СПОСОБ ОЦЕНКИ И ПОДБОРА ЭФФЕКТИВНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ОТЛОЖЕНИЙ ПАРАФИНОВОГО ТИПА
METHOD FOR ASSESSMENT AND SELECTION OF EFFECTIVE SOLVENTS FOR DEPOSITS OF PARAFFIN TYPE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при выборе эффективных растворителей для удаления отложений парафина, образующихся в призабойной зоне пласта, а также на поверхностях технологического оборудования, используемого при добыче, транспортировке и хранении нефти. Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки эффективности реагентов для удаления парафиновых отложений, которая учитывает их температуры плавления после обработки различными углеводородными растворителями.
Уровень техники
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам оценки эффективности растворителей для удаления отложений парафина химическими методами.
Проблема борьбы с формированием асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на нефтяных промыслах мира решается, главным образом, применением тепловых и химических методов. Однако необходимость систематического проведения тепловых обработок для удаления АСПО на большом числе скважин приводит к значительным материальным затратам. Поэтому пока считаются наиболее перспективными, универсальными и рентабельными химические методы. Сущность химических методов удаления отложений заключается в предварительном их разрушении или растворении с последующим удалением. Методы направленного подбора и оценки эффективностей растворителей АСПО достаточно хорошо изучены и изложены в (1. Каменщиков Ф.А. Удаление асфальтосмолопарафиновых отложений растворителями. - М. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». Ижевский институт компьютерных исследований, 2008. - 384 с.; 2. В.Н. Глущенко, М.А. Силин, Ю.Г. Герин. Нефтепромысловая химия: Изд. В 5-ти т. - Т.5. - Предупреждение и устранение асфальтеносмолопарафиновых отложений. - М.: Интерконтакт Наука, 2009. - 475 с.). В приведенных работах установлено, что основным критерием для выбора растворителя отложений является тип АСПО. В зависимости от того, какие компоненты содержатся в АСПО в высоких концентрациях, АСПО могут быть парафинового, асфальтенового и смешанного типов. Считается, что эффективными растворителями парафинового АСПО являются низкокипящие алифатические углеводороды (УВ), такие как пентан, гексан и гептан (3. Исследование свойств асфальтосмолопарафиновых отложений и разработка мероприятий по их удалению из нефтепромысловых коллекторов / В.В. Рагулин, Е.Ф. Смолянец, А.Г. Михайлов и др. // Нефтепромысловое дело, 2001. - №5. - С.33-36.), а для удаления АСПО асфальтенового типа используют растворители на основе ароматических УВ (4. Опыт восстановления и регулирования производительности добывающих и нагнетательных скважин / Н.И. Хисамутдинов, Г.З. Ибрагимов, Н.И. Кобяков и др. // Обзор. Информация, сер. «Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений». - М.: ВНИИОЭНГ, 1990. - 52 с.). Однако, используя реагенты, подобранные только исходя из типа АСПО, на промыслах не всегда удается добиться положительных результатов. Мы считаем, что одной из основных причиной неудач является то, что подбор и оценка эффективности реагентов для удаления отложений парафина осуществляется без учета изменения их температуры плавления после обработки различными реагентами, тогда как растворимость парафина напрямую зависит от его температуры плавления. Чем выше температура плавления парафина, тем его растворимость будет ниже.
Исходя из вышесказанного техническим результатом изобретения является повышение точности оценки эффективности и целесообразности применения различных реагентов для удаления парафиновых отложений, которое учитывает не только тип отложений, но и их температуры плавления после обработки различными растворителями.
Данное изобретение принимаем за прототип.
Осуществление изобретения
Осуществляется поставленная задача за счет того, что в способе оценки и подбора эффективных растворителей отложений парафинового типа, включающем отбор из нефтяного оборудования образцов АСПО, определение группового состава и типа АСПО, в том случае, если АСПО - парафинового типа, появляется дополнительная процедура, а именно: определение температур плавления парафина до и после их обработки реагентами. Таким образом, последовательность процедур в способе оценки и подбора эффективных растворителей отложений парафинового типа выглядит следующим образом: отбор из нефтяного оборудования образцов АСПО, определение группового состава и типа АСПО, предварительное взвешивание пустых бюксов, приготовление в этих бюксах 10% растворов нефтяного парафина, где в качестве растворителей выступают различные УВ и их композиции, доведение до постоянного веса в сушильном шкафу бюксов с содержимым, и в том случае, если АСПО - парафинового типа, то производится дополнительно определение температур плавления парафина до и после обработки реагентами, сравнение данных испытаний разных растворителей и по полученным температурам плавления оценивают эффективность растворителей.
Достоверная лабораторная оценка эффективности растворителей АСПО необходима для правильного выбора растворителя и повышения эффективности промывки нефтепромыслового оборудования от парафиновых отложений. Существующие способы подбора и оценки эффективности растворителей АСПО недостоверны, т.к. их выбор осуществляется только на основе типа АСПО, без учета изменения температур плавления парафина, а, следовательно, без учета растворимости парафинов, входящих в состав АСПО. В предложенном изобретении решается задача повышения точности оценки эффективности растворителей АСПО парафинового типа.
Задача решается следующим образом.
Из нефтепромыслового оборудования проводят отбор проб АСПО. Адсорбционным методом по Маркуссону определяют их групповой состав и тип отложений (5. Рыбак М.С. Анализ нефти и нефтепродуктов. - М.: ГНТИНГТЛ, 1962. - 888 с.). В случае, если отложения относятся к парафиновому типу, то в предварительно взвешенных бюксах готовят 10% растворы нефтяного парафина марки В2 ГОСТ 23683-89 в различных реагентах. Выбор этого нефтяного парафина основан на том, что он является высокоочищенным, не содержит воды и механических примесей, которые могут исказить экспериментальные результаты. Доводят до постоянного веса бюксы с содержимым в сушильном шкафу. Затем, определяют температуры плавления чистого парафина и парафина после обработки различными УВ методом дифференциальной сканирующей калориметрии на приборе фирмы «NETZSCH» с точностью ±0,1°C. Сравнивают данные испытаний по разным растворителям и по полученным температурам плавления оценивают эффективность растворителей парафина.
Особенностью предложенного способа является определение эффективного растворителя АСПО исходя не только из типа отложений, но и с учетом изменения температур плавления нефтяного парафина, до и после обработок различными УВ. В результате этого при подборе эффективного растворителя парафиновых отложений исключаются погрешности, связанные с выбором реагента только по типу отложений, эффективный растворитель подбирается на основе растворимости парафинов, являющихся составной частью АСПО парафинового типа.
Таким образом, при проведении оценки эффективности растворителя АСПО по данной методике производится учет изменений температур плавления нефтяного парафина, до и после обработки различными реагентами. Следовательно, подбор растворителя осуществляется на основе изменения растворимости парафина в различных УВ, что предопределяет точное определение и оценку эффективности применения растворителей для удаления АСПО парафинового типа.
Пример конкретного выполнения
По предложенному способу подбирают и оценивают эффективный растворитель для АСПО Иреляхского месторождения ГНМ РС(Я) (образцы отобраны с поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ)). Адсорбционным методом по Маркуссону установлено, что исследуемое АСПО относится к парафиновому типу (6. Иванова И.К., Шиц Е.Ю. Использование газового конденсата для борьбы с органическими отложениями в условиях аномально низких пластовых температур // Нефтяное хозяйство, 2009. - №12. - С.99-101), поэтому дальнейшие исследования проводятся на нефтяном парафине марки В2 (ГОСТ 23683-89). В качестве потенциально эффективного растворителя АСПО Иреляхского месторождения по типу отложений выбран н-гексан - низкокипящий алифатический УВ, который считается эффективным при удалении отложений парафинового типа, и модельный композиционный алифатико-ароматический растворитель, состоящий из н-гексана и бензола в соотношении 1:1 (ГБС). В предварительно взвешенных бюксах готовят 10% растворы парафина в гексане и ГБС. Доводят до постоянного веса бюксы с содержимым в сушильном шкафу. Затем, температуры плавления парафина и его моделей измеряют на ДСК фирмы «NETZSCH», на предварительно подобранном и апробированном оптимальном для съемки термограмм режиме - процесс плавления записывают в интервале 20-100°C, скорость нагрева составляет 0,5 К/мин, скорость охлаждения - 0,3 К/мин, точность измерений ±0,1°C. Проводятся не менее трех параллельных измерений. Результаты исследований отражены в табл.1 и на фиг.1.
Из фиг.1 видно, что нефтяной парафин марки В2 состоит из двух фракций с температурами плавления 39,4 и 54,3°C. Установлено, что обработка смесью н-гексана и бензола приводит к снижению температуры плавления парафинов по сравнению с чистым парафином до 35,7 и 53,6°C для каждой фракции, т.е. температура плавления парафина после обработки ГБС уменьшается на 3,7 и 0,7°C соответственно. В результате обработки н-гексаном, как потенциально эффективным растворителем парафиновых отложений, установлена тенденция увеличения температур плавления до 40,1 и 55,4°C соответственно, следовательно, температура плавления увеличивается на 0,7 и 1,1°C для каждой фракции. Растворимость парафина будет высокой в том реагенте, где его температура плавления будет минимальной, следовательно, для удаления АСПО парафинового типа следует использовать алифатико-ароматические реагенты, поскольку температура плавления нефтяного парафина после обработки такими растворителями понижается, следовательно, его растворимость в таких композиционных реагентах будет повышенной по сравнению с алифатическими растворителями.
Таким образом, опираясь на проведенные испытания, можно заключить, что техническим результатом изобретения является повышение точности определения и оценки эффективности растворителей АСПО парафинового типа, которая учитывает температуры плавления парафинов до и после обработки различными реагентами, что приведет к понижению эксплуатационных затрат и повышению эффективности растворителей, используемых для удаления АСПО парафинового типа при добыче, транспортировке и хранении нефти.
Таблица 1
Диапазоны температур плавления парафинов до и после обработки различными реагентами
Модель
t, °C
максимальная
минимальная
Парафин
54,3
39,4
Парафин + Гексан
55,4
40,1
Парафин + Гексан + Бензол
53,6
35,7