуатации газосборных трубопроводов и может быть использовано для удаления жидкости и механических примесей из внутренних поверхностей газонефтепродуктопроводов

Изобретение относится к предложениям по улучшению манипулирования с текучими углеводородными смесями, которые при транспортировке, хранении и/или переработке склонны к образованию твердых органических отложений, в частности на углеводородной основе, которые затем остаются в качестве нежелательных инкрустаций внутри трубопроводов, насосов, фильтров, резервуаров и т.п., и требуют значительных затрат на очистку

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для восстановления и повышения продуктивности нефтяных скважин, призабойная зона которых заблокирована асфальтосмолопарафиновыми отложениями

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным дозаторам, и может использоваться для обработки продукции скважин реагентами непосредственно на забое с целью предотвращения образования стойких эмульсий, коррозии оборудования, отложений парафина, смол, солей и т.п
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в эксплуатационных скважинах при восстановлении продуктивности, потерянной после ремонтных работ в результате отрицательного воздействия жидкости глушения на породы, слагающие продуктивную часть пласта, а также кольматантов углеводородного типа

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при удалении парафиногидратов в газовых скважинах и/или асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) и парафиногидратных отложений (ПГО) в насосно-компрессорных трубах и призабойной зоне пласта при добыче нефти

Изобретение относится к использованию ферментов при добыче нефти, газа или воды из подземного пласта

Изобретение относится к области эксплуатации нефтегазовых месторождений и может быть использовано для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтегазодобывающих скважин

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности, к составам для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО), и может быть использовано для удаления и растворения отложений парафина и асфальтеносмолистых веществ из призабойной зоны пласта, из нефтепромыслового оборудования, резервуаров и нефтесборных коллекторов на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтено-смолопарафиновых отложений из нефтепромыслового оборудования скважин и призабойной зоны пласта

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для комплексного воздействия на добываемые флюиды
Наверх