Главная
АИ #48 (230)
Статьи журнала АИ #48 (230)
Эффективность применения стеклопластиковых штанг и защитных покрытий для насосно...

Эффективность применения стеклопластиковых штанг и защитных покрытий для насосно-компрессорных труб в условиях осложненного фонда скважин

Научный руководитель

Маляренко Алина Михайловна

Рубрика

Технические науки

Ключевые слова

стеклопластиковые штанги
насосно-компрессорные трубы
защитные покрытия
асфальто-смолопарафиновые отложения
АСПО
осложненный фонд скважин
методы борьбы с АСПО

Аннотация статьи

Статья посвящена анализу применения стеклопластиковых штанг и защитных покрытий для насосно-компрессорных труб в условиях осложненного фонда скважин НГДУ «Азнакаевскнефть». Рассмотрены преимущества и ограничения этих технологий, включая их влияние на надежность оборудования и снижение частоты подземных ремонтов. Особое внимание уделено комбинированному применению стеклопластиковых штанг и труб с полимерными покрытиями для повышения эффективности эксплуатации скважин. Предложены перспективные направления совершенствования технологий.

Текст статьи

Современная нефтяная промышленность сталкивается с множеством вызовов, связанных с эксплуатацией скважин на поздних стадиях разработки месторождений. Высокая обводненность продукции, снижение пластовых давлений и температуры, а также интенсивное образование асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) значительно осложняют эксплуатацию насосно-компрессорного оборудования. В условиях НГДУ «Азнакаевскнефть» разработка эффективных решений, направленных на преодоление этих проблем и продление срока службы оборудования, представляет собой приоритетное направление.

Особое внимание уделяется применению инновационных материалов и технологий, включая стеклопластиковые штанги и защитные покрытия для насосно-компрессорных труб (НКТ). Эти технологии зарекомендовали себя как перспективные инструменты для повышения надежности оборудования и снижения эксплуатационных затрат.

Процесс образования АСПО обусловлен выпадением (кристаллизацией) высокомолекулярных углеводородов при снижении температуры потока нефти. Состав и интенсивность АСПО зависят от термодинамических условий, обводненности продукции и содержания асфальтенов, смол и твердых углеводородов в нефти. Исследования, проведенные ТатНИПИнефть, показывают, что на поздних стадиях разработки месторождений значительная часть отложений содержит механические примеси и воду, что дополнительно ухудшает условия эксплуатации насосного оборудования.

В результате запарафинивания колонны НКТ увеличивается гидравлическое сопротивление, что приводит к снижению дебита скважин, увеличению энергозатрат и износу оборудования. Таким образом, борьба с АСПО требует комплексного подхода, включающего применение различных методов и инновационных материалов.

С 1995 года в НГДУ «Азнакаевскнефть» началось внедрение стеклопластиковых штанг, которые изготавливаются из сплетенных стеклонитей, пропитанных эпоксидной смолой. Этот материал обеспечивает высокую прочность, устойчивость к коррозии и низкую массу, что делает стеклопластиковые штанги идеальным выбором для скважин с высоким содержанием сероводорода и обводненной продукции.

Основные преимущества стеклопластиковых штанг включают:

  • Снижение нагрузки на оборудование. Исследования показали, что применение стеклопластиковых штанг уменьшает нагрузку на головку балансира на 25%, что снижает износ и продлевает срок службы оборудования.
  • Устойчивость к коррозии. Стеклопластиковые штанги не подвержены воздействию агрессивных сред, включая сероводород и высокообводненную продукцию, что делает их особенно актуальными для условий НГДУ «Азнакаевскнефть».
  • Легкость монтажа и эксплуатации. Благодаря низкой массе стеклопластиковые штанги удобны в транспортировке и монтаже, что ускоряет процесс ремонта и обслуживания скважин.

Однако практика эксплуатации выявила ряд ограничений. Основной проблемой является слабое соединение стеклопластикового стержня с металлическими головками, что приводит к снижению надежности штанг в условиях высоких нагрузок. Кроме того, стеклопластиковые штанги оказались менее эффективными в скважинах с интенсивным запарафиниванием, где дополнительные нагрузки приводят к обрывам.

Одной из первых технологий, применявшихся в НГДУ «Азнакаевскнефть» для защиты НКТ, стало остеклование их внутренней поверхности. Процесс остеклования осуществляется при температуре 850 °C, что обеспечивает высокую адгезию стекла к металлу и устойчивость к термическим нагрузкам. Однако практика показала, что стеклянное покрытие не всегда эффективно в условиях интенсивного износа и может разрушаться, что приводит к необходимости частых подземных ремонтов.

В 1998-1999 годах на некоторых скважинах начали использовать НКТ с полимерным покрытием DPS БМЗ, которое продемонстрировало более высокую устойчивость к истиранию и коррозии. Полимерные покрытия обеспечивают низкую адгезию парафинов к внутренней поверхности труб, что снижает интенсивность формирования АСПО и увеличивает межочистной период.

Наиболее перспективным направлением является комбинированное применение стеклопластиковых штанг и НКТ с защитными покрытиями. Такой подход позволяет сочетать преимущества обоих решений, минимизируя недостатки каждого из них. Например, на ряде скважин НГДУ «Азнакаевскнефть» стеклопластиковые штанги использовались совместно с депарафинизаторами и НКТ с полимерными покрытиями, что позволило снизить интенсивность образования АСПО и увеличить межремонтный период.

Дополнительно на скважинах с интенсивным запарафиниванием проводились разовые дистиллятные промывки, которые способствовали очистке оборудования от уже образовавшихся отложений. Такой комплексный подход продемонстрировал высокую эффективность и стал основой для разработки новых технологий.

Для повышения эффективности применения стеклопластиковых штанг и защитных покрытий требуется дальнейшая модернизация и совершенствование технологий. Основными направлениями развития могут стать:

  • Разработка новых материалов для соединения стеклопластикового стержня и металлических головок, что позволит повысить надежность штанг.
  • Создание полимерных покрытий с улучшенными адгезионными и антифрикционными характеристиками.
  • Использование цифрового моделирования для прогнозирования условий формирования АСПО и оптимизации методов борьбы с осложнениями.

В условиях НГДУ «Азнакаевскнефть» использование стеклопластиковых штанг и защитных покрытий для НКТ доказало свою эффективность в борьбе с осложнениями, вызванными АСПО. Эти технологии позволяют продлить срок службы оборудования, снизить эксплуатационные затраты и повысить надежность добычи нефти. Однако для максимальной реализации их потенциала необходимо продолжать исследования и разработки, направленные на устранение существующих ограничений и адаптацию технологий к сложным условиям эксплуатации.

Список литературы

  1. Гимамутдинов Р.Ф. Применение стеклопластиковых штанг для повышения эффективности работы осложненного фонда скважин: материалы конференции. Уфа, 2019. 87 с.
  2. Документация НГДУ «Азнакаевскнефть». Анализ методов борьбы с АСПО на месторождениях: отчет за 2023 год. Уфа, 2023. 154 с.
  3. Столяров С.В., Михайлов А.П. Новые материалы и технологии для борьбы с АСПО: достижения и перспективы. Нефтяная промышленность, 2018, № 4, С. 42-48.
  4. Маляренко А.М. Особенности применения полимерных покрытий для НКТ в осложненных условиях эксплуатации. Вестник нефтегазовых технологий, 2020, № 8, С. 30-37.
  5. Кузнецов И.И., Петрова Н.А. Антикоррозионные покрытия для насосно-компрессорных труб: монография. Уфа: БашНИПИнефть, 2015. 189 с.

Поделиться

77

Дружков И. И. Эффективность применения стеклопластиковых штанг и защитных покрытий для насосно-компрессорных труб в условиях осложненного фонда скважин // Актуальные исследования. 2024. №48 (230). Ч.I.С. 16-18. URL: https://apni.ru/article/10632-effektivnost-primeneniya-stekloplastikovyh-shtang-i-zashitnyh-pokrytij-dlya-nasosno-kompressornyh-trub-v-usloviyah-oslozhnennogo-fonda-skvazhin

Обнаружили грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики)? Напишите письмо в редакцию журнала: info@apni.ru

Другие статьи из раздела «Технические науки»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#49 (231)

Прием материалов

30 ноября - 6 декабря

Остался последний день

Размещение PDF-версии журнала

11 декабря

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

24 декабря