Вода - пластовая, подстилающая залежь и закачиваемая в продуктивный пласт для поддержания давления - является самой мобильной и чуткой системой, которая несет информацию о технологических процессах при добыче нефти. Обмениваясь с породой пласта-коллектора и пластовыми флюидами, вода несет косвенную информацию о внутрипластовых процессах - сорбции и десорбции, диффузии, ионном обмене, гидратации и дегидратации, растворении и выщелачивании, осадкообразовании солей, смесимости, биологических, ос­мотических, фильтрационных и других скрытых от глаз физикохимических явлениях.

В силу того, что пока добывается нефть, ей всегда будет сопутствовать вода (а там, где вода, всегда существует угроза выпадения солей).

Поздняя стадия разработки, на которой находится в настоящее время большинство нефтяных и газовых месторождений, в силу рада известных причин способствует росту доли осложнений, связанных с эмулъсеобразованяем, асфальтено-смоло-парафинообразованием (АСПО) и отложениями неорганических солей, имеющих место по всей технологической цепочке добычи транспорта и подготовки нефти и газа.

Подъем скважинной жидкости, представляющей собой водогазонефтяную эмульсию, от продуктивного пласта к устью, связан с изменением давления, температуры скорости движения потока. Водогазонефтяная смесь - сложный конгломерат эмульгированный турбулизацией потока в колонне НКТ, и включающий раствор тяжелых непредельных и гетероорганических соединений в нефти и сжатом газе, минеральных солей в воде, а также механических примесей. Качественная оценка процессов, происходящих в скважине, свидетельствует о главенствующей роли скорости движения потока. При малых скоростях происходит образование АСПО и солеотложений. при высоких скоростях - образование эмульсий и повышение вязкости продукции.

Образование отложений на стенках НКТ. В случае, если растворы насыщены, снижение температуры и (или) давления приводят к выпадению твердой фазы ДСП из нефти и кристаллов солей из воды. Процесс образования отложений имеет адсорбционный механизм: сольватированные молекулы смол и асфальтенов полярны, а гидрагированные ионы минеральных солей имеют электрический заряд и уже при слабом взаимодействии с энергетически неоднородной поверхностью металла НКТ и малых скоростях потока выходят из раствора и адсорбируются на стенках труб. Образованные мономолекулярные слои АСП или неорганических солей за счет перераспределения зарядов между отложениями и основной поверхностью металла вновь приобретают способность адсорбировать на себе молекулы АСП и неорганических солей. При однородности состава потока во времени, адсорбционные процессы происходят постоянно, а узкие пределы изменения давлении и температуры, при которых происходит выпадение твердой фазы, приводят к лавинообразной адсорбции одного из компонентов растворов в определенном интервале скважины, что может привести к полному перекрыванию сечения НКТ.

Солеотложение в нефтедобыче происходит при любых способах эксплуатации скважин, однако наиболее негативные последствия имеют место при добыче нефти с помощью штанговых глубинных насосов (ШГН) и установок элекгропогружных центробежных насосов (ЭЦН). Наличие неорганических солей на поверхностях рабочих органов насосов повышает их износ, приводит к заклиниванию и разрушению вала ЭЦН и штанг ШГН.

В газодобыче солеотложение происходит в НКТ, технологическом оборудовании сбора и подготовки газа.

Одной из основных причин неудовлетворительной работы погружных насосов, откачивающих из скважин пластовые жидкости (питьевая вода, минеральная вода, нефть и т.д.) является снижение проходных сечений рабочих колес насоса и напорных труб, на которых насос опускается в скважину, из-за солеотложений. Это приводит к снижению подачи откачиваемой жидкости.

Отложения солей на корпусных деталях погружного оборудования и на силовых питающих кабелях приводит к перегреву электродвигателя и кабеля и выводу их из строя.

Процесс солеотложения в скважинах достаточно подробно изучен. При откачке пластовой жидкости происходит нарушение естественного равновесия химических соединений в ней и их выпаданию в осадок, Повышенная температура пластовой жидкости способствует при этом выделению углекислого газа, что ведет к снижению растворимости минеральных солей и их осаждению, в основном карбонатных соединений.

В настоящее время при извлечении из скважины пластовых жидкостей (в основном это касается добычи нефти) прослеживается тенденция к интенсификации процесса добычи. При этом глубина подвески погружного оборудования увеличивается и оборудование размещается ближе (и даже ниже) к зоне перфорации эксплуатационной колонны, где температура пластовой жидкости углекислого газа и. как следствие, ускорению процессов солеотложения.

По мере эксплуатации нефтяных скважин, особенно при интенсифицированной добыче нефти, резко увеличивается их обводнение, которое доходит до 98-99%, а так как минеральные соли в основном растворены в попутной воде, процессы солеотложения также интенсифицируются.

Существует ряд методов борьбы с процессами солеотложения в эксплуатационных скважинах на погружном добывающем оборудовании:

1. Применение различного рода покрытий, снижающих адгезию поверхностей, контактирующих с пластовой жидкостью.

2. Методы химической (реагентной) обработки эксплуатируемых скважин, сущность которых заключается в абсорбции химических реагентов - ингибиторов на поверхности образовавшегося осадка минеральных солей и подавлении его дальнейшего роста. Реагенты - ингибиторы могут подаваться в скважину дозировано путем их закачки через затрубное пространство или с помощью специальных погружных скважинных контейнеров, заполненных твердофазной ингибиторной композицией и размещаемых ниже электродвигателя погружного насоса. Во втором случае подача реагента-ингибитора в насос осуществляется путем постепенного ею растворения откачиваемой пластовой жидкостью.

2.1. Научно- технический вестник ЮКОС № 10. 2004 г. с.15-17. Опыт предотвращения солеотложения в скважинном оборудовании ОАО «Юганскнефтегаз», В, Рагулин; А,Михайлов: Е.Смолянец.
2.2. Научно-технический вестник ЮКОС. № 6, 2003г. с.42 - 47. Моделирование еолеобразования при нефтедобыче и технологии его предупреждения. В.Рагулин; О.Латыпов; А.Михайлов и др.
2.3. Свидетельство на полезную модель № 29330. Устройство гибкого крепления подвесною оборудования к погружной насосной установке (Закиров В.Р., Михайлов А.Г., Рагулин В.В.. Теплов В.М. - 2003г.)
2.4. Свидетельство на полезную модель №29328. Шарнирное устройство крепления подвесного оборудования к погружной насосоной установке) Закиров В.Р.. Михайлов А.Г.. Рагулин В.В.. Теплов В.М. - 2003 г)
Методы обработки пластовых жидкостей, использующие различные физические явления акустические, вибрационные, также электровибрационные, ппевмоимпульеные и др.. а так­же методы магнитной и электромагнитной обработки пластовых жидкостей (В.С.Алексеев. В.Г.Гребенников. Восстановление дебита   водозаборных скважин. Москва, Агроиромиздаг. 1987г.)

Принцип действий на карбонатные отложения в трубопроводах переменным электромагнитным полем основан на том, что под воздействием этого поля ионы кальция, находящиеся в прокачиваемой воде, переводятся в высокодисперсную взвесь. Одновременное появление при этом повышенного количества углекислого газа способствует растворению ранее образовавшихся карбонатных отложений. Этот принцип заложен в устройствах типа EUV фирмы GEA ЕсоЫeх.

Предложение:

Предлагается, как способ борьбы с процессами солеотложения в экcплуатационных скважинах для добычи пластовых жидкостей (вода, нефть и др.), использовать Активатор.

Транспортировка по трубопроводам водных сред, содержащих в своем составе растворенные соли, представляет собой перенос электрических зарядов - ионов гидратированных солей. При движении ионов по трубе происходит смещение положительных и отрицательных ионов в противоположные стороны. Под действием Активатора на движущиеся жидкости происходит разрушение агрегатов, находящихся в нефтяной и водной фазах в количестве 10-100 г/т и состоящих из субмикронных ферромагнитных микрочастиц соединений железа. В каждом агрегате содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч микрочастиц. Разрушение агрегатов приводит к резкому (в 100-1000 раз) увеличению концентрации центров кристаллизации парафинов и солей и формированию на поверхности ферромагнитных частиц пузырьков газа микронных размеров. Таким образом, инициируется выпадение твердой фазы в объеме жидкости и предотвращается адсорбция частиц при малых скоростях потоков и образование структурно-механических слоев в эмульсии при более высоких скоростях.

Активатор может входить в состав погружного добывающего оборудования, обеспечивая обработку пластовой жидкости до ее поступления на приемную часть добывающего оборудования. При использовании насосов-качалок Активатор в составе установки целесообразно размещать в нижней части плунжерного насоса, а при применении погружных электроцентробежных и винтовых насосов с погружным электродвигателем в нижней части погружного электрооборудования.

Активатор может быть использован стационарно путем его размещения непосредственно в призабойной зоне скважины. При этом конструкция Активатора должна обеспечивал, его ориентацию в скважине таким образом, чтобы осуществлять наиболее полную обработку столба пластовой жидкости от забойной зоны до приемной части добывающего оборудования.

Эффективное применение Активатора в качестве устройства для борьбы с процессами солеотложения подтверждается результатами ряда испытаний. Испытания проводились на модельном исследовательском стенде. Результаты испытаний и акты испытаний прилагаются.

Мероприятия по борьбе с осложнениями в нефтегазодобыче - отложениями солей, АСПО эмульсеобразоваиием - с каждым годом становятся все более дорогостоящими виду роста цен на химические реагенты Применение Активатора позволяет значительно снизить расход химических реагентов, а в некоторых случаях - и полностью отказаться от химической обработки.

Ранее проведенный цикл стендовых испытаний использования активатора для борьбы с солеотложениями, образующимися на рабочих элементах секций погружных центробежных насосов, применяемых для добычи нефти показал практически 4-х кратное снижение солеобразования при применении активатора, о чем свидетельствуют диаграммы, а также наглядно иллюстрируется фотографиями: 

Активатор может быть изготовлен и установлен в скважину 5 или присоединен к насосному агрегату на одно или несколько мест одновременно в виде:

Проведение испытаний материала на склонность к солеотложениям.

Предмет испытания: порошковые рабочие колеса ПК90Д25 в количестве 6 шт. после азотирования и пиролизного покрытия.

Цель    испытаний: Исследование    эффективности    воздействия    Активатора    на солевой раствор и интенсивность солеотложений материала, с целью подтверждения полученных результатов испытаний порошковых материалов на стенде с применением указанного активатора.

Методика испытания: испытания на склонность к солеотложениям в растворе, имитирующем пластовую жидкость с высоким содержанием карбонатных солей. При проведении испытаний рН раствора поддерживался па уровне 8.2. Три образца порошковых колес испытывались по стандартной методике, три образца испытывались при воздействии на солевой раствор Активатором.

Результат испытания: Результаты испытаний представлены в таблице

№ образца	Материал	Масса образца, г		Величина привеса Δm, г	Интенсивность солеотложений Is, г/час	Среднее значение	Эффективность
		До испытания	После испытания
1	ПК90Д25 после азотирования и пиролизного покрытия	208,932	209,105	0,173	0,043	0,049	1
2		207,726	207,915	0,189	0,047
3		208,622	208,854	0,232	0,058
4	ПК90Д25 после азотирования и пиролизного покрытия с воздействием Активатора на солевой раствор	207,019	207,035	0,016	0,004	0,008	6,125
5		208,855	208,900	0,045	0,011
6		209,633	209,665	0,032	0,008

Заключение: