Магнитная защита от асфальто-смоло-парафиновых отложений

2.6  Магнитная защита от АСПО

Уникальные возможности  активного действия маг­нитного поля на природные явления и многочисленные процессы достаточно широко известны с древности, но работы, кото­рые легли в основу технологии восстанов­ления продуктивности скважин с исполь­зованием физических полей, по суще­ству являются первыми научными иссле­дованиями, раскрывшими широкие воз­можности магнитной обработки, приме­няемой для решения различных нефте­промысловых проблем.

Использование магнитных уст­ройств в нефтегазовой отрасли для предотвращения отложения солей и парафинов началось в пятидеся­тые годы, но из-за малой эффек­тивности широкого распростране­ния не получило. Низкая эффек­тивность применения устройств была связана с отсутствием обос­нованного физико-химического ме­ханизма действия магнитных по­лей на технологические жидкости, что не позволило как создавать адекватные устройства, так и пра­вильно применять их в промыш­ленных условиях.

В 1995—2000 гг. на основе анализа промышленных и лабора­торных экспериментов разработан физико-химический механизм воз­действия магнитных полей, кото­рый позволяет на единой научной основе объяснить эффекты пре­дотвращения отложении, разруше­ния стойких эмульсий, увеличения приемистости водонагнетательных скважин и т. д.[3,4] Установлено, что под действием магнитных полей на движущуюся жидкость проис­ходит разрушение агрегатов, со­стоящих из субмикронных ферро­магнитных микрочастиц соедине­ний железа, находящихся в типич­ных концентрациях 10...100 г/т в нефти и попутной воде. В каждом агрегате содержится от несколь­ких сотен до нескольких тысяч микрочастиц, поэтому 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 [6,7]. В результате разрушения агрегатов кристаллы парафина выпадают в виде тонко­дисперсной, объемной, устойчи­вой взвеси, а скорость роста отло­жений уменьшается пропорцио­нально уменьшению средних раз­меров выпавших совместно со смолами и асфальтенами в твердую фазу кристаллов парафина. Обра­зование микропузырьков газа на центрах кристаллизации после маг­нитной обработки обеспечивает газлифтный эффект, ведущий к росту дебита скважин. Разрушение ферроагрегатов, являющихся ком­понентами бронирующей оболоч­ки, приводит к разрушению бро­нирующих оболочек капель эмульсии и к ускорению сепарации во­ды, нефти и газа. Магнитная обра­ботка воды в системе заводнения позволяет осуществлять гидрофи-лизацию пор малого радиуса и за счет этого эффекта увеличивать как проницаемость, так и охват пласта заводнением, причем дос­тигнутое в промышленных усло­виях увеличение проницаемости составляет 30...100 %.

Развитие техники и технологии произ­водства высокоэнергетических магнит­ных материалов послужило базой для раз­работки нового поколения магнитных ап­паратов (МА) с достаточно высокими по­казателями эффективности селективного и комплексного действий [9].

  Серьезным препятствием на этом пути являлось отсутствие надежных методиче­ских разработок для оценки результатов магнитного воздействия на промысловые флюиды. Лабораторная проверка показа­ла, что методики, по оценке эффективности магнитной обработки пресной воды, непригодны для анализа высокоминерализованных промысловых вод, а для нефтей требуется принципиально новый подход. О необходимости пред­варительных лабораторных работ свиде­тельствуют многократные, но безуспеш­ные попытки внедрить магнитные аппара­ты первых поколений на месторождениях Пермской области. Отсутствие необходи­мых лабораторных исследований и соот­ветствующей адаптации магнитных аппа­ратов к условиям конкретных месторож­дений привело лишь к дискредитации са­мого метода обработки.

  Исследования, проведенные ОАО «ПермНИПИнефть», подтвердили, что магнитная обработка флюидов является комплекс­ной технологией защиты нефтепромы­слового оборудования от АСПО, солей и коррозии [9]. При этом она характеризуется высокими показателями:

•   эффективности (на уровне лучших традиционных средств защиты);

• экономичности (стоимость в десятки раз   ниже   стоимости   традиционных средств защиты);

• экологической чистоты (нет противо­показаний в отличие, например, от хими­ческих средств; сохранение окружающей среды благодаря снижению или отсутст­вию отложений АСПО на поднятом скважинном оборудовании);

•  продолжительности работы (5-10 лет и более) без затрат в процессе эксплуата­ции.

  Лабораторные исследования были нача­ты в 1992 г с поиска и разработки способа анализа и оценки эффективности магнит­ной обработки сначала промысловых вод, а затем нефтей. Особое внимание уде­лено вопросам защиты скважинного обо­рудования от отложений АСПО на место­рождениях Пермской области с наиболее сложными условиями разработки. Мето­дика оценки эффективности магнитной обработки нефтей максимально прибли­жена к промысловым условиям. Метроло­гия анализа обеспечена статистическим усреднением параметров, измеренных на аналитических весах, в серии параллель­ных опытов. Достоверность результатов подтверждена воспроизводимостью дан­ных при плановых повторных анализах.