Испытания скважинного оборудования на эрозионную и коррозионную стойкость
Залипание и эрозия на проволочном щелевом фильтре.
(Anitha Andippan, Master thesis 2013)
Для определения характеристик живучести или временного ресурса использования скважинного оборудования проводят эрозионные испытания на стойкость к процессам эрозии и коррозии. Агрессивная скважинная среда может оказывать существенное влияние срок службы этого оборудования. Главными факторами износа скважинного оборудования являются процессы взаимодействия элементов оборудования с песком, что приводит к эрозии и химические реакции, приводящие к химической коррозии и образования известковых отложений на конструкции оборудования.
Эрозионные испытания (Erosion Test)
Для проведения эрозионных лабораторных испытаний требуется создать условия, имитирующие воздействие твердой фазы песка на работу оборудования на протяжении срока, который обычно принимают в 10 лет. При этом в расчет этого воздействия берется концентрация взвешенных частиц (КВЧ) в соответствии данными по месторождению. Для физического испытания требуется небольшой элемент оборудования, который находится в непосредственном контакте с частицами песка при течении флюида в скважину. Для щелевых фильтров это купоны проволочной намотки, для устройств контроля притока это штуцер входного в скважину потока флюида. В ходе испытаний элемент тестируемого оборудования помещается в рабочую капсулу. Капсула является частью гидравлического контура, используемого для создания непрерывного движения флюида через капсулу.
В ряде исследований эрозионного воздействия на оборудования физические эксперименты проводятся совместно с компьютерном моделированием. Компьютерная модель верифицируется на основе физических испытаний образцов оборудования. Компьютерная модель эрозии экстраполирует данные текущего износа на любой период использования оборудования. Некоторые сложные типы оборудования могут исследоваться на эрозию только с помощью компьютерных моделей.
Проведение коррозионных испытаний (Corrosion and Scaling Test)
Аналогично коррозионным испытаниям при тестировании на образование известкового налета на элементах скважинного оборудования изучается химическое воздействие агрессивной среды флюида в скважине на процессы роста отложений на оборудовании. Возникновение известкового налета (обрастание, скэйлинг) во многом зависит от химического состава флюида. Известковая отложения — широко известный термин, будь то в домашнем хозяйстве или на нефтяном промысле. Известь осаждается из жесткой воды, выделяя углекислый газ, чаще всего он образуется в виде карбоната кальция (CaCO3). Также могут образовываться естественные радиоактивные отложения, такие как сульфат бария (BaSO4) и сульфат стронция (SrSO4). Любые отложения, скэйлинг такого типа, возникающие на скважинном оборудовании, препятствуют добыче углеводородов. Обязательным условием образования известковых отложений является наличие воды.
В нефтегазовой отрасли образование отложений является серьезной проблемой, поскольку добыча углеводородов всегда сопровождается определенным количеством воды в зависимости от зрелости месторождения. Доля воды в общем объеме добычи (называемая обводненностью) увеличивается с возрастом месторождения, следовательно, проблема отложений становится более значительной по мере того, как месторождение стареет. На выпадение карбоната кальция влияет множество факторов, например 
изменения температуры, давления и изменения концентрации из-за испарения.
Закупоривание и скэйлинг — основные проблемы в нефтегазовой отрасли. Закупоривание (залипание, забивание, контаминация, кольматация) — это общий термин, используемый в нефтегазовом секторе, описываемый как блокирование призабойной зоны пласта, снижение продуктивности, вызванное любыми частицами, мобилизованными в результате стимуляции, заканчивания, капитального ремонта или повышения нефтеотдачи. Анализ закупоренных фильтров показывает, что закупоривающий материал в основном состоит из продуктов коррозии и глины.
Скэйлинг также может вызвать закупоривание перфорационных отверстий (добывающих и нагнетательных), а также призабойной зоны скважины. Известно, что образование внутренних отложений вызывает различные проблемы, такие как уменьшение внутреннего диаметра трубы, вызывающее более высокие потери давления. Это не только вызывает снижение производительности, но также приводит к большему потреблению энергии, необходимому для преодоления более высоких потерь на трение в насосно-компрессорных трубах и выкидных линиях. Кроме того, закупоривающие материалы, которые также могут состоять из продуктов коррозии, могут забивать перфорационные отверстия и скважинное оборудование.
Наш технологический блог имеет три раздела: новости, события, заметки.
