Миннуллин Булат Мударисович Инженер-технолог службы развития новой техники и технологий ООО НПФ «Пакер»

Потери народного хозяйства от коррозии исчисляются миллиардами рублей ежегодно. Коррозия металла представляет собой его разрушение в результате его физико-химического взаимодействия с окружающей средой. При этом металл окисляется с образованием продуктов, состав которых зависит от условий коррозии. В этой связи главную цель борьбы с коррозией можно обозначить, как сохранение ресурсов металлов.

ИЗМЕНЕНИЕ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КЛАПАНОВ

Коррозионная агрессивность среды определяется физико-химическими свойствами системы фаз, их составом, количественным соотношением, наличием растворенных газов и в значительной степени зависит от условий разработки и эксплуатации месторождений, типа скважины, способа добычи нефти, температуры, давления, скорости движения углеводородного сырья и других параметров.

Один из основных факторов, оказывающих влияние на коррозионную активность среды, — наличие в среде сероводорода, агрессивность которого проявляется лишь в присутствии воды, то есть в основном на границе раздела фаз. При регулировании границы раздела происходит смачивание потенциально опасных в коррозионном отношении зон углеводородной фазой, которая, благодаря наличию в ней ПАВ (в основном, нафтеновых смол), способна ингибировать коррозию, образуя тонкие защитные пленки на поверхности металла.

Для оптимального использования энергии растворенного в нефти попутного газа предлагается установка клапанов КПЭ-115 в компоновке подземного оборудования (КПО), предназначенной для эксплуатации скважин с закрытым затрубным пространством (см. «КПО для эксплуатации скважин с закрытым затрубным пространством»).

Рассмотрим, как в этом случае будет работать подземное оборудование. Скважинная продукция через хвостовик, расположенный выше установки и оборудованный перепускными клапанами, попадает в область спуска насосной установки. После того как давление газа, скапливающегося в затрубном пространстве, достигает определенного значения, он сбрасывается через перепускной клапан в колонну НКТ. Затрубное давление снижается, а вместе с ним снижается и давление на забое скважины. В момент, когда затрубное давление газа сравняется с давлением жидкости внутри НКТ на уровне установки клапана, последний закрывается, а процесс накопления газа начинается вновь и продолжается в циклической форме.

Отметим, что в моменты открытия и закрытия верхнего клапана возникают импульсы давления. В циклически работающей системе эти импульсы будут стремиться перейти в гармонические колебания, воздействие которых будет передаваться на призабойную зону скважины. Сила этого воздействия будет оказывать влияние на внутрипоровое давление в капиллярных каналах пласта, имеющих с противоположной стороны практически неограниченный контур питания. В большинстве случаев это приведет к тому, что ранее закольматированные — то есть не работающие, но содержащие нефть — капиллярные каналы откроются, и через них начнет протекать жидкость. Это, в свою очередь, приведет к увеличению общего объема поступающей в ствол скважины жидкости.

При проведении ОПР по внедрению компоновки на скважине № 10301 Тальникового месторождения ТПП «Урайнефтегаз» были установлены манометры ГС-АМТУ и проведены замеры динамики изменения давления в кольцевом пространстве и на буфере скважины при работе компоновки (см. «Динамика изменения давления в затрубном пространстве и на буфере скв. № 10301»). Перепад давления в кольцевом пространстве составляет не менее 20 атм., что соответствует циклическому изменению динамического уровня в пределах 200 м. Перепад давления в НКТ составляет 8 атм., что соответствует циклическому изменению уровня в НКТ в пределах 70–80 м.

Добавим, что клапан обратный трехпозиционный КОТ-93, выполняющий роль обратного клапана при работе насосной установки, в случае необходимости позволяет производить прямую промывку рабочих органов погружного оборудования различными реагентами, в том числе и ингибиторами коррозии.

СНИЖЕНИЕ СКОРОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Второй фактор, который способствует снижению коррозии, — изменение скорости потока жидкости, наблюдаемое при периодических перепусках скважинной продукции из кольцевого пространства в полость НКТ. Скорость потока при этом циклически меняется, что вызывает периодические изменения давления и, в конечном счете, снижение выраженности данного фактора коррозии оборудования.

При движении по колонне НКТ поток скважинной жидкости приобретает характер ламинарного, при котором возможны очаговые образования коррозии в так называемых застойных зонах. При циклических увеличениях и снижениях скорости потока жидкости образование подобных зон маловероятно (см. «Зависимость скорости коррозии от скорости движения коррозионной среды»).

Третий фактор, способствующий снижению коррозии, — снижение температуры потока жидкости. Однако при проведении работ снижение температуры наблюдалось не более чем на три градуса в циклах перепуска газа и не более чем на восемь градусов в ночное время. Это дало основание считать, что данный факт не играл существенной роли в изменении скорости коррозионного процесса.

Таким образом, применение оборудования и технологии НПФ «Пакер» представляет собой комплексный подход к решению вопросов повышения нефтеотдачи пласта с одновременным снижением коррозионной активности среды, что подтверждается результатами ОПР (см. «Результаты ОПР по внедрению КПЭ-115 с УЭЦН в ТПП «Урайнефтегаз»).