Способ подбора нефтепромыслового реагента для технологий добычи
METHOD FOR SELECTING AN OILFIELD REAGENT FOR PRODUCTION PRACTICE

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в целях оптимального выбора реагента из ряда доступных для обеспечения эффективности технологий добычи, транспортировки, подготовки нефти и газа, поддержания пластового давления.
На рынке представлен значительный перечень нефтепромысловых химических реагентов (далее реагентов), достигающий десятки торговых марок и принадлежащих к одному классу по целевому назначению. Техническая документация производителей не содержит индивидуального для каждой торговой марки реагента набора физико-химических параметров, позволяющих корректно и обоснованно выбрать один из них для замены базового реагента.
Из уровня техники известны решения для подбора и выбора реагента для нефтепромыслового объекта с помощью процедур лабораторных и опытно-промысловых испытаний.
Известен способ подбора реагентов для объекта промыслового применения путем опытно-промысловых испытаний по определению технологических свойств отдельных образцов реагентов на нефтепромысловых объектах с последующим сравнением полученных результатов [Ткачева Т.А., Огурцов Н.Н., Щепин А.С., Журавлева Д.В. Испытания эффективности нейтрализаторов серосодержащих соединений в нефтях // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8, № 3. С. 86-92]. Выбор реагента осуществляет отбором образца, показавшего лучшие результаты на нефтепромысловых объектах.
Основными недостатками указанного способа являются:
- высокая трудоемкость проведения опытно-промысловых испытаний при расширении выборки образцов реагентов,
- большие материальные затраты на опытно-промысловые партии реагентов, добываемую нефть и рабочего времени для перевода нефтепромыслового объекта испытаний с одного реагента на следующий,
- риски срыва технологического режима работы нефтепромыслового объекта при проведении опытно-промысловых испытаний,
- ограниченность выборки образцов реагентов, использованных для опытно-промысловых испытаний.
Известен способ подбора реагентов для нового промыслового объекта путем выбора действующего промыслового объекта-аналога, где уже испытаны и используются эффективные нефтепромысловые реагенты и тиражирования этих реагентов на новый промысловый объект [Черепанов С.С., Балдина Т.Р., Распопов А.В., Казанцев А.С., Чалин С.А., Кондратьев С.А., Якимова Т.С., Жигалов В.А., Глазырин С.Н., Кукушкина О.Б., Кашин М.И., Мокрушин А.А., Шипилов А.И., Турбаков М.С. Результаты промышленного тиражирования технологий кислотных обработок с применением отклоняющих систем на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2019. № 6. С.19-28]. Основными недостатками указанного способа являются:
- отсутствие гарантии в выборе эффективного реагента для нового объекта по причине сложности отбора критически важных параметров работы нефтепромысловых объектов, неполного совпадения или отсутствия информации по критически важным физико-химическим параметрам обрабатываемых сред, термобарическим условиям эксплуатации нового нефтепромыслового объекта и действующего промыслового объекта-аналога,
- риск не достижения заданных параметров качества работы промыслового объекта и, как следствие, значительный потенциальный ущерб при срыве или ухудшении качества работы нового промыслового объекта с неправильно выбранным реагентом,
- ограниченность выборки промысловых объектов-аналогов.
Известен способ подбора реагентов для промыслового объекта путем лабораторных исследований по определению физико-химических и технологических свойств отдельных образцов реагентов с последующим сравнением полученных результатов [изобретение RU 2698345, опубл. 26.08.2019; изобретение RU 2687717, опубл. 15.05.019], например, присвоением численного балла рейтинга каждому реагенту в каждом эксперименте [Положение ПАО НК «Роснефть» № П1-01.05 Р-0339 «Применение химических реагентов на объектах добычи углеводородного сырья Компании», версия 2.00. - 2019]. Выбор оптимального реагента осуществляет по наибольшей сумме баллов.
Для подбора реагентов способом лабораторных исследований также предложена вариация в виде оценки отрицательного влияния химических реагентов на смежные технологии подготовки нефти [изобретение RU 2654348, опубл. 17.05.2018] вследствие способности реагентов способствовать формированию нежелательных устойчивых водонефтяных эмульсий.
Основными недостатками указанного способа являются:
- сложность выбора критически важных термобарических и физико-химических параметров работы нефтепромысловых объектов, неполного совпадения или отсутствия информации по критически важным физико-химическим параметрам перекачиваемых сред и термобарическим условиям эксплуатации нового нефтепромыслового объекта,
- сложность моделирования в лаборатории реальных термобарических и физико-химических параметров и режима эксплуатации нефтепромыслового объекта,
- высокая трудоемкость проведения лабораторных исследований при расширении выборки образцов реагентов,
- ограниченность выборки образцов реагентов, использованных для лабораторных исследований.
Известен двухстадийный способ подбора реагентов для промыслового объекта, в котором сначала проводятся лабораторные исследования по определению физико-химических и технологических свойств отдельных образцов реагентов, отбор лучших образцов, а затем опытно-промысловые испытания по определению технологических свойств отдельных образцов реагентов на реальных нефтепромысловых объектах [Стандарт ОАО «Башнефть» СТ-07.1-00-00-02 «Порядок проведения лабораторных и опытно-промысловых испытаний химических реагентов для применения в процессах добычи и подготовки нефти и газа», 2013]. Выбор оптимального реагента осуществляется по лучшим результатам опытно-промысловых испытаний в реальных условиях промышленного применения.
Основными недостатками указанного способа являются:
- высокая трудоемкость проведения лабораторных и опытно-промысловых испытаний при расширении выборки образцов реагентов,
- большие материальные затраты на опытно-промысловые партии реагентов и рабочего времени для перевода нефтепромыслового объекта испытаний с одного реагента на следующий,
- ограниченность выборки образцов реагентов, использованных для лабораторных и опытно-промысловых испытаний.
В изобретении RU 2542017, опубл. 20.02.2015, описан способ оценки и подбора эффективных растворителей отложений парафинового типа, в котором для повышения точности оценки эффективности растворителей определяют температуру плавления парафина до и после обработки различными растворителями методом дифференциальной сканирующей калориметрии и оценивают эффективность растворителей отложений. Авторы констатируют, что растворимость парафина будет более высокой в том растворителе, где температура его плавления после обработки будет минимальной.
Основными недостатками указанного способа являются:
- ограниченность области применимости метода только на растворители для удаления и предупреждения асфальтосмолопарафиновых отложений,
- ограниченность области применимости метода только на месторождения с нефтями, склонными к отложениям асфальтосмолопарафиновых веществ,
- отсутствие данных по значимой связи между температурой плавления остаточного парафина и интенсивностью асфальтосмолопарафиновых отложений.
Наиболее близким к предлагаемому решению является «Способ подбора потенциально эффективных реагентов для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений» [Изобретение RU 2186202, опубл. 27.07.2002], в котором предложен инструментальный подход повышения точности подбора потенциально эффективных реагентов для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений на данном месторождении, учитывающий диэлектрические характеристики реагента и нефти.
7
9
тн
тр
1н
2н
1p
2p
Для реализации способа воздействуют электромагнитным полем на нефть и на реагенты для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений. Измеряют диэлектрические характеристики пластовой нефти в диапазоне частот 10-10Гц при термобарических условиях месторождения. Определяют частоты f, f, соответствующие максимальным значениям тангенса угла диэлектрических потерь для нефти и реагента, и частоты f, f, f, fиз следующего выражения:
1н
2н
ТН
tgδ(f, f) = 0.7tgδ,
2р
1р
ТР
tgδ(f, f) = 0.7tgδ,
где
н
tgδ- тангенс угла диэлектрических потерь для нефти;
ТН
tgδ- максимальное значение тангенса угла диэлектрических потерь для нефти;
p
tgδ- тангенс угла диэлектрических потерь для реагента,
ТР
tgδ- максимальное значение тангенса угла диэлектрических потерь для реагента;
1н
2н
н
ТН
f, f - частоты электромагнитного поля, при котором tgδ = 0,7tg δ;
1p
2p
p
ТР
f, f- частоты электромагнитного поля, при котором tgδ = 0,7tg δ.
тр
1p
2p
2н
1н
Затем подбирают потенциально эффективные реагенты для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений из условия, что по крайней мере одна из частот реагентов f, f, fнаходится в интервале [f-f] для нефти.
Основными недостатками указанного способа являются:
- ограничение области применимости метода только регентами для удаления и предупреждения смолопарафиновых отложений,
- ограничение области применимости метода только месторождениями с нефтями, склонными к отложениям смолопарафиновых веществ,
- разнонаправленное влияние различных составных компонентов на суммарную диэлектрическую проницаемость растворителя,
- отсутствие связи между тангенсом угла диэлектрических потерь нефти и ее склонностью к отложениям неполярных парафинов.
Задачей изобретения является разработка способа подбора нефтепромыслового реагента для технологий добычи, транспортировки, подготовки нефти и газа, поддержания пластового давления, который позволяет учесть уникальные условия эксплуатации промыслового объекта за счет использования в процедуре подбора в качестве базового одного из реагентов, применяемых на промысловом объекте с зафиксированной регламентной эффективностью, сократить или избежать длительные процедуры лабораторных исследований и опытно-промысловых испытаний, обеспечить широкий охват выборки торговых марок реагентов за счет регистрации и количественного сравнения оцифрованных индивидуальных
параметров базового и ряда альтернативных реагентов, характеризующих компонентный состав этих реагентов, выбором реагента, наиболее близкого к базовому по компонентному составу. Предлагаемый способ универсален по характеру месторождения и нефти и, соответственно, по характеру необходимого реагента.
В качестве индивидуальных параметров реагентов, характеризующих их компонентный состав, используются параметры спектров комбинационного рассеяния (КР) или параметры спектров поглощения в инфракрасной (ИК) области.
Поставленная задача решается тем, что предлагается способ подбора нефтепромыслового реагента для технологий добычи, в котором реагент для замены базового реагента, используемого в технологии добычи, подбирают методом сравнения индивидуальных параметров ряда альтернативных реагентов с аналогичными параметрами базового реагента, причем в качестве индивидуальных параметров используют величины сигнала детектора и волновое число рамановского сдвига линий в спектрах комбинационного рассеяния базового и альтернативных реагентов или величины сигнала детектора и волновое число линий спектров поглощения в инфракрасной области базового и альтернативных реагентов, выбирают из числа альтернативных реагентов реагент, имеющий наиболее схожие относительно базового реагента индивидуальные параметры, схожесть индивидуальных параметров базового и альтернативных реагентов определяют количественно по величине коэффициентов линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе в спектрах для каждой пары одного из альтернативных реагентов и базового реагента, для замены базового выбирают реагент с наибольшим значением коэффициента линейной корреляции Пирсона, но не менее 0,7.
Таким образом, оцифровка спектров заключается в численной регистрации величины сигнала детектора ИК-спектрометра, КР-спектрометра и волнового числа сигнала.
Оцифрованные индивидуальные параметры альтернативных реагентов используются для количественного выбора одного или нескольких из них; выбираются реагенты с наибольшей количественной степенью схожести их оцифрованных индивидуальных параметров с оцифрованными индивидуальными параметрами базового реагента по одному из известных математических алгоритмов, например, с помощью коэффициента линейной корреляции Пирсона (R) по формуле (1) [Основы теории статистики/В.В.Полякова, Н.В.Шаброва; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. - 2-е изд., испр. и доп. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. - 148 с]:
(1)
v
где SB - среднее значение сигнала детектора по выборке SB,
v
SА - среднее значение сигнала детектора по выборке SА.
v
v
По формуле (1) рассчитываются коэффициенты линейной корреляции Пирсона (R) сигналов детектора при одинаковом волновом числе в спектрах (v) для каждой пары одного из альтернативных реагентов (SA) и базового реагента (SB). Расчет повторяют для всех альтернативных реагентов, обеспечивая максимальную выборку и охват всех доступных торговых марок.
Для замены базового выбираются реагенты с наибольшими значениями коэффициента линейной корреляции Пирсона, но не менее 0,7.
Заявителю известно изобретение RU 2770161 (опубл. 14.04.2022) - cпособ определения подлинности нефтепромысловых химических реагентов, в котором сравнивают спектр комбинационного рассеяния (КР) определяемого на подлинность тестового реагента со спектром КР подлинного реагента, причем используют линейчатые спектры комбинационного рассеяния колебательных и вращательных переходов молекул веществ, входящих в состав нефтепромысловых реагентов после поглощения излучения источника возбуждения и рассеяния квантов света с длиной волны более 750 нм. Сравнивают численные характеристики КР-спектров тестового и подлинного нефтепромыслового химического реагента: положения максимумов полос в КР-спектре по значению волнового числа полос комбинационного рассеяния и величины интенсивностей этих полос. КР-спектры сравнивают количественно:
- строят график, по оси ординат которого отложены величины сигнала в КР-спектре тестового реагента, а по оси абсцисс - величины сигнала в КР-спектре подлинного реагента при том же значении волнового числа (романовского сдвига);
2
2
- рассчитывают коэффициент корреляции (R) и тангенс угла наклона графика, при этом критериями совпадения спектров являются коэффициент корреляции (R) и тангенс угла наклона графика.
Однако в заявляемой совокупности признаков оцифровка спектров КР позволяет решить новую задачу - задачу подбора реагента из целого ряда альтернативных, в том числе не являющихся химическими аналогами базового реагента; в то же время RU 2770161 распространяется только на реагенты, являющиеся химическими аналогами. Поэтому заявляемая совокупность признаков способа подбора реагента, по мнению заявителя, соответствует критерию изобретательского уровня.
(Кроме того, в отличие от RU 2770161, альтернатива использования в предлагаемом способе ИК-спектроскопии позволяет выбирать в том числе реагенты с флуоресцирующими компонентами и реагенты с компонентами, не имеющими полос испускания в спектрах комбинационного рассеяния).
Предлагаемый способ подбора реагента осуществляется следующей последовательностью операций.
1. Снятие спектров поглощения в инфракрасной области базового и альтернативных реагентов или спектров комбинационного рассеяния базового и альтернативных реагентов.
2. Регистрация величины сигнала детектора и волнового числа рамановского сдвига линий в спектрах комбинационного рассеяния базового и альтернативных реагентов или величины сигнала детектора и волнового числа линий спектров поглощения в инфракрасной области базового и альтернативных реагентов.
v
v
3. Расчет по формуле (1) коэффициентов линейной корреляции Пирсона (R) сигналов детектора при одинаковом волновом числе в спектрах (v) для каждой пары одного из альтернативных реагентов (SA) и базового реагента (SB). Расчет повторяют для всех альтернативных реагентов, обеспечивая максимальную выборку и охват всех доступных торговых марок.
4. Выбор для замены базового реагентов с наибольшими значениями коэффициента линейной корреляции Пирсона R, но не менее 0,7.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Подбор реагента класса деэмульгатор.
Для регистрации спектров комбинационного рассеяния применялся прибор OPTEC-785L Ram, условия регистрации спектров: длина волны лазера возбуждения 785 нм.
Зарегистрированы спектры комбинационного рассеяния в графическом (Фигура 1) и оцифрованном виде базового деэмульгатора торговой марки DECLEAVE R-1558 и ряда альтернативных нефтепромысловых реагентов класса деэмульгаторы.
По формуле (1) рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе для каждой пары одного из альтернативных деэмульгаторов и базового деэмульгатора (Таблица 1).
Таблица 1. Коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора для альтернативных деэмульгаторов и базового деэмульгатора DECLEAVE R-1558
Реагент деэмульгатор
Коэффициенты линейной корреляции c базовым реагентом (R)
Химтехно 118
0.982
ФЛЭК-Д-032
0.991
ХИМТЕХНО-505 м.Д
0.983
Decleave м. R-1412
0.981
Химтехно 505 D
0.984
ФЛЭК-Д-011
0.992
ФЛЭК-Д-012М
0.990
DECLEAVE R-1558 (базовый)
1.000
А именно:
Для пары Химтехно 118 - DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.982.
Для пары ФЛЭК-Д-032- DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.991.
Для пары ХИМТЕХНО-505 м.Д - DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.983.
Для пары Decleave м. R-1412- DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.981.
Для пары Химтехно 505 D - DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.984.
Для пары ФЛЭК-Д-011- DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.992.
Для пары ФЛЭК-Д-012М - DECLEAVE R-1558 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.990.
Из ряда альтернативных деэмульгаторов выбраны два реагента с наибольшими значениями коэффициента линейной корреляции Пирсона (Таблица 1), но не менее 0,7: деэмульгаторы марки ФЛЭК-Д-032 (R = 0.991) и ФЛЭК-Д-011 (R = 0.992).
Пример 2. Подбор реагента класса ингибитор солеотложений.
Для регистрации спектров комбинационного рассеяния применялся прибор OPTEC-785L Ram, условия регистрации спектров: длина волны лазера возбуждения 785 нм.
Зарегистрированы спектры комбинационного рассеяния в графическом (Фигура 2) и оцифрованном виде базового ингибитора солеотложений торговой марки НОВИСОЛ и ряда альтернативных нефтепромысловых реагентов класса ингибитор солеотложений.
По формуле (1) рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе для каждой пары одного из альтернативных ингибиторов солеотложений и базового ингибитора солеотложений (Таблица 2).
Таблица 2. Коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора для альтернативных и базового ингибитора солеотложений
Реагент ингибитор солеотложений
Коэффициенты линейной корреляции c базовым реагентом (R)
Пральт-31 марки Б2
0.992
Ипроден С-3 марка А (партия 1)
0.996
Акватек 530 5
0.954
Ипроден С-3 марка А (партия 2)
0.996
Новисол (базовый)
1.000
Для пары Пральт-31 марки Б2 - Новисол коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.992.
Для пары Ипроден С-3 марка А (партия 1) - Новисол коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.996.
Для пары Акватек 530 5 - Новисол коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.954.
Для пары Ипроден С-3 марка А (партия 2) - Новисол коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.996.
Из ряда альтернативных ингибиторов солеотложений выбран реагент с наибольшим значением коэффициента линейной корреляции Пирсона (Таблица 2), но не менее 0,7: ингибитор солеотложений Ипроден С-3 марка А (партия 1 или 2) (R = 0.996).
Пример 3. Подбор реагента класса ингибитор коррозии.
Для регистрации спектров комбинационного рассеяния применялся прибор OPTEC-785L Ram, условия регистрации спектров: длина волны лазера возбуждения 785 нм.
Зарегистрированы спектры комбинационного рассеяния в графическом (Фигура 3) и оцифрованном виде базового ингибитора коррозии торговой марки АЗОЛ 5043 и ряда альтернативных нефтепромысловых реагентов класса ингибитор коррозии.
По формуле (1) рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе для каждой пары одного из альтернативных ингибиторов коррозии и базового ингибитора коррозии (Таблица 3).
Таблица 3. Коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора для альтернативных и базового ингибитора коррозии
Реагент ингибитор коррозии
Коэффициенты линейной корреляции c базовым реагентом (R)
СНПХ-6418А
0.954
Азол 5045 марка В
0.970
CORTON KRN-264W
0.946
Акватек-515М
0,911
Азол-5043 (базовый)
1,000
Для пары СНПХ-6418А - Азол-5043 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.954.
Для пары Азол 5045 марка В - Азол-5043 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.970.
Для пары CORTON KRN-264W - Азол-5043 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.946.
Для пары Акватек-515М - Азол-5043 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.911.
Из ряда альтернативных ингибиторов коррозии выбран реагент с наибольшим значением коэффициента линейной корреляции Пирсона (Таблица 3), но не менее 0,7: ингибитор коррозии Азол 5045 марка В (R = 0.970).
Пример 4. Подбор реагента класса растворитель асфальтенов-смол-парафинов (АСПО).
Для регистрации спектров комбинационного рассеяния применялся прибор BRAVO, длина волны лазера возбуждения 785 и 835 нм.
Зарегистрированы спектры комбинационного рассеяния в графическом (Фигура 4) и оцифрованном виде базового растворителя АСПО торговой марки Dewaxol 7604 и ряда альтернативных нефтепромысловых реагентов класса растворитель АСПО.
По формуле (1) рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе для каждой пары одного из альтернативных растворителей АСПО и базового растворителя АСПО (Таблица 4).
Таблица 4. Коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора для альтернативных и базового растворителей АСПО
Реагент растворитель АСПО
Коэффициенты линейной корреляции c базовым реагентом (R)
Пральт НК-3
0.802
Dewaxol 7604
1.000
ИТПС-010 Б
0.499
Флек Р016
0.943
РКДмФ
0.038
РТС-2
0.547
Азол 4020 А
0.627
Эфрил 317Д
0.701
Для пары Пральт НК-3 - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.802.
Для пары ИТПС-010 Б - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.499.
Для пары Флек Р016- Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.943.
Для пары РКДмФ - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.038.
Для пары РТС-2 - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.547.
Для пары Азол 4020 А - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.627.
Для пары Эфрил 317Д - Dewaxol 7604 коэффициент линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе равен 0.701.
Из ряда альтернативных растворителей АСПО выбраны два реагента с наибольшими значениями коэффициента линейной корреляции Пирсона (Таблица 4), но не менее 0,7: растворитель АСПО марки Пральт НК-3 (R = 0.802) и растворитель АСПО марки Флек Р016 (R = 0.943).
Пример 5. Подбор реагента класса ингибитор коррозии по ИК-спектрам.
-1
-1
Для регистрации ИК-спектров применялся прибор ИК-спектрометр марки Cary 630 FTIR c Фурье преобразователем, производства компании Agilent Technologies. Условия регистрации спектров: спектральный диапазон 450-4000 см, спектральное разрешение 4 см.
Зарегистрированы спектры поглощения в инфракрасной области в графическом (Фигура 5) и оцифрованном виде ряда нефтепромысловых реагентов класса ингибитор коррозии.
По формуле (1) рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора при одинаковом волновом числе для каждой пары одного из альтернативных ингибиторов коррозии и одного поочередно выбираемого базового ингибитора коррозии (Таблица 5).
Таблица 5. Коэффициенты линейной корреляции Пирсона сигналов детектора в ИК-спектрах для альтернативных и базового ингибитора коррозии
Альтернативные ингибиторы коррозии
Коэффициенты линейной корреляции (R) для базового ингибитора коррозии марки
Кормастер 1035
Сонкор 9011М
Сонкор 9020А
Азол 5047 м.В
ТН-ИК-8
AS-CО
Кобра Б
Напор 1010Б
0.748
0.731
0.707
0.752
0.751
0.688
0.906
ИТПС-508А
0.787
0.711
0.668
0.772
0.802
0.675
0.834
Кормастер 1035
1.000
0.963
0.928
0.993
0.978
0.940
0.748
AS-CО
0.940
0.985
0.990
0.932
0.931
1.000
0.669
Кобра Б
0.748
0.705
0.676
0.738
0.762
0.669
1.000
ТН-ИК-8
0.978
0.955
0.923
0.971
1.000
0.931
0.762
Сонкор 9011М
0.963
1.000
0.990
0.966
0.955
0.985
0.705
Сонкор 9020А
0.928
0.990
1.000
0.930
0.923
0.990
0.676
Азол 5047 м.В
0.993
0.966
0.930
1.000
0.971
0.932
0.738
Для замены каждого варианта базового ингибитора коррозии выбраны реагенты (Таблица 5) с наибольшими значениями коэффициента линейной корреляции Пирсона, но не менее 0,7:
- для Кормастер 1035 - ТН-ИК-8 (R = 0.978) и Азол 5047 м.В (R = 0.993),
- для Сонкор 9011М - AS-CО (R = 0.985) и Сонкор 9020А (R = 0.990),
- для Сонкор 9020А - Сонкор 9011М (R = 0.990) и AS-CО (R = 0.990),
- для Азол 5047 м.В - Кормастер 1035 (R = 0.993) и ТН-ИК-8 (R = 0.971),
- для ТН-ИК-8 - Кормастер 1035 (R = 0.978) и Азол 5047 м.В (R = 0.971),
- для AS-CО - Сонкор 9011М (R = 0.985) и Сонкор 9020А (R = 0.990),
- для Кобра Б - Напор 1010Б (R = 0.906).
Эффективность предлагаемого способа подбора реагента взамен базового подтвердилась лабораторными исследованиями (Таблицы 6,7).
В частности, работоспособность предложенного способа подбора реагента для замены базового подтверждается результатами лабораторных исследований растворяющей способности растворителей по отношению к асфальтено-смоло-парафиновым отложениям (Таблица 6).
Таблица 6. Результаты лабораторных испытаний растворителей асфальтено-смоло-парафиновых отложений
Марка растворителя
Показатель эффективности растворителя
Моющая способность, %
Диспергирующая способность, %
Растворяющая способность, %
Удельная емкость, кг/м<sup>3</sup>
Пральт НК-3
57,1±9,1
30,2
26,9
51
Dewaxol 7604
99,3±15,9
74,1
25,2
86
Флек Р016
95,6±15,3
54,2
41,4
73
РКДмФ
2,6±0,4
1,2
1,4
3
РТС-2
27,4±4,4
12,3
15,1
27
Работоспособность предложенного способа подбора реагента для замены базового подтверждается результатами лабораторных исследований защитного эффекта ингибиторов коррозии [Эффективность промышленно применяемых ингибиторов коррозии в Западно-Сибирском регионе и результаты лабораторного тестирования Сивоконь И.С., Андреев Н.Н. Коррозия Территории Нефтегаз. 2013. № 3 (26). С. 14-17.] на коррозионно-активных средах (Таблица 7).
Таблица 7. Результаты лабораторных испытаний ингибиторов коррозии в лаборатории коррозии «НижневартовскНИПИнефть»
Марка ингибитора
Защитное действие при дозировке 20 г/т, %
Модельный раствор
Система «Нефть-Вода»
Сонкор 9011М
96,1±0.4
97,4±0,4
Сонкор 9920А
96,1±0,4
95,4±0,6
Кормастер 1035
95,7±0,25
94,2±0,4
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет подобрать одну или несколько торговых марок нефтепромыслового реагента любого назначения для замены любого из нескольких базовых реагентов, за счет выбора реагента, наиболее близкого к базовому по компонентному составу, благодаря регистрации и количественному сравнению оцифрованных индивидуальных параметров базового и ряда альтернативных реагентов. Предлагаемый способ исключает необходимость дополнительных лабораторных исследований или промысловых испытаний. Предлагаемый способ универсален по характеру месторождения и нефти и, соответственно, по характеру необходимого реагента.