Tecnología de eliminación y prevención de cera Método de eliminación de cera de pozos petroleros
Los métodos de eliminación de cera comúnmente utilizados en pozos petroleros incluyen la eliminación de cera mecánica, la eliminación de cera térmica y la eliminación de cera química. La eliminación mecánica de cera se refiere a un método de eliminación de cera que utiliza herramientas especiales para raspar la cera de la pared de la tubería de aceite y utiliza un flujo de líquido para llevar la cera al suelo. Las herramientas de eliminación de cera utilizadas en los pozos de explosión incluyen principalmente raspadores de cera y brocas para eliminación de cera. En circunstancias normales, use un raspador de cera; pero si la acumulación de cera es grave, use una broca para cera transparente, aunque la acumulación de cera es grave, pero no está obstruida, use una broca helicoidal; o la cera está dura, utilice una broca tipo lanza.
La eliminación mecánica de cera para pozos de petróleo con bombas de varilla utiliza un raspador de cera móvil instalado en la varilla de bombeo para eliminar la cera de las tuberías de petróleo y las varillas de bombeo. Los raspadores de cera de nailon son herramientas de uso común en el campo petrolero. Los limitadores se fijan a cierta distancia de ambos extremos de la varilla de bombeo (generalmente la mitad de la longitud de la carrera) y el raspador de cera de nailon se instala entre los dos limitadores. La varilla de bombeo se mueve hacia adelante y hacia atrás en el tubo de aceite junto con el raspador de cera de nailon. En la primera mitad del recorrido, el raspador de cera se desliza sobre la varilla de bombeo y raspa la cera de la varilla de bombeo. En la segunda mitad del recorrido, debido a la acción del limitador, la varilla de bombeo impulsa el raspador de cera. Raspe la cera del tubo de aceite. Al mismo tiempo, el aceite fluye a través de la abertura inclinada y la ranura del diente del raspador de cera de nailon, empujando el raspador de cera para que gire lentamente para mejorar el efecto de raspado de cera. Dado que el flujo de aceite a través del raspador de cera se acelera, el flujo de aceite elimina fácilmente la cera raspada y no causa sedimentación ni obstrucción.
La eliminación de cera mecánica no puede eliminar la cera de las juntas de las varillas de bombeo ni de los dispositivos de obturación. Se deben complementar periódicamente otras medidas de eliminación de cera, como la limpieza del pozo de circulación del portador de calor o la eliminación química de la cera. La eliminación térmica de cera utiliza la termodinámica para aumentar la temperatura del flujo de líquido y la superficie de deposición para derretir la cera depositada en el pozo. Según los diferentes métodos de calentamiento, se puede dividir en tres métodos: eliminación de cera por circulación de fluido térmico, eliminación de cera por calentamiento eléctrico y eliminación de cera termoquímica.
1. Método de eliminación de cera por circulación de fluido térmico (eliminación de cera de lavado en caliente)
El portador de calor del método de eliminación de cera por circulación de fluido térmico es una sustancia fluida calentada en el suelo, como por ejemplo agua o petróleo, a través de La circulación de fluido caliente en el pozo transfiere calor al fluido del pozo, lo que aumenta la temperatura del fluido del pozo, lo que hace que los depósitos de cera se derritan y se disuelvan en el petróleo crudo, logrando así el propósito de eliminar la cera. Según los diferentes canales de circulación, se puede dividir en cuatro modos: circulación de fluido térmico abierta, circulación de fluido térmico cerrada, circulación de fluido térmico abierta con varilla de bombeo hueca y circulación de fluido térmico cerrada con varilla de bombeo hueca. Cuando se hace circular fluido térmico para eliminar la cera, se debe seleccionar un medio con gran capacidad calorífica específica, fuerte capacidad para disolver la cera, economía y fuentes amplias. Generalmente, se utiliza petróleo crudo, agua de formación, agua activada, agua limpia y vapor. Para garantizar el efecto de eliminación de cera, el medio debe tener una temperatura suficientemente alta. Durante el proceso de eliminación de cera, la temperatura del medio debe aumentar gradualmente. La temperatura no debe ser demasiado alta al principio para evitar que el bloque de cera derretido en la parte superior de la tubería de aceite fluya hacia la parte inferior y bloquee la circulación. canal del medio y provocando fallos. Además, se debe evitar que el medio se filtre hacia la capa de aceite y provoque una obstrucción.
2. Método de eliminación de cera eléctrica
El método de eliminación de cera con calefacción eléctrica consiste en utilizar tuberías de petróleo para bajar el cable calefactor al interior del pozo o utilizar varillas de bombeo con calefacción eléctrica. Después de encender la energía, el cable o la varilla calefactora eléctrica libera calor, aumenta la temperatura del flujo de líquido y del equipo del pozo y derrite la parafina depositada, logrando así el efecto de eliminación y prevención de cera.
3. Método de eliminación de cera termoquímica
Para eliminar la cera depositada en el fondo del pozo o en la capa de petróleo cerca del pozo, se utiliza el método de eliminación de cera termoquímica. Utilizando la energía termodinámica generada por la reacción química, para eliminar los tapones de cera, el hidróxido de sodio, el aluminio y el magnesio reaccionan con el ácido clorhídrico para generar grandes cantidades de energía termodinámica.
Hidróxido de sodio + ácido clorhídrico = cloruro de sodio + H2O + 99,5 kJ
Mg+2HCl = MgCl2+H2 ↑+462,8 kJ
2Al+6HCI = 2a 1c 13+3 H2 ↑+ 529,2 kJ
En términos generales, generar energía termodinámica para eliminar la cera de esta manera no es económico ni eficiente, por lo que rara vez se utiliza sola. A menudo se utiliza junto con el tratamiento con ácido como medida de estimulación del pozo. Por lo general, el medicamento se agrega desde el aire en la carcasa de petróleo o a través de la varilla de bombeo hueca, lo que no afectará la producción normal ni otras operaciones del pozo de petróleo. Además de eliminar la cera, el uso de algunos productos químicos también puede reducir la condensación, la viscosidad y la obstrucción. Los removedores de cera químicos incluyen removedores de cera líquidos solubles en aceite, solubles en agua y emulsionados, así como un removedor de cera sólido.
1. Detergentes y agentes cera solubles en aceite
Los agentes depiladores y anti-cera solubles en aceite utilizados en obra están compuestos principalmente por disolventes orgánicos, tensioactivos y una pequeña cantidad de polímeros. Por ejemplo, la fórmula del agente de eliminación de cera y anti-cera Daqing No. 2 es 30% de aceite de fondo reformador de platino, 66,6% de gasolina solvente de primera destilación 120, 0,3% de poliacrilamida y 0,3% de penetrante T. Entre ellos, el disolvente orgánico disuelve principalmente la cera depositada en la pared de la tubería. El propósito de agregar surfactante es ayudar al solvente orgánico a penetrar a lo largo de los espacios entre la cera depositada y el espacio entre la cera y la pared de la tubería del pozo de petróleo para aumentar la superficie de contacto, aumentar la velocidad de disolución y promover la eliminación de la cera depositada. en la superficie de la pared de la tubería desde la superficie de la pared de la tubería se caen y salen del pozo de petróleo con el flujo de petróleo. El propósito de agregar algunos removedores de cera solubles en aceite y agentes anti-cera al polímero es esperar que el polímero forme cristales * * * con los cristales de cera precipitados primero en el petróleo crudo. Debido a que el polímero agregado tiene una estructura especial, hay grupos lipófilos e hidrofílicos en la molécula. El grupo lipófilo y los cristales de cera, mientras que el grupo hidrófilo se extiende hacia afuera, evitando que la cera precipitada posterior se combine con él para formar una estructura de red tridimensional, logrando así el propósito de reducir la viscosidad y la condensación, y también evitando la deposición de cera. que juega un cierto papel.
Ventajas: Gran adaptabilidad al petróleo crudo; rápida disolución de la cera y efecto rápido después de agregarlo a los pozos petroleros; el producto tiene un punto de congelación bajo y es fácil de usar en invierno.
Desventajas: baja densidad relativa, no apto para pozos petroleros con alto contenido de agua; punto de ignición bajo, fácil de incendiar, se deben tomar medidas estrictas de prevención de incendios cuando se usa generalmente este limpiador de cera e inhibidor de cera; tóxico.
2. Detergente y agente cera soluble en agua
El agente removedor de cera y anti-cera soluble en agua están compuestos de agua y una variedad de tensioactivos. La fórmula utilizada en el sitio se selecciona en función de las diferentes propiedades del petróleo crudo y las condiciones de formación de cera en cada campo petrolero. Sin embargo, al agua se le añaden tensioactivos, disolventes mutuos y sustancias alcalinas. Los más utilizados incluyen el tipo sulfonato, el tipo sal de amonio cuaternario, el tipo plano plus y el tipo poliéter. Este removedor de cera y agente anti-cera puede desempeñar un papel integral. El tensioactivo desempeña un papel en la reversión de la humectación, convirtiendo la superficie de deposición de cera en una superficie hidrófila. La adsorción de tensioactivo en la superficie de la tubería de petróleo favorece el desprendimiento de cera de la superficie, pero no favorece la deposición de cera en la superficie, logrando así el efecto anti-cera. La permeabilidad y dispersión de los tensioactivos ayudan a los removedores de cera y a los agentes anti-cera a penetrar en las grietas de los cristales de cera sueltos, debilitando la fuerza de unión entre las moléculas de cera y provocando que los cristales de cera se desintegren y se dispersen en el flujo de aceite. La función del disolvente mutuo es mejorar la solubilidad mutua del aceite (cera) y el agua. Disolventes mutuos útiles son alcoholes y éteres de alcohol, tales como metanol, etanol, alcohol isopropílico, isobutanol, éter butílico de etilenglicol y éteres de etilenglicol. Las sustancias alcalinas pueden reaccionar con sustancias polares orgánicas, como los asfaltenos en la cera, para formar productos que son fácilmente solubles en agua, por lo que se pueden usar detergentes a base de agua e inhibidores de cera para eliminarlos de la superficie de los depósitos de cera. Las sustancias alcalinas de uso común incluyen hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y otras sustancias alcalinas, así como silicato de sodio, fosfato de sodio, pirofosfato de sodio, hexametafosfato de sodio y otras sales que se disuelven en agua para alcalinizarla.
Ventajas: alta densidad relativa, buen efecto de aplicación en pozos petroleros con alto contenido de agua, seguro de usar, sin riesgo de incendio.
Desventajas: efecto lento; el punto de congelación puede alcanzar -20 ~ -30 ℃, pero aún es necesario mejorar su fluidez cuando se usa en el frío invierno.
3. Removedor de cera y agente anti-cera emulsionado
El agente removedor de cera y anti-cera emulsionado es un agente removedor de cera y anti-cera soluble en agua que se agrega al agua, emulsionante y Estabilizador. Loción aceite en aceite. Después de agregar esta emulsión al pozo de petróleo, rompe la emulsión a la temperatura del fondo del pozo y libera solventes orgánicos y tensioactivos solubles en aceite que tienen buena solubilidad para la cera, logrando así los efectos duales de eliminación de cera y prevención de cera. El removedor de cera y el agente anti-cera emulsionados combinan las ventajas del removedor de cera y el agente anti-cera solubles en aceite con una rápida velocidad de disolución de la cera. Debido a que la fase externa de la emulsión de este removedor de cera y agente anti-cera es agua, es tan seguro de usar como el removedor de cera y agente anti-cera soluble en agua, no es fácil de incendiar y tiene una temperatura relativamente alta. densidad. Su desventaja es que debe ser estable durante el proceso de preparación y almacenamiento, pero debe desemulsionarse inmediatamente después de llegar al fondo del pozo. La selección del emulsionante y la temperatura de demulsificación en el fondo del pozo son estrictamente requeridas, y la preparación. y el tiempo de uso son altos, de lo contrario no podrá eliminar el efecto de cera.
Los emulsionantes comúnmente utilizados para preparar removedores de cera emulsionados son los tensioactivos OP, una mezcla de ésteres complejos de ácido oleico, ácido linoleico y ácido resínico, y trietanolamina.
4. Agente anti-cera sólido
El agente anti-cera sólido está compuesto principalmente por polietileno de alto peso molecular, estabilizador y EVA (polímero de etileno-acetato de vinilo). Se puede convertir en gránulos o mezclar y prensar en una forma determinada (como briquetas) en un molde. Se puede colocar en un área de cierta temperatura del pozo de petróleo o en el fondo del pozo. disolver gradualmente a la temperatura del pozo de petróleo para liberar el agente y disolverse en el petróleo. Como inhibidor de cera, el polietileno requiere un peso molecular relativo de 5.000 a 30.000, preferiblemente alrededor de 20.000, una densidad relativa de 0,86 a 0,94, un punto de fusión de 102 a 107°C y poca cristalización o tipo amorfo. El EVA en el agente anti-cera es soluble en petróleo crudo porque tiene un segmento de cadena (CH2-CH2)n similar a una estructura de cera y un cierto número de grupos polares. Después de enfriarse, reacciona con la cera del petróleo crudo y luego inhibe el crecimiento de cristales de cera a través de los grupos polares que se extienden hacia afuera. Cuando la temperatura del petróleo disminuye, el polietileno disuelto en el petróleo crudo precipitará primero y se convertirá en el núcleo de cristales de parafina que posteriormente precipitarán. Las partículas de cristales de cera se adsorberán en las cadenas de carbono del polietileno y también obstaculizarán el crecimiento y la agregación de cristales debido a barreras y barreras espaciales, reduciendo la adhesión entre EVA y los cristales de cera, reduciendo así la formación de cera en los pozos petroleros y logrando el propósito. de prevención de cera.
Ventajas: el ciclo anti-cera de una sola vez es largo (generalmente hasta medio año) y el costo es bajo;
Desventajas: está muy dirigido a productos derivados del petróleo, y su fórmula debe basarse en las condiciones del pozo petrolero y el cribado específico de los puntos de precipitación de ceras en el petróleo crudo. Mezcla patentada de tensioactivos/agentes humectantes/emulsionantes biodegradables a base de agua con múltiples ingredientes. Es una mezcla patentada a base de agua de tensioactivos aniónicos y no iónicos inventada por una empresa estadounidense, a la que se le añaden otros aditivos para proporcionar propiedades únicas y reducción de hidrocarburos. Las formulaciones de productos de Besoft están especialmente optimizadas para sellar y emulsionar petróleo crudo e hidrocarburos. Emulsionar hidrocarburos mediante la formación de micelas es muy eficaz en una variedad de aplicaciones. Es una fórmula no tóxica que no contiene ingredientes tóxicos enumerados según CERCLA (Ley de Responsabilidad de Protección Ambiental) y es 100% biodegradable. Productos de supresión de gases certificados por ABS (American Bureau of Standards). Bethof puede mantener el estado original del bloque de cera en el aceite, aflojar el bloque de cera e inhibir la deposición de cera. Las pruebas de campo han demostrado que esta fórmula patentada de surfactante es más eficaz, más segura y menos costosa que el aceite térmico para eliminar la acumulación de parafina de las formaciones y los equipos de producción.
A diferencia de los tratamientos con disolventes a base de xileno, BESOF no sólo elimina lodos y parafina, sino que también inhibe la producción de gas y no deja residuos resbaladizos, lo que aumenta la seguridad de los trabajadores.
El uso de esta tecnología de tensioactivos para tratar hidrocarburos producirá dos efectos:
(1) Aumento de la solubilidad (solubilización)
(2) Se reduce la tensión interfacial ( perder).
Uno de sus mecanismos técnicos de funcionamiento es reducir la tensión interfacial, por lo que la caída de presión provocará la imposibilidad de "precipitar" la parafina, y la fuerza capilar que impide que la parafina (C-20 ~ C-50 ) por combinación con aceite se reducirá. Los microorganismos utilizados para la eliminación de cera incluyen principalmente microorganismos que comen cera y microorganismos que comen coloides y asfaltenos. Los microorganismos limpiadores de cera de los pozos de petróleo son espirales largas con una longitud de 1 a 4 micrones y un ancho de 0,1 a 0,3 micrones. Estos microorganismos pueden reducir el punto de congelación y el contenido de cera del petróleo crudo y alimentarse de parafina. Después de que los microorganismos se inyectan en el pozo petrolero, nadan activamente en la dirección de la parafina, se alimentan y degradan la parafina y el asfalto. Las bacterias reductoras de sulfato en los microorganismos proliferan, producen tensioactivos y reducen la tensión interfacial petróleo-agua. Al mismo tiempo, las bacterias productoras de gas en los microorganismos también pueden producir gases solubles en aceite, como CO2, N2, H2, etc., que pueden expandir el petróleo crudo y reducir la viscosidad, logrando así el propósito de eliminar la cera. .