«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Применение эпоксидных покрытий для предупреждения образования органических отложений в лифтовой колонне: теория, лабораторные исследования и практика

УДК: 622.276.72
DOI: 10.33285/1999-6934-2022-2(128)-66-73

Авторы:

¹ Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Ключевые слова: органические отложения, гладкие покрытия, лифтовая колонна, скважина

Аннотация:

Образование асфальтосмолопарафиновых отложений является одним из наиболее распространенных отложений при добыче и транспортировке нефти на территории Пермского края (Россия). Одним из перспективных методов борьбы с данными отложениями является нанесение гладких покрытий, выполненных из эпоксидных полимеров, на внутреннюю поверхность лифтовой колонны добывающей скважины. В данной работе проведен ряд лабораторных исследований, проведенных на установке "Холодный стержень", в ходе которых оценивалась эффективность применения гладких покрытий и их теплопроводность. Для оценки технологической эффективности применения данных покрытий проведено моделирование теплового режима работы скважины при их нанесении. Лабораторные исследования показали, что эффективность гладких покрытий составляет 27 %, теплопроводность – от 0,259 до 0,279 Вт/(м•°С). По результатам лабораторных исследований и моделирования сделано заключение об общей эффективности рассматриваемых гладких эпоксидных покрытий. Внедрение данной технологии борьбы с органическими отложениями способно снизить интенсивность их образования и увеличить температуру добычи нефти.

Список литературы:

1. Towler B.F., Jaripatke O. Mokhatab S. Experimental investigations of the mitigation of paraffin wax deposition in crude oil using chemical additives // Petroleum Science and Technology. – 2011. – Vol. 29, Issue 5. – P. 468–483. – DOI: 10.1080/10916460903394029
2. Efficiency evaluation of the heat deparafinization of producing well equipped by sub pump with hollow rods / A.V. Lekomtsev, W. Kang, S.V. Galkin, Y.A. Ketova // Periodico Tche Quimica. – 2020. – Vol. 17, Issue 36. – P. 750–765.
3. Исследование процесса гидратообразования в откачивающем трубопроводе с теплоизоляционным покрытием при отборе газа из "купола-сепаратора" / А.С. Чиглинцева, А.А. Насыров, И.А. Чиглинцев [и др.] // Вестн. Томского гос. ун-та. Математика и механика. – 2020. – № 67. – С. 144–158. – DOI: 10.17223/19988621/67/13
4. Scenarios and Responses to Future Deep Oil Spills: Fighting the Next War / S.A. Murawski, C.H. Ainsworth, S. Gilbert [et al.]. – Springer Int. Publishing, 2019. – XII, 542 p. – DOI: 10.1007/978-3-030-12963-7
5. Хасанов И.И., Шакиров Р.А., Гильмутдинов Т.Д. Применение модели эффективной среды теплопроводности для моделирования выпадения АСПО в морских нефтепроводах // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2019. – № 1. – С. 17–23. – DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10104
6. Лохте Г. Техника и технология применения в трубопроводах очистных поршней, поршней-разделителей и внутритрубных дефектоскопов // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – 1993. – № 5. – С. 21–30.
7. Косяк Д.В., Маркин А.Н. Опыт борьбы с отложениями АСПО в подводных трубопроводах проекта "Сахалин-2" // Территория Нефтегаз. – 2011. – № 6. – С. 78–86.
8. Facilitating the transportation of highly viscous oil by aqueous foam injection / Jiaqiang Jing, Jie Sun, Hongbing Huang [et al.] // Fuel. – 2019. – Vol. 251. – P. 763–778. – DOI: 10.1016/j.fuel.2019.03.116
9. Yang Hao, Duan Yunxing. A feasibility study on in-situ heating of oil shale with injection fluid in China // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2014. – Vol. 122. – P. 304–317. – DOI: 10.1016/j.petrol.2014.07.025
10. Effects of high oil viscosity on oil-gas upward flow behavior in deviated pipes / G. Soto-Cortes, E. Pereyra, C. Sarica [et al.] // Experimental Thermal and Fluid Science. – 2019. – Vol. 109. – P. 109896. – DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2019.109896
11. Vishnumolakala N., Jingjing Zhang, Ismail N.B. A Comprehensive Review of Enhanced Oil Recovery Projects in Canada and Recommendations for Planning Successful Future EOR Projects // SPE Canada Heavy Oil Conference, Virtual, Sep. 28 – Oct. 2. – 2020. – DOI: 10.2118/199951-MS
12. Маркин А.Н., Суховерхов С.В. Исследование кинетики выделения парафинов из нефти // Вестн. Дальневосточного отд-ния Российской академии наук. – 2011. – № 5(159). – С. 66–71.
13. Hammami A., Raines M.A. Paraffin deposition from crude oils: comparison of laboratory results to field data // SPE J. – 1999. – Vol. 4, Issue 1. – P. 9–18. – DOI: 10.2118/54021-PA
14. Dobbs J.B. A unique method of paraffin control in production operations // SPE Rocky Mountain Regional Meeting, Wyoming, 15–18 May. – 1999. – DOI: 10.2118/55647-MS
15. Burger E.D., Perkins T.K., Striegler J.H. Studies of wax deposition in the trans Alaska pipeline // J. of Petroleum Technology. – 1981. – Vol. 33, Issue 06. – P. 1075–1086. – DOI: 10.2118/8788-PA
16. Leiroz A.T., Azevedo L.F.A. Studies on the mechanisms of wax deposition in pipelines // Offshore Technology Conference. – Houston, Texas, May 2–5. – 2005. – P. 27–32. – DOI: 10.4043/17081-MS
17. An approach to estimating the rate of organic deposit formation in a hollow rod string and selection of methods for deposit prevention / S.N. Krivoshchekov, K.A. Vyatkin, A.A. Kochnev, A.V. Kozlov // Periodico Tche Quimica. – 2021. – Vol. 18, Issue 37. – P. 164–178.
18. Patton C.C., Casad B.M. Paraffin deposition from refined wax-solvent systems // Society of Petroleum Engineers J. – 1970. – Vol. 10, Issue 01. – P. 17–24. – DOI: 10.2118/2503-PA
19. McDonnell M.R. Liquid Applied Internal Flow Coatings for Oil Transmission Lines // 1st Pipeline Technology Conference, Hannover, Germany. – 2006.
20. Charles J.G., Settineri W.J. Water-Wet Surfaces for Long-Term Paraffin Inhibition // SPE Eastern Regional Meeting, Nov. 6–8, Мorgantown, West Virginia. – 1985. – DOI: 10.2118/14520-MS
21. Dynamic Experimental Study on the Paraffin Deposition Prevention Performance of Tungsten Alloy Coating Pipe in Simulating Vertical Wellbore / Ying Sun, Shuxia Li, Renyuan Sun [et al.] // ACS omega. – 2020. – Vol. 5, Issue 36. – P. 23284–23288. – DOI: 10.1021/acsomega.0c03002
22. Boot J.C., Toropova I.L., Javadi A.A. Predicting the creep lives of thin-walled cylindrical polymeric pipe linings subject to external pressure // Int. J. of Solids and Structures. – 2003. – Vol. 40, Issue 26. – P. 7299–7314. – DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00440-2
23. Wettability effect of coatings on drag reduction and paraffin deposition prevention in oil / Xuejun Zhang, Jun Tian, Lijuan Wang, Zhaofu Zhou // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2002. – Vol. 36, Issue 1-2. – P. 87–95. – DOI: 10.1016/S0920-4105(02)00267-X
24. Study of paraffin wax inhibition film based on surface composition and microstructure / L.-Q. Zhu, J.-Y. Zhai, Weiping Li, H.-C. Liu // Transactions of Materials and Heat Treatment. – 2011. – Vol. 32, Issue 04. – P. 144–148.
25. Study of the mechanisms of wax prevention in a pipeline with glass inner layer / Mingyuan Li, Jianguo Su, Zhaoliang Wu [et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 1997. – Vol. 123-124. – P. 635–649. – DOI: 10.1016/S0927-7757(96)03776-4
26. Effect of La on the wettability of Al2O3 by molten aluminum / Nei Shao, J.W. Dai, G.Y. Li [et al.] // Materials Letters. – 2004. – Vol. 58, Issue 14. – P. 2041–2044. – DOI: 10.1016/j.matlet.2003.12.023
27. Investigation on the paraffin prevention performance of lanthanum-modified zinc powder / Zhiwei Wang, Liqun Zhu, Huicong Liu, Weiping Li // Applied Surface Science. – 2012. – Vol. 259. – P. 1–6. – DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.05.038
28. Jorda R.M. Paraffin Deposition and Prevention in Oil Wells // J. of Petroleum Technology. – 1966. – Vol. 18, Issue 12. – P. 1605–1612. – DOI: 10.2118/1598-PA
29. Al-Yaari M. Paraffin Wax Deposition: Mitigation and Removal Techniques // SPE Saudi Arabia Section Young Professionals Technical Symposium, Dhahran, Saudi Arabia, March 14–16. – 2011. – DOI: 10.2118/155412-MS
30. Козлов А.В., Вяткин К.А. Оценка теплопроводности АСПО на основе результатов лабораторных исследований // Master's Journal. – 2020. – № 1. – С. 69–76.
31. Вяткин К.А., Козлов А.В., Илюшин П.Ю. Методика прогнозирования изменения интенсивности образования асфальтеносмолопарафиновых отложений в нефтедобывающей скважине // Инженер-нефтяник. – 2020. – № 4. – С. 38–45.