Use of thermal and magnetic devices for prevention of asphaltene, resin, and wax deposits on oil equipment surfaces

Abstract

Purpose. To substantiate the advantages of using a multi-level externally insulated complex of magneto-thermal dewaxing which is located in the oil well and improves production of the formation fluid with high content of asphaltene, resin, and wax deposits (ARWD) by heating and magnetization at certain intervals. Methods. Experiments proved that the use of a magnetothermal dewaxing device enables (during round-the-clock operation of the well) to double the time between overhauls of the oil wells equipped with sucker-rod pumping units. Findings. The paper provides an analytical model for calculating the power consumption parameters of the developed multi-level magnetothermal dewaxing complex and the level of the magnetic moment of the formation fluid flow elements in the tubing string pulling unit equipped with this complex. The design of the magnetothermal dewaxing device, as the main constructive link of the multi-level complex of magnetothermal dewaxing, and the material for the manufacture of external insulating casings of such complex elements are described. The design of a multi-level complex of magnetothermal dewaxing and its elements integrated into the tubing string pulling unit and equipped with external insulating casings, is presented. The analytical model for calculating operational parameters of multilevel dewaxing complex equipped with insulating casings is substantiated. Originality. The developed designs of magnetothermal dewaxing devices will allow to use them together with the operation of deep-pumping equipment and in the case of a flowing oil well. Practical implications. Introduction of a multi-level magnetothermal dewaxing complex on the basis of magnetothermal activators makes it possible to reduce the shortage of such equipment on the markets of oil and gas producing countries.

Мета. Обґрунтування переваг використання багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, який розміщується в нафтовидобувній свердловині та поліпшує видобуток пластового флюїду з великим вмістом асфальтосмолопарафінистих відкладень (АСПВ), шляхом підігрівання й намагнічування у визначених інтервалах і оснащеного зовнішніми ізолюючими кожухами. Методика. Аналіз досліджень впливу багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації на пластовий флюїд з високим вмістом асфальтенів, смол і парафінів. Досліджено зміни фізико-хімічних властивостей нафти при застосуванні магнітотеплових депарафінізаторів, які направлені на збільшення міжочисного (міжремонтного) періоду свердловин за рахунок дії направленого магнітного поля та теплової енергії. Методичною основою здійснених досліджень є аналіз і розгляд використаної літератури, а також позитивний виробничий досвід усунення АСПВ під час видобутку вуглеводнів з підвищеним вмістом АСПВ із використанням інженерного аналізу й оцінки отриманих результатів. Результати. Встановлено, що використання багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації дає можливість підвищити ефективність запобігання АСПВ під час видобутку високов’язкої нафти та її транспортуванні трубопроводами. Встановлено, що для зменшення інтенсивності АСПВ трубні магнітотеплові депарафінізатори можливо використовувати як у режимі увімкнених підігрівачів, так і в режимі намагнічування без теплової підготовки пластового флюїду. Виявлено, що застосування магнітного пристрою дозволило збільшити середній міжремонтний період свердловин, ускладнених утворенням емульсій і АСПВ, у середньому в 2 рази. Наукова новизна. Виявлено, що в процесі встановлення у свердловину багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, виконаного на основі магнітотеплових активаторів, змінює фізико-хімічні властивості нафти, які дозволяють запобігати АСПВ навіть після потрапляння флюїду до маніфольду. Практична значимість. Результати впровадження багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, виконаного на основі магнітотеплових активаторів, дають можливість зменшити дефіцит подібного устаткування на ринках нафтогазовидобувних країн.

Цель. Обоснование преимуществ использования многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, который размещается в нефтедобывающей скважине и улучшает добычу пластового флюида с большим содержанием асфальтосмолопарафинистих отложений (АСПО), путем подогрева и намагничивания в определенных интервалах и оснащенного внешними изолирующими кожухами. Методика. Анализ исследований влияния многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации на пластовый флюид с высоким содержанием асфальтенов, смол и парафинов. Исследованы изменения физико-химических свойств нефти при применении магнитотепловых депарафинизаторов, которые направлены на увеличение межочистного (межремонтного) периода скважин за счет действия направленного магнитного поля и тепловой энергии. Методической основой осуществленных исследований является анализ и рассмотрение использованной литературы, а также положительный производственный опыт устранения АСПО при добыче углеводородов с повышенным содержанием АСПО с использованием инженерного анализа и оценки полученных результатов. Результаты. Установлено, что использование многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации позволяет повысить эффективность предотвращения АСПО при добыче высоковязкой нефти и ее транспортировке по трубопроводам. Установлено, что для уменьшения интенсивности АСПО трубные магнитотепловые депарафинизаторы можно использовать как в режиме включенных подогревателей, так и в режиме намагничивания без тепловой подготовки пластового флюида. Выявлено, что применение магнитного устройства позволило увеличить средний межремонтный период скважин, осложненных образованием эмульсий и АСПО, в среднем в 2 раза. Научная новизна. Выявлено, что в процессе установки в скважину многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, выполненного на основе магнитотепловых активаторов, меняет физико-химические свойства нефти, которые позволяют предотвращать АСПО даже после попадания флюида в манифольд. Практическая значимость. Результаты внедрения многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, выполненного на основе магнитотепловых активаторов, дают возможность уменьшить дефицит подобного оборудования на рынках нефтегазодобывающих стран.