Химизация технологических процессов, Инженерная практика by Андрей Гурьянов

инженерная практика

ХИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ: АНАЛИЗ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КЛЮШИН Игорь Геннадиевич Группа механизированной добычи Департамента внутрискважинных работ ЦЭПиТР БН РиД ТНК-ВР Менеджмент

а скважинах ЦДО Западно-Сибирского дивизиона ТНК-ВР применяются такие методы защиты от солеотложений, как периодические обработки ингибитором, закачки капсулированного реагента, задавка ингибитора в пласт, СУДР, контроль выноса песка по технологии SECURE и технология периодического долива жидкости V-2м3 (Н2О+ПАВ-3%). Все эти методы эффективны, вместе с тем Стратегия повышения эффективности мехдобычи ТНК-ВР постоянно требует новых подходов и новых технологий, внедрение которых запланировано на скважинах дивизиона в 2011 году и среднесрочной перспективе.

Какие цели преследует химизация скважин? Это, во-первых, создание равных условий эксплуатации для всего внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования. Во-вторых, предотвращение потерь нефти по причине аварийной замены отказавшего внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования. И, в-третьих, сокращение затрат на закупку, ремонт и замену отказавшего оборудования.

Достичь этих целей можно только за счет применения высоко эффективных химических реагентов и технологий, позволяющих максимально эффективно их использовать, обеспечивая высокую степень защиты технологического оборудования от любых видов осложнений. Кроме того, следует оптимизировать затраты на химизацию технологических процессов и реализовать контроль и повышение качества всех процессов, выполняемых при химизации. ОСЛОЖНЕНИЯ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ Среди осложнений, влияющих на эксплуатацию внутрискважинного оборудования, на российских нефтяных месторождениях наиболее распространены солеотложения, образование АСПО и коррозия (рис. 1). Для борьбы с солеотложениями широкое применение нашли защита оборудования с помощью ингибиторов, удаление отложений солей с внутрискважинного оборудования путем применения растворителей. Большинство проблем, связанных с коррозией, снимается за счет комплексного подхода к опреде-

Рис. 1. Виды осложняющих факторов, организация защиты внутрискважинного оборудования, химические реагенты

спецвыпуск

Химизация процессов добычи нефти и защита внутрискважинного оборудования Рис. 2. Области применения химизации

вые операции по удалению АСПО и гидратов как механическими способами, так и химическими реагентами-растворителями. Также одним из факторов, осложняющих добычу нефти, является ее повышенная вязкость. Для успешного извлечения высоковязкой нефти следует применять как физические методы (тепловые МУН, закачка газа и т.д.), так и химические (использование противотурбулентных присадок и углеводородных растворителей). И, наконец, мехпримеси. Снижение выноса мехпримесей достигается также путем применения химических (блокирующие или скрепляющие реагенты) и физических (фильтры) методов. Также методы борьбы с осложнениями подразделяются по сферам применения (рис. 2). лению причин возникновения коррозии и защиты внутрискважинного оборудования химреагентами или применением внутрискважинного оборудования в специальном исполнении. Химические реагенты в данном случае — это ингибиторы коррозии, ингибиторы сероводорода, поглотители кислорода и бактериоциды. Для защиты скважинного оборудования в условиях повышенного гидратообразования и отложений асфальтосмолопарафинистых веществ следует применять реагенты-ингибиторы, а также проводить плано-

Рис. 3. Динамика осложненного фонда

спецвыпуск

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ХИМИЗАЦИИ В последнее время в ТНК-ВР происходит непрерывный рост мехфонда скважин, наряду с которым увеличивается и солеотлагающий фонд (рис. 3). В то же время отношение солевого фонда к действующему фонду растет: если сейчас на солеотлагающий фонд приходится 28% механизированного, то в 2013 году ожидается уже порядка 29%. На текущий момент 25% отказов УЭЦН в Компании происходит именно по причине наличия солей и коррозии.

инженерная практика Рис. 4. Динамика применения химических реагентов

Таблица 1

Использование технологий для защиты ВСО от солей в ТНК-ВР в 2011 г. Технология

СНГ

ТНК-НВ

Периодическое дозирование ингибитора солеотложений в водном растворе (1 раз/7; 10; 15; 30 сут)

1199

519

Периодическое дозирование ингибитора солеотложений в товарной форме (1 раз/7; 10; 15; 30 сут)

240

Постоянное дозирование ингибитора солеотложений в товарной форме через СУДР Задавка в пласт ингибитора солеотложений в водном растворе по технологии SQUEEZE Задавка в пласт ингибитора солеотложений в кислотном растворе при ОПЗ (SQUEEZE-ОПЗ) Задавка в пласт ингибитора солеотложений при ГРП по технологии Scale Fracs Контейнеры с ингибитором солеотложений (ПСК)

300

324

393

141

Всего

2114

321

1013

130

247

120

1504

ОН

Помещение капсулированного ингибитора солеотложений в зумпф скважины ВСЕГО

Число обрабатываемых скважин по ЦДО ТНК-ВНГ ТНК-Нягань ТНК-Уват БГН

754

В связи с увеличением осложненного фонда растет и потребление химреагентов, таких как ингибиторы солеотложений и коррозии (рис. 4). При этом также наблюдается увеличение среднего потребления химических реагентов, используемых для защиты одной скважины: с 2008 года оно выросло почти на 90 кг. Одним из наиболее распространенных способов химической защиты от солеотложений в ТНК-ВР является периодическая закачка ингибитора в водном растворе (табл. 1). Следующий по популярности метод — постоянное дозирование ингибитора через СУДР. Перспективным стратегическим направлением для компании является масштабирование технологии SQUEEZE — защиты от солепроявлений методом задавки химических реагентов в пласт под дав-

30 115

100

522

934

215 170

168

4085

лением в различных вариантах: при ТКРС, без ТКРС по межтрубному пространству, при глушении скважины перед ТКРС, при ГРП, при ОПЗ кислотными растворами. Всего же в Компании защищено от солеотложений 4085 скважин. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЗАЦИИ В ТНК-ВР На текущий момент в Компании нет единых разработанных критериев по переводу скважины в осложняющий фонд и не выработаны рекомендации по наиболее эффективным областям применения различных технологий, отсутствует единый подход по организации процессов химизации добычи нефти. Это связано, во-первых, с тем, что в Компании отсутствует интегриспецвыпуск

Химизация процессов добычи нефти и защита внутрискважинного оборудования Таблица 2

Модели организации защиты скважин Ответственные за исполнение модели организации защиты скважины

Процесс

Предлагаемая модель

Модель №1

Модель №2

Модель №3

Модель №4

Модель №5

Движение осложненного фонда

ЦДО

Выбор технологии защиты

ЦДО

Сервисное предприятие

ЦДО

Выбор химического реагента

ЦДО

Сервисное предприятие

ТНК-ВР Менеджмент ДВР

Закупка химического реагента

ТНК-BP Менеджмент РЦ МТО

THK-BP Менеджмент РЦ МТО

Сервисное предприятие

THK-BP Менеджмент РЦ МТО

Контроль качества химического реагента

ТНК-BP Менеджмент РЦ МТО; ЦДО

THK-BP Менеджмент РЦ МТО; ЦДО

Сервисное предприятие

THK-BP Менеджмент РЦ МТО; ЦДО

Контроль использования химического реагента

THK-BP Менеджмент РЦ МТО; ЦДО

Сервисное предприятие

THK-BP Менеджмент РЦ МТО; ЦДО

ЦДО

THK-BP Менеджмент УСС

Сервисное предприятие Сервисное предприятие

Закупка услуг по закачке химического реагента Закачка химического реагента

ЦДО

Сервисное предприятие

Контроль качества закачки химического реагента

ЦДО

Преимущества и недостатки модели защиты

Угроза ошибки в выборе химреагента, технологии защиты, возможен несоответствую щий контроль качества закачки

Угроза ошибки в выборе химреагента, технологии защиты. Возможен выбор некачественного подрядчика

Угроза ошибки в выборе химреагента, технологии защиты, слабый контроль качества химреагента. Возможен выбор некачественного подрядчика

Компания, использующая модель

ТНК-Уват

ТНК-ВНГ

Самотлорнефтегаз; ТНК-Нягань; THK-HB Оренбургнефть

рованная вертикально ответственная структура по химизации технологических процессов. Во-вторых, с тем, что раздел контрактования «Химизация технологических процессов» не относится в компетенцию ни одной из секторных групп. Кроме того, отсутствуют такие немаловажные процедуры, как: • единая система по организации защиты от осложняющих факторов внутрискважинного оборудования; • внутриорганизационные стандарты, нормы и требования к выполнению работ по химизации технологических процессов; • единая система оценки эффективности работ по защите внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования химическими реагентами; • единый алгоритм расчета потребности в химических реагентах. Также хотелось бы отметить следующие организационные недоработки: • применение химреагентов не регламентировано; • отсутствие единых нормативных документов позволяет каждому ЦДО по своему усмотрению проводить химизацию технологических процессов; 10

спецвыпуск

Отсутствие контроля ТНК-BP на всех этапах работ. Возможен выбор некачественного подрядчика

Сервисное предприятие ЦДО

Многоуровневый контроль качества проведения работ Снижение стоимости химических реагентов и услуг. Повышение качества работ

НК «Роснефть», Газпром нефть, Татнефть

• достижения и допущенные ошибки одного ЦДО не известны в других ЦДО. Все указанные недоработки обусловливают ряд угроз. Это, конечно же, неэффективность применения химреагентов, а также необоснованность химизации тех или иных процессов. Кроме того, существует угроза заражения месторождений СВБ и последующего образование сероводорода, что повлечет дополнительные затраты в будущем на защиту оборудования, а также проявления хлорорганических соединений, которые могут повлиять на сдачу подготовленной и добытой нефти. МОДЕЛИ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ В разных компаниях и даже внутри ТНК-ВР применяются различные виды организации защиты оборудования (табл. 2). Среди основных процессов, выполняемых при защите, мы выделили: движение осложненного фонда, выбор технологии защиты и химического реагента, закупка химического реагента, контроль качества реагента, контроль использования реагентов и т.д. Проведя анализ применяемых моделей, мы выработали, на наш взгляд, оптимальный вариант (модель

инженерная практика Таблица 3

Распределение зон ответственности ТНК-BP Менеджмент Департамент механизированной добычи

Департамент управления системой снабжения

1. Разработка единых для компании нормативноправовых документов по всем вопросам химизации технологических процессов. 2. Проведение лабораторных испытаний всех типов химических реагентов, применяемых в химизации технологических процессов. 3. Определение номенклатуры и перечьня химических реагентов для защиты внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования для каждого ЦДО. 4. Рекомендации и согласование проведения ОПИ химических реагентов и технологий их применения. 5. Разработка и внесение обязательных пунктов квалификационных критериев, участие в квалификации контрагентов по всем типам сделок раздела «Химизация технологических процессов». 6. Контроль условий поставок химических реагентов, используемых в защите внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования. 7. Проведение обучения сотрудников компании по химизации технологических процессов. 8. Контроль качества организации химизации технологических процессов и применения химических реагентов.

1. Проведение квалификационного отбора потенциальных поставщиков услуг. 2. Подготовка стандартных форм договоров. 3. Поиск и расширение рынка потенциальных поставщиков услуг. 4. Обеспечение ЦДО на условиях тендера услугами контрагентов для выполнения работ в секторе «Химизация технологических процессов» согласно потребности ЦДО. 5. Обеспечение ЦДО необходимыми рекомендованными химическими реагентами на условиях тендера согласно потребности ЦДО.

№5, табл. 2). Согласно нашей модели ЦДО организует ввод и вывод скважин из осложненного фонда, осуществляет выбор технологии защиты, основываясь на нормативно-регламентирующих документах. Выбор химического реагента осуществляет департамент внутрискважинных работ путем проведения независимых лабораторных исследований и дальнейших опытно-промышленных испытаний совместно с ЦДО. Закупку химреагентов будет выполнять «ТНК-BP Менеджмент» Региональный центр материально технического обеспечения (РЦ МТО). Входной контроль качества и контроль использования химреагентов осуществляют РЦ МТО совместно с ЦДО. Сервисное предприятие будет проводить закачку химреагентов, а контроль качества выполненных работ будет осуществлять ЦДО. Наша модель подразумевает снижение издержек за счет единой закупки химических реагентов для всех ЦДО компании, а также за счет того, что Управление системы снабжения (УСС) будет иметь возможность привлекать большее число контрагентов для оказания сервисных услуг Компании в сфере химизации технологических процессов. По такой системе сейчас работают компании «Роснефть», «Газпром нефть» и «Татнефть». Таким образом, основные зоны ответственности по предложенной схеме делятся между несколькими ответственными за процесс (табл. 3). ЭТАПЫ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ РАБОТ Наша модель организации химизации предполагает следующие этапы. 1. Направить в ЦДО распоряжения от «ТНК-ВР Менеджмент»:

Целевые дочерние общества ТНК-ВР

1. Формирование осложненных фондов. 2. Выбор технологии организации защиты осложненных фондов. 3. Планирование потребности и контроль использования в ЦДО услуг и химических реагентов. 4. Проведение ОПИ химических реагентов и технологий их применения. 5. Участие в квалификации контрагентов поставщиков услуг. 6. Составление технических заданий и организация работ контрагентов по защите внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования. 7. 3акрытие фактически выполненных объемов работ и использование химических реагентов контрагентами, оказывающими услуги по защите внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования. 8. Контроль качества выполнения работ контрагентов. 9. Текущая отчетность.

• «О назначении ответственных специалистов в каждом ЦДО за химизацию технологических процессов»; • «Об утверждении временных требований по переводу скважин в осложненный фонд и выводу из него» (до внедрения нормативных документов по организации защиты ВСО от каждого типа осложнения). 2. Выполнить оценку текущего состояния работ в компании по химизации технологических процессов: • внедрить систему мониторинга и контроля (сводка/отчет) «Защита ВСО от солеотложений, коррозии, АСПО»; • оценить текущее состояние осложненного фонда скважин (осложненных солеобразованием, коррозией, АСПО, гидратообразованиями, с высоковязкими нефтями); • определить номенклатуру применяемых химических реагентов по компании в целом и в каждом ЦДО отдельно; • определить объемы применяемых химических реагентов (факт за 2009 и 2010 годы, план на 2011 год); • создать перечень мероприятий и технологий ведения работ, выполняемых при защите ВСО в каждом ЦДО. 3. Провести паспортизацию каждого ЦДО «Организация работ по защите скважин от осложнений, вызванных солепроявлениями, коррозией, АСПО и гидратообразованиями»: • определить ключевые показатели эффективности применения химических реагентов для каждого ЦДО; спецвыпуск

Химизация процессов добычи нефти и защита внутрискважинного оборудования Рис. 5. Схема организации технологических процессов в компании

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ Вопрос: Игорь Геннадьевич, вы упомянули о необходимости определения степени зараженности месторождений. При этом в самой схеме вы упустили необходимость внесения пункта определения биозараженности, ее предотвращения и устранения. Это, конечно, приличные затраты, но они должны быть учтены: если компания на своих месторождениях упустит эту проблему из вида, то стоимость борьбы с коррозией и солеотложениями существенно возрастет. И второе, что я хотел бы отметить, это то, что программа очень хорошая, и я думаю, такой компании, как ваша, она под силу. Успехов вам в этом направлении! И.Г.: Говоря о контроле СВБ, я как раз имел в виду полный контроль ситуации с биозараженностью. Просто в данный момент именно контроль над сульфатвосстанавливающими бактериями очень мало отражен в наших работах. Мы собираемся наращивать объемы работ в этом направлении.

• разработать и внедрить обязательные пункты в КПЭ для ответственных специалистов ЦДО и в КПЭ ЦДО по направлению деятельности «Защита внутрискважинного оборудования от действия осложняющих факторов». 4. Добиться повышения качества предоставляемых услуг в секторе «Химизация технологических процессов» путем: • включения в компетенцию секторной группы «Механизированная добыча» ответственность за перечень типов сделок по разделу «Химизация технологических процессов» ( типы сделок № 1101; 1102; 1103; 1104; 1105; 1106; 1107; 1108); • перевести типы сделок № 1103, 1104, 1105, 1106, 1107, 1108 по разделу «Химизация технологических процессов» во 2-й перечень «Организации закупок услуг»; • разработать и внедрить «Обязательные единые квалификационные критерии и требования»: – для предприятий-производителей нефтепромысловой химии; – для контрагентов, оказывающих услуги по химизации; • провести квалификацию контрагентов в секторе «Химизация технологических процессов» с помощью программы PROCON; • повысить ответственность контрагента при оказании услуг по защите внутрискважинного оборудования; • организовать процедуру ведения претензионной работы при некачественном оказании услуг: – для предприятий-производителей нефтепромысловой химии; – для контрагентов, оказывающих услуги по химизации. 5. Подобрать линейку химических реагентов для каждого ЦДО. Для этого необходимо: • составить каталог физико-химических свойств попутно добываемой воды и нефти по каждому пласту в ЦДО и средние показатели по каждому ЦДО, • провести лабораторные и опытно-промысловые испытания химических реагентов для защиты ВСО и НПО (ингибиторов солеобразования, коррозии, АСПО и гидратообразования, растворителей солей и АСПО). 12

спецвыпуск

Реплика: Хотелось бы все-таки видеть организационную структуру в секторной группе, для того чтобы четко понимать, кому и с кем взаимодействовать в региональных подразделениях. Фамилии и конкретные задачи: кто и за что отвечает. • разработать и утвердить обязательные технические требования для всех химических реагентов, применяемых в химизации технологических процессов. 6. Провести обучение сотрудников компании. Для этого планируется разработать обучающий многоступенчатый курс «Защита внутрискважинного и нефтепромыслового оборудования от осложняющих факторов, связанных с солепроявлением, коррозией, осаждением АСПО и гидратообразованием». Первая ступень обучения — для операторов добычи нефти и газа; вторая — для технологов ЦДНГ и третья — для специалистов аппарата управления ЦДО. 7. Разработать и внедрить единые стандарты и нормативные документы по компании: • Порядок проведения лабораторных испытаний химических реагентов; • Порядок проведения ОПИ химических реагентов; • Порядок организации закупки химических реагентов и услуг; • Регламенты проведения работ по защите ВСО и НПО от солеобразования; • Регламент проведения работ по защите ВСО и НПО от коррозии; • Регламент работ по защите ВСО и НПО от АСПО; • Регламент работ по защите ВСО и НПО от гидратов; • Регламент по организации работ при добыче высоковязкой нефти; • Регламент по организации контроля и отчетности по химизации технологических процессов; • Алгоритм «Расчет потребности и планирование затрат на проведение работ по химизации технологических процессов». Таким образом, общий вид организации работ по химизации можно представить следующим образом: знание проблемы, понимание процессов, связанных с осложнениями, лабораторный подбор эффективных химических реагентов, грамотный персонал, применение передовых технологий и наиболее эффективных реагентов, качественная работа подрядчика (рис. 5). Все это — условия успешного применения химизации технологических процессов. S

Уважаемые читатели! Начиная с августа 2011 года (с №8’2011), инженерно-технический нефтегазовый журнал «Инженерная практика» переходит на платное представление материалов. Бесплатный доступ к содержанию выпусков через интернет-портал www.glavteh.ru будет закрыт. Для того, чтобы оформить подписку на печатную или электронную версию журнала, заполните, пожалуйста, соответствующую анкету на нашем сайте (раздел «Подписка») или свяжитесь с нами по телефону (495) 371-05-74, 371-01-74, (499) 270-55-25. Также Вы можете прислать информацию по факсу (495) 371-01-74 (см. Подписной купон)

СТОИМОСТЬ И УСЛОВИЯ ПОДПИСКИ Стоимость подписки на печатную/электронную версии*: на год – 5830 рублей. на полугодие – 3790 рублей. * Минимальное количество приобретаемых электронных версий журнала – 3.

Скидки при оформлении корпоративной подписки: • От 10 до 20 экземпляров – скидка 5% • От 21 до 30 экземпляров – скидка 10% • От 31 и более экземпляров – скидка 15%

✁ ПОДПИСНОЙ КУПОН ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ

ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ

Фамилия

Имя

Отчество

Должность Название и юридический статус компании Количество экземпляров журнала Адрес доставки журнала: Индекс

Адрес

Код города, телефон, факс E-mail

Менеджер отдела подписки – Дарья Мирончикова Тел.: +7 (495) 371-01-74, +7 (499) 270-55-25 E-mail: info@glavteh.ru

Сайт