причины и условия формирования АСПО. Механизм формирования АСПО. Формирование АСПО на поздней стадии разработки. Особенности формирования.

Полный текст и рисунки здесь: Полная версия

Под парафинообразованием понимают, выпадение из нефти и отложение на обсадной колонне, насосно-компрессорных трубах и оборудовании асфальто-смолистых парафиновых соединений (АСПО): последние при температуре выше 40 °С и давлении более давления насыщения находятся в нефти в растворенном состоянии. При движении из пласта в скважину меняются термодинамические условия, и АСПО выделяются из нефти. Обладая определенной адгезией, они накапливаются на шероховатой поверхности металлического оборудования. АСПО включают в себя парафины метанового ряда от С₁₆Н₃₄ до С₆₄Н₁₃₀, а также асфальто-смолистые соединения, силикагелевые смолы, воду, механические примеси.

Факторами, влияющими на интенсивность выпадения парафина из нефти являются: а) снижение давления; б) снижение температуры; в) изменение скорости движения газожидкостной смеси и ее отдельных компонентов; г) состав углеводородов в каждой из фаз смеси; д) соотношение объемов фаз; е) электрокинетические явления, вызывающие электризацию стенок трубы и кристаллов парафина. В настоящее время из-за многолетней закачки в продуктивные пласты с целью ППД огромных масс холодной воды происходит их охлаждение, а значит и снижение температуры пластовой жидкости. Это ведет к опасности парафинообразования непосредственно в пласте со всеми вытекающими отсюда последствиями. Анализ основных причин образования АСПО в ПЗП позволяет разделить их на две группы: к первой отно­сятся те, которые характеризуют компонентный состав и фи­зико-химические свойства добываемых нефтей и их измене­ния в процессе разработки месторождения; ко второй отно­сятся те причины, которые определяют тепловое состояние призабойной зоны (а также НКТ, оборудования) в процессе эксп­луатации скважины. Механизм формир-ия АСПО состоит в возникновении и росте кристаллов парафина непосредственно на контактирующей с нефтью поверхности, а затем на образовавшейся соло-парафиновой подкладке. На первой стадии образования АСПО происходит зарож­дение центров кристаллизации и рост кристаллов, на второй стадии — осаждение мелких кристаллов на поверхности обо­рудования, на третьей — осаждение на парафинированную поверхность более крупных кристаллов. При этом асфальтены выпадают и образуют плотный и прочный осадок, в то время как смолы только усиливают действие асфальтенов При сни­жении температуры нефти до величины температуры насыще­ния нефти парафином и менее начинается процесс формиро­вания микрокристаллов АСПО

Процесс АСПО значительно ускоряется в простаивающих скважинах. Его интенсивность в значительной степени зави­сит от продолжительности простоя скважины, естественных геотермических условий и теплофизических характеристик геологического разреза, присутствия цементного камня в за-колонном пространстве скважин, толщины стенок, ее глубин­ного оборудования, заполняющих скважину и ее затрубное пространство жидкостей и газов. Низкие дебиты скважин и малая обводненность добываемой продукции способствуют интенсификации пара-финоотложения. При высоких дебитах скважин и значитель­ной обводненности нефти скорость формирования АСПО на стенках глубинного оборудования снижается, так как в таких условиях происходят гидрофилизация его поверхностей, срыв с них кристаллов восходящим потоком жидкости и газа и вы­нос микрокристаллов из скважины в наземные коммуникации. АСПО, отличаясь неоднородностью, кристаллизуются не мгновенно, а в течение некоторого времени; поэтому измене­ние реологической характеристики нефти происходит посте­пенно.

Формирование АСПО на поздней стадии разработки.

На поздней стадии разработки площадей Ромашкинского ме­сторождения при повышенной обводненности продукции и ох­лаждении продуктивных пластов происходят существенные изме­нения в механизме образования АСПО, составе и свойствах отло­жений . На основе анализа и статистической обработки про­мыслового материала установлено, что чем больше обводнен-ность, тем больше содержание смолистых и асфальтеновых ком­понентов. С увеличением массового содержания воды и нефти в составе отложений при увеличении обводненности изменяется консистентность отложений: они становятся более пластичными и мазеподобными с более плотной упаковкой. Процесс выпаде­ния АСПО сдвигается вниз по скважине; если раньше массовое выпадение АСПО наблюдалось в интервалах 200-600 м, то теперь отложения наблюдаются ближе к насосному оборудованию, в са­мом насосе и даже в призабойной зоне пласта. С учетом этого су­щественно должны меняться основные подходы в борьбе с отло­жениями промыслового парафина.

В. П. Тронов  процессы отложения парафинов в обводнен­ных скважинах объясняет снижением пластовой температуры. При газоотделении в этих условиях усиливается турбулизация по­тока водонефтяной смеси, за счет чего обеспечивается лучший контакт кристаллов с поверхностью труб и увеличивается тепло­отдача потока. Обводнение оказывает влияние на химические свойства нефти — повышаются плотность, вязкость и содержание высокомолекулярных компонентов, что способствует парафино-отложению.

По мнению В. А. Рагулина , обводнение ведет к образова­нию эмульсий, которые способствуют возникновению сильно раз­витой поверхности раздела фаз "нефть-вода-смоло-парафиновые компоненты". Вязкость жидкости повышается, в связи с чем воз­можно образование жестких структур и их прилипание к поверх­ности труб.