Способ удаления минерального отложения из труб и лифтовой трубы при нефтегазодобыче

010563 Уровень техники Настоящее изобретение в основном относится к трубопроводам и лифтовой трубе, используемой при нефтегазодобыче. В частности, изобретение относится к улучшенному способу удаления минерального отложения из трубопроводов и лифтовой трубы. Предшествующий уровень техники Углеводороды (например, нефть, природный газ и т.д.) получают из подземной геологической формации (т.е. "коллектора") бурением скважины, проходящей в нефтегазоносный пласт. Для добычи углеводородов, то есть их перемещения из пласта к скважине, и, в конечном счете, к поверхности, с дебитом нефтеотдачи, достаточным для обоснования их извлечения, должны существовать или должны быть обеспечены достаточно беспрепятственные пути проникновения потока из подземного пласта к скважине и затем на поверхность. Подземные работы по добыче нефти могут включать закачивание водного раствора в нефтяной пласт, способствующее перемещению нефти по пласту и поддержанию давления в коллекторе, по мере того как текучие среды удаляются. Закачанный водный раствор, обычно поверхностные воды (из озера или реки) или морская вода (для морских работ), обычно содержит растворимые соли, такие как сульфаты и карбонаты. Эти соли могут быть несовместимыми с ионами, уже содержавшимися в нефтесодержащем коллекторе. Пластовые текучие среды могут содержать высокие концентрации определенных ионов, таких как стронций, барий, цинк и кальций, которые встречаются в намного более низких уровнях в нормальных поверхностных водах. Частично растворимые неорганические соли, такие как сульфат бария (или барит) и углекислый кальций, часто выпадают в осадок из попутной воды, так как условия, оказывающие влияние на растворимость, такие как температура и давление, изменяются в течение эксплуатации скважины и на верхних поверхностях. Обычной причиной снижения производительности углеводородов является образование отложений или на скважине, в призабойной зоне скважины, или в области материнской породы нефтегазоносного пласта, и в других трубопроводах или в лифтовой трубе. Эксплуатация месторождения нефти часто приводит к добыче текучей среды, содержащей не только соленые воды, но и углеводороды. Текучая среда доставляется из коллектора по трубопроводам и лифтовой трубе к комплексу нефтеочистных сооружений, где соленые воды отделяются от ценных жидких углеводородов и газов. Соленые воды затем обрабатывают и утилизируют как сточные воды или повторно закачивают в коллектор для поддержания пластового давления. Соленые воды зачастую богаты ионами минералов, таких как катионы кальция, бария,стронция и железа и анионы бикарбоната, карбоната и сульфата. Обычно образование отложения происходит путем осаждения минералов, таких как сульфат бария, сульфат кальция и карбонат кальция, которые закрепляются или остаются в трубопроводе или лифтовой трубе. Когда вода (и, следовательно, растворенные минералы) входит в контакт с трубопроводом или стенкой лифтовой трубы, растворенные минералы могут начать осаждаться, образовывая отложение. Эти минеральные отложения могут прикрепляться к стенкам трубопровода как слои, которые уменьшают внутренний диаметр трубопровода, таким образом, вызывая ограничения потока. Нередко отложения могут образовываться до таких пределов, что могут полностью заглушить трубопровод. Эксплуатация месторождения нефти может быть поставлена под угрозу такими минеральными отложениями. Поэтому трубопроводы и лифтовая труба могут быть очищены или заменены для восстановления эффективности производства. Некоторые минеральные отложения, такие как сульфат бария, являются довольно трудно удаляемыми химически из лифтовой трубы и, по существу, лифтовая труба просто заменяется на новую. Лифтовая труба, содержащая отложения, может быть извлечена для утилизации, но минеральное отложение таких видов представляет собой экологическую опасность. Например, некоторые минеральные отложения могут иметь потенциальную возможность содержать природные радиоактивные материалы. Отложение имеет сопутствующую радиоактивность, потому что продукты радиоактивного распада урана и тория естественно присутствуют в водах коллектора и осаждаются с ионами бария, формируя отложение сульфата бария, которое, например, содержит сульфат радия-226. Первичные радионуклиды, загрязняющие нефтепромысловое оборудование, включают радий-226 (226Ra) и радий-228 (228Ra), которые образуются из радиоактивного распада урана-238 (238U) и тория-232 (232Th). В то время как U и Th найдены во многих подземных формациях, они не являются хорошо растворимыми в пластовой текучей среде. Однако продукты распада, 226Ra и 228Ra, являются растворимыми и могут мигрировать как ионы в пластовые текучие среды, чтобы в конечном счете контактировать с закачиваемой водой. В то время как эти радионуклиды не осаждаются непосредственно, они обычно осаждаются в отложение сульфата бария,вызывая слабую радиоактивность отложения. Эти природные радиоактивные материалы представляют опасность для людей, контактирующих с этими материалами, посредством облучения, через дыхание или путем попадания в организм человека с пищей частиц этих материалов. В результате лифтовую трубу, содержащую отложения природных радиоактивных материалов, должны обслуживать, транспортировать и утилизировать с тщательно контролируемыми условиями, в соответствии с законодательством,для защиты служащих и окружающей среды. Обычные операции, используемые для удаления отложения из лифтовой трубы, могут быть медленными и неэффективными, потому что каждую трубу, если она радиоактивна, необходимо обрабаты-1 010563 вать индивидуально, и доступ к внутренней поверхности лифтовой трубы, содержащей отложения, может быть ограничен. Когда на трубопроводах и оборудовании, используемом при эксплуатации месторождения нефти,наслаиваются отложения, они должны быть удалены своевременно и экономичным способом. Иногда загрязненную лифтовую трубу и оборудование просто удаляют и заменяют новым оборудованием. Когда старое, покрытое коркой отложения оборудование загрязнено природными радиоактивными материалами, оно не может быть свободно утилизировано из-за радиоактивной природы отходов. Растворение отложения указанных материалов и его утилизация могут быть дорогостоящими и опасными. Кроме того,значительное количество труб нефтепромыслового сортамента и другого оборудования, ожидающего очистку от радиоактивных загрязнений, должно находиться на складах. Некоторое ранее очищенное оборудование может быть использовано повторно, в то время как другое оборудование должно быть утилизировано как отходы. Существует несколько вариантов избавления от природных радиоактивных материалов после их удаления из оборудования, включая такие как закачивание в глубокие скважины,утилизация на свалки и закачивание в соляную каверну. Обычные процессы очистки оборудования от радиоактивных загрязнений включают как механические меры, такие как фрезерование, очистка поверхности напорной водяной струей высокого давления,пескоструйная очистка, криогенное погружение, так и химические, такие как хелатирующие агенты и растворители. Очистка поверхности напорной водяной струей с использованием давления более 140 МПа (с/без абразивов) была преобладающей методикой, используемой для удаления природных радиоактивных материалов. Однако использование очистки поверхности напорной водяной струей высокого давления обычно занимает продолжительное время, является дорогостоящим и может быть не в состоянии полностью обработать загрязненную зону. По мере использования химических хелатирующих агентов, таких как этилендиаминтетрауксусная кислота или диэтилентриаминпентауксусная кислота, в течение продолжительного времени для удаления отложения из нефтепромыслового оборудования, диэтилентриаминтетрауксусная кислота становится насыщенной катионами металла отложения, от истощенного растворителя обычно избавляются обратным закачиванием в погребенную формацию. Кроме того, химические хелатирующие агенты, такие как указанные кислоты, дороги и требуют продолжительного контакта при повышенных температурах для растворения отложения. Соответственно, имеется потребность в экономически эффективном средстве для удаления отложения из трубопроводов и лифтовой трубы с низким риском облучения радиоактивными материалами. Сущность изобретения В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающему создание первого продольного разреза по длине лифтовой трубы, создание второго продольного разреза по длине лифтовой трубы, удаление множества секций лифтовой трубы, которые ограничены первым и вторым продольными разрезами. В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающему создание первого продольного разреза, касательного к внутреннему диаметру лифтовой трубы, создание второго продольного разреза, касательного к внутреннему диаметру лифтовой трубы, и удаление множества секций лифтовой трубы, которые ограничены первым и вторым продольными разрезами. В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающему создание по меньшей мере одного разреза в длину по лифтовой трубе и отделение отрезанной лифтовой трубы от минерального отложения. Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания и приложенной формулы изобретения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; фиг. 2 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; фиг. 5 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 - поперечное сечение трубопровода с минеральным отложением в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Подробное описание изобретения В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу удаления минерального отложения из трубопроводов и лифтовой трубы при нефтегазодобыче. В частности, настоящее изобретение относится-2 010563 к способу механического отделения минерального отложения от трубопроводов и лифтовой трубы при нефтегазодобыче. Далее используемые в изобретении трубопроводы, лифтовая труба и трубы могут использоваться попеременно для описания вариантов осуществления изобретения без ограничения объема формулы изобретения. Минеральное отложение, которое может быть удалено из нефтепромыслового оборудования в вариантах осуществления, раскрытых в описании, включает нефтяные отложения, такие как, например,соли щелочно-земельных металлов или других двухвалентных металлов, включая сульфаты бария,стронция, радия и кальций, карбонаты кальция, магния и железа, сульфиды металлов, оксид железа и гидроксид магния. Способ удаления или отделения минерального отложения из трубчатого изделия или трубы согласно варианту осуществления, раскрытому в данном изобретении, показан на фиг. 1-4. Как показано на фиг. 1, труба 202 имеет слой 204 минерального отложения. В этом варианте осуществления слой 204 минерального отложения представляет собой равномерный слой, образованный на внутренней поверхности трубы 202. Тем не менее, любому специалисту в данной области техники будет ясно, что слой минерального отложения может как быть, так и не быть равномерным по длине и/или окружности трубопровода. В одном варианте осуществления по меньшей мере один продольный разрез выполнен по длине трубы 202. Используемый здесь термин "продольный" описывает направление по длине трубы 202. В другом варианте осуществления выполнены два продольных разреза по длине трубы. Любому специалисту в данной области техники будет ясно, что может быть сделано любое количество продольных разрезов, не отступая от объема изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, два продольных разреза 206 выполнены в трубе 202. Продольные разрезы 206 могут быть выполнены так, что каждый продольный разрез 206 является,по существу, касательным к внутренней поверхности трубы 202. Соответственно, продольные разрезы 206 являются касательными к границе 210 раздела между слоем 204 минерального отложения и трубой 202. В одном варианте осуществления два продольных разреза 206 являются, по существу, параллельными. Как показано на фиг. 2, после выполнения продольных разрезов 206, первая вырезанная часть 212 и вторая вырезанная часть 214 трубы 202 могут быть отделены, как показано стрелкой А, от слоя 204 минерального отложения. Как показано на фиг. 3, после удаления первой и второй вырезанных частей 212,214 первая стенка 222 и вторая стенка 224 трубы 202 могут быть удалены, как показано стрелкой В, от слоя 204 минерального отложения. Соответственно, как показано на фиг. 1-3, продольные разрезы 206 выполнены, по существу, касательными к границе 210 раздела между трубой 202 и слоем 204 минерального отложения, обеспечивая удаление слоя 204 минерального отложения из трубы 202. Фиг. 4 показывает другой вариант осуществления способа отделения отложения из трубы или трубчатого изделия. В этом варианте осуществления два продольных разреза 207, 208 выполнены в трубе 202. Продольные разрезы 207, 208 могут быть выполнены так, что каждый продольный разрез 207, 208 является, по существу, касательным к внутренней поверхности трубы 202. Соответственно, продольные разрезы 207, 208 являются касательными к границе 210 раздела между слоем 204 минерального отложения и трубой 202. В этом варианте осуществления первый продольный разрез 207 является, по существу,перпендикулярным к второму продольному разрезу 208. В этом варианте осуществления после выполнения двух продольных разрезов 207, 208, первая вырезанная часть 232 и вторая вырезанная часть 234 трубы 202 могут быть удалены. Малая секция 238 и большая секция 236 из трубы 202 могут быть удалены от слоя 204 минерального отложения. Фиг. 5 и 6 показывают другой вариант осуществления способа отделения отложения из трубы или трубчатого изделия. В этом варианте осуществления два продольных разреза 511, 513 выполнены в трубе 502. Продольные разрезы 511, 513 могут быть сделаны так, что каждый продольный разрез 511, 513, по существу, перпендикулярен к внешней поверхности трубы 502. Глубина каждого продольного разреза 511, 513 ограничена приблизительно толщиной T трубы 502, при этом значительно не разрезая слой 504 минерального отложения. В этом варианте осуществления, после выполнения двух продольных разрезов 511, 513, первая половина 530 и вторая половина 532 трубы 502 могут быть удалены от слоя минерального отложения 504. Продольные разрезы 206 (фиг. 1), 207, 208 (фиг. 4) по длине трубы могут быть выполнены любым известным способом. Например, труба может быть разрезана фрезерной резкой, плазменной резкой, лазерной резкой, резкой струей воды сверхвысокого давления и ацетилено-кислородной резкой. Кроме того, любому специалисту в данной области техники будет ясно, что могут использоваться другие способы выполнения продольных разрезов трубы. В одном варианте осуществления способ резки может быть автоматизирован, таким образом снижая риски, связанные с персоналом, соприкасающимся с радиоактивным минеральным отложением. В другом варианте осуществления режущий инструмент, например многошпиндельное устройство, может использоваться для разрезания нескольких трубопроводов или труб одновременно. В другом варианте осуществления процесс резки труб и удаления минерального отложения из труб может быть выполнен под водой, таким образом обеспечивая наивысшие уровни охраны труда, здоровья, стандартов окружающей среды.-3 010563 В одном варианте осуществления слой минерального отложения 204, 504 представляет собой в основном твердое тело, образующее цилиндр из минерального отложения. Таким образом, как показано на фиг. 1-3, когда продольные разрезы 206 выполнены вдоль трубы 202, первая и вторая вырезанные части 212, 214 и первые и вторые стенки 222, 224 трубы 202 могут быть отделены от цилиндра минерального отложения. Минеральное отложение затем может быть собрано и утилизировано безопасным способом. Однако в другом варианте осуществления слой 204 минерального отложения может представлять собой в основном не твердое тело. В этом варианте осуществления минеральное отложение может остаться на внутреннем диаметре трубы 202. Минеральное отложение затем может быть удалено из трубы 202 после ее разрезания в продольном направлении другими механическими или химическими средствами, как описано ниже в отношении оставшегося минерального отложения. В одном варианте осуществления, когда секции, например первая и вторая вырезанные части 212,214 (фиг. 2) трубы 202, удалены от слоя 204 минерального отложения, отрезанные секции трубы 202 могут быть незагрязненными. Таким образом, отрезанные секции трубы 202, удаленные от слоя 204 минерального отложения, не содержат никакого оставшегося минерального отложения на поверхности трубы 202. В другом варианте осуществления, когда секции, например первая и вторая вырезанные части 212,214 трубы 202 удалены от слоя 204 минерального отложения, отрезанные секции 202 могут содержать некоторое оставшееся количество минерального отложения на своей поверхности. В этом случае оставшееся количество минерального отложения может быть без труда удалено из секций трубы 202 благодаря возможности доступа к внутренним поверхностям каждой секции трубы 202. Оставшееся на поверхности секций трубы 202 минеральное отложение может быть удалено физическими или химическими средствами или комбинацией обоих, известными в технологии. Например, оставшееся минеральное отложение может быть удалено из секции трубы 202 фрезерованием, очисткой поверхности напорной водяной струей высокого давления, пескоструйной очисткой, криогенным погружением и/или хелатирующими агентами и растворителями. Как только секции трубы 202 были осмотрены, для того чтобы убедиться, что каждая секция является не загрязненной, секции трубы 202 можно утилизировать. Предпочтительно варианты осуществления, раскрытые в этом изобретении, могут обеспечить способ удаления минерального отложения из трубопровода или трубы быстрым и безопасным способом. Варианты осуществления, раскрытые в этом изобретении, могут предпочтительно обеспечить способ автоматизированного удаления минерального отложения из трубопровода, который может снизить угрозу для здоровья обслуживающего персонала. Варианты осуществления, раскрытые в изобретении, могут предпочтительно обеспечить способ отделения минерального отложения от множества труб или трубопроводов одновременно. Варианты осуществления, раскрытые в изобретении, могут предпочтительно обеспечить способ получения более свободного доступа к слою минерального отложения, накопленного на внутреннем диаметре трубопровода. Варианты осуществления, раскрытые в изобретении, могут предпочтительно сохранить минеральное отложение неповрежденным, таким образом снижая радиоактивную пыль или аэрозоль во время операции удаления отложения. Несмотря на то, что изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов осуществления, специалистам в данной области техники, имеющим выгоду от раскрытия этого изобретения, ясно, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, которые не отступают от объема изобретения, раскрытого в данном описании. Соответственно, объем изобретения должен быть ограничен только приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающий создание первого продольного разреза по длине лифтовой трубы, создание второго продольного разреза по длине лифтовой трубы и удаление множества секций лифтовой трубы, которые ограничены первыми и вторыми продольными разрезами. 2. Способ по п.1, в котором первый и второй продольные разрезы, по существу, перпендикулярны к внешней поверхности лифтовой трубы. 3. Способ по п.2, в котором глубина первого и второго продольных разрезов, по существу, равна толщине лифтовой трубы. 4. Способ по п.1, в котором первый и второй продольные разрезы являются касательными к внутреннему диаметру лифтовой трубы. 5. Способ по п.4, в котором первый продольный разрез параллелен второму продольному разрезу. 6. Способ по п.4, в котором первый продольный разрез перпендикулярен к второму продольному разрезу. 7. Способ по п.1, в котором создание первого продольного разреза и создание второго продольного разреза выбрано из группы, состоящей из плазменной резки, лазерной резки, резки струей воды сверхвысокого давления и ацетилено-кислородной резки. 8. Способ удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающий создание первого продольного разреза, касательного к внутреннему диаметру лифтовой трубы, создание второго продоль-4 010563 ного разреза, касательного к внутреннему диаметру лифтовой трубы, и удаление множества секций лифтовой трубы, которые ограничены первыми и вторыми продольными разрезами. 9. Способ по п.8, в котором первый продольный разрез параллелен второму продольному разрезу. 10. Способ по п.8, в котором первый продольный разрез перпендикулярен к второму продольному разрезу. 11. Способ по п.8, в котором создание первого продольного разреза и создание второго продольного разреза выбрано из группы, состоящей из фрезерной резки, плазменной резки, лазерной резки, резки струей воды сверхвысокого давления и ацетилено-кислородной резки. 12. Способ по п.8, дополнительно содержащий удаление оставшегося минерального отложения с поверхности по меньшей мере одной из секций лифтовой трубы. 13. Способ по п.12, в котором удаление оставшихся минеральных отложений выбрано из группы,состоящей из фрезерования, очистки поверхности напорной водяной струей высокого давления, пескоструйной очистки, криогенного погружения, хелатирующих агентов и химических растворителей. 14. Способ удаления минерального отложения из лифтовой трубы, включающий создание по меньшей мере одного разреза по длине лифтовой трубы и отделение отрезанной лифтовой трубы от минерального отложения. 15. Способ по п.14, в котором создание по меньшей мере одного разреза включает создание двух,по существу, параллельных разрезов, по существу, касательных к внутреннему диаметру лифтовой трубы. 16. Способ по п.14, в котором создание по меньшей мере одного разреза включает создание двух,по существу, перпендикулярных разрезов, по существу, касательных к внутреннему диаметру лифтовой трубы. 17. Способ по п.14, в котором создание по меньшей мере одного разреза выбрано из группы, состоящей из фрезерной резки, плазменной резки, лазерной резки, резки струей воды сверхвысокого давления и ацетилено-кислородной резки. 18. Способ по п.14, дополнительно содержащий удаление оставшегося минерального отложения с поверхности по меньшей мере одной из секций лифтовой трубы. 19. Способ по п.18, в котором удаление оставшихся минеральных отложений выбрано из группы,состоящей из фрезерования, очистки поверхности напорной водяной струей высокого давления, пескоструйной очистки, криогенного погружения, хелатирующих агентов и химических растворителей.