CC BY
62УДК 622.276.72/665.7.038
Т.В. Юрецкая, ОАО «Гипротюменнефтегаз», e-mail: yuretskaya_nio@mail.ru
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИИ ИНИГБИТОРОВ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Проведена сравнительная оценка результатов исследования эффективности композиции ингибитора ХПП-004 и депрессорной присадки ТюмИИ-77 в пробах нефти из скважин Приобского, Урнен-ского и Усть-Тегусского месторождений. Исследованы реологические свойства ингибитора ХПП-004, присадки ТюмИИ-77 и их композиции при температурах -30,0,200С. Установлено отсутствие влияния композиции на агрессивность перекачиваемых сред.
Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений, зачастую связана с трудностями, обусловленными образованием асфальтосмолопарафи-новых отложений (АСПО) на стенках насосно-компрессорных труб. Одним из перспективных методов борьбы с запарафиниванием скважин является использование ингибиторов АСПО. Создание многокомпонентных композиций различных ингибиторов АСПО является эффективным способом как расширения ассортимента ингибиторов парафиноотложения, так и повышения их ингибиторной защиты. В статье приведены сравнительные результаты оценки эффективности ингибирования композиции ХПП-004 и ТюмИИ-77 в различных соотношени-
ях, разработанной в модельной среде - авиакеросине с добавлением 10% масс. АСПО Харампурского месторождения, и исследованной в пробах нефти из скважин Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений с добавлением АСПО этих месторождений в количестве 3% масс. Результаты исследования реологических свойств разработанной композиции; результаты исследования влияния на скорость коррозии перекачиваемых сред. Некоторые физико-химические свойства проб нефти из скважин ряда месторождений приведены в таблице 1. Исследование эффективности исходных реагентов и их композиций проводилось по методу «холодного стержня» [1] на установке, разработанной ООО «ФЛЭК»
[2]. Для создания нового композиционного ингибитора использовались депрессорная присадка ТюмИИ-77 (Тюменский гос. нефтегазовый университет, кафедра ТНХС) и ингибитор ХПП-004 («Когалымский завод химреагентов», филиал «РДН Групп»). Эффективность ингибиторов парафиноотложения и их композиций (Эсм) определялась по формуле 1:
Э™ =
ГТ1п-ГТ1р
т„
100%
(1)
где т0 - масса АСПО, отложившихся на стержне в контрольном опыте без добавления реагента (ингибитора АСПО, присадки, их композиций), г; тр - масса АСПО, отложившихся на
стержне в опытах с добавлением реа-Таблица 1. Физико-химические свойства проб нефти из скважин Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений
№ п/п Наименование Приобское месторождение К-217, пласт АС10-1 Урненское месторождение К-1, СКВ. 1073 Усть-Тегусское месторождениеСКВ.104, пласт Ю2
1 Плотность при 20°С, кг/мЗ 868,0 878,4 887,6
2 Плотность газа при стандартных условиях, кг/м3 1,05 0,908 0,908
3 Газовый фактор, м3/ м3 46,3 18 28
4 Температура застывания нефти, °С -13,0 -4,3 -7,5
5 Температура плавления парафина, °С +56,0 +58,0 +57,7
6 Содержание парафина в нефти, % масс. 2,20 3,9 4,5
7 Содержание асфальтенов в нефти, % масс. 2,4 6,1 5,2
8 Содержание смол в нефти, % масс. 7,0 7,5 9,9
12 Содержание серы в нефти, % масс. 1,05 1,33 3,38
Таблица 2. Результаты эффективности защиты ингибитора ХПП-004, присадки ТюмИИ-77 и их композиции, исследованных модельной среде - авиакеросине и в пробах нефти из скважин Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений
о; И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНГИБИТОРНОЙ ЗАЩИТЫ
РЕАГЕНТ А Р Т Н ^ О ^ я: А 3 ш о В АВИАКЕРОСИНЕ В ПРОБЕ НЕФТИ ПРИОБСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ПРОБЕ НЕФТИ УРНЕНСКОГО мЕСТОРОждЕНИя В ПРОБЕ НЕФТИ УСТЬ-ТЕГУССКОГО мЕСТОРОждЕНИя
ТюмИИ-77 23,7 38,4 10,8 29,4
ХПП-004 27,3 38,0 43,8 23,3
ТюмИИ-77:ХПП-004 15:85 15,7 23,2 40,6 58,7
ТюмИИ-77:ХПП-004 30:70 50 13,8 17,9 35,8 85,6
ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 60,3 31,9 14,2 70,1
ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 30,2 46,6 43,0 84,7
ТюмИИ-77:ХПП-004 85:15 24,4 43,1 18,1 63,0
ТюмИИ-77 30,6 54,4 39,2 34,0
ХПП-004 30,1 54,7 51,9 26,6
ТюмИИ-77:ХПП-004 15:85 26,9 66,7 21,3 49,8
ТюмИИ-77:ХПП-004 30:70 100 24,2 80,8 7,6 66,7
ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 59,4 83,0 89,3 38,5
ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 17,2 83,9 51,2 32,7
ТюмИИ-77:ХПП-004 85:15 19,8 72,9 43,8 34,3
ТюмИИ-77 47,2 84,3 42,1 52,0
ХПП-004 41,2 70,7 55,1 55,0
ТюмИИ-77:ХПП-004 15:85 50,0 73,4 58,4 29,3
ТюмИИ-77:ХПП-004 30:70 250 59,4 80,4 63,1 17,1
ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 66,6 80,0 65,6 66,6
ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 24,2 76,7 54,9 65,1
ТюмИИ-77:ХПП-004 85:15 31,3 78,8 50,2 59,2
ТюмИИ-77 69,1 84,8 49,4 55,9
ХПП-004 49,5 73,7 55,3 61,1
ТюмИИ-77:ХПП-004 15:85 54,3 76,6 54,2 67,9
ТюмИИ-77:ХПП-004 30:70 500 64,2 83,0 50,0 73,0
ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 78,8 83,0 47,1 68,3
ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 82,6 85,7 47,7 54,7
ТюмИИ-77:ХПП-004 85:15 75,6 84,2 50,0 55,6
гента (ингибитора АСПО, присадки, их композиций), г.
По разработанной методике [3-7] была проведена количественная оценка превышения эффективности композиций над эффективностью исходных
ингибитора и присадки. Результаты оценки эффективности ингибирования композиции ХПП-004 и ТюмИИ-77 в различных соотношениях приведены в таблице 2. Из результатов исследования эффективности ингибиторной защиты
от АСПО в пробах нефти из скважин ряда месторождений, приведенных в таблице 1, следует, что при одной и той же концентрации эффективность некоторых составов композиции превышает эффективность исходных инги-
Таблица 3. значения динамической вязкости и предела текучести реагентов при различной температуре
Наименование пробы значения динамической вязкости, мПахс при температуре, °С значения предела текучести*, Н/м2
при температуре, °С -30 0 20 -30 0 20
Смесь ХПП-004 и ТюмИИ-77 50:50 250,6 43,6 5,5 31,5 1,8 0,0
ХПП-004 48,2 12,2 5,9 0,5 0,0 0,0
ТюмИИ-77 269,3 47,1 3,4 33,3 4,8 0,0
* - предел текучести определяется по зависимости напряжения сдвига от градиента скорости сдвига, путем построения к полученной кривой линии прямолинейного тренда и нахождения значения ординаты в точке пересечения линии тренда с осью ординат.
И
Зоо
я
120
■-Сме сь ХПГ 1-004 и ТюмИ И-77 5 050
»-ХПП-004 -
\ •—Иои 1ИИ-77
\\
\ \
\ \
\\
4
\
Л
* &
I
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 Температура, °С
Рис. 1. зависимость динамической вязкости реагентов от температуры
\
\\
\\
\ \
\\
-■—См есь ХПП-004 и ТюмИИ-77 50:50 П-004 -
\ \ —±—хп
\\ —•— ТюмИИ-77
V \
\ д
\\
\ \
\\
V
\
-25 -20 -15
Температура, С
Рис. 1. зависимость предельного напряжения сдвига реагентов от температуры
битора ХПП-004 и присадки ТюмИИ-77. При этом при разных концентрациях для большинства проведенных исследований превышение эффективности наблюдается для композиции реагентов в соотношении 50:50% масс. Это превышение связано с явлением синергизма при взаимодействии компонентов в смесях [3, 5, 6].
Необходимо отметить, что максимальное превышение эффективности композиции, исследованной в пробах нефти из скважин ряда месторождений, проявляется при разном сочетании компонентов смеси. Поэтому, для каждого конкретного месторождения необходимо разрабатывать эффективные реагенты с учетом физико-химических свойств
нефти и АСПО, т.е. в лабораторных условиях проводить предварительный подбор минимальной эффективной дозировки и соотношения реагентов при минимальном отклонении от значений разработанных составов. Реологические свойства ингибитора ХПП-004, присадки ДП-65 и их композиции определяли на ротационном вискозиметре РЕОТЕСТ 2.1 по стандартной методике [8] при температурах минус 30, 0, 200С. Результаты исследований приведены в таблице 3. По данным таблицы 3 построены графические зависимости (рисунки 1, 2). По результатам определения реологических параметров реагентов и их композиции при температурах минус 300С, 00С
присадка ТюмИИ-77 и композиция ХПП-004: ТюмИИ-77 в соотношении 50:50 образуют вязко-пластичную структуру, т.е. представляют собой неньютоновские жидкости. Ингибитор ХПП-04 при всех исследованных температурах характеризуется, как ньютоновская жидкость. При температуре 200С все исследованные реагенты представляют собой ньютоновские жидкости, их вязкость практически близка к нулю. Из результатов проведенных исследований следует, что присадка ТюмИИ-77 при низких температурах ухудшает реологические свойства композиции, т.е. повышает вязкость и предельное напряжение сдвига, несмотря на содержание в смеси, равное 50% масс.
Таблица 4. Результаты электрохимических испытаний ингибитора ХПП-004, присадки ТюмИИ-77 и их композиции на имитате пластовой воды Урненского месторождения
№ п/п Реагент Концентрация, г/т Средняя скорость коррозии, мм/год ^агр
V, V,
1 ТюмИИ-77 100 1,158 1,048 0,095
500 1,187 0,938 0,210
2 ХПП-004 100 1,182 1,190 -0,007
500 1,123 1,147 -0,021
3 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 30 : 70 100 1,178 1,153 0,021
500 1,212 1,128 0,069
4 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 50 : 50 100 1,137 1,081 0,049
500 1,166 1,059 0,092
5 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 70 : 30 100 1,114 1,046 0,061
500 1,103 0,961 0,129
Были проведены исследования влияния созданной композиции ингибитора ХПП-004 и присадки ТюмИИ-77 на коррозионную агрессивность среды [9] на модели пластовой воды Урненского месторождения с суммарной минерализацией 23,09 г/дм3. Для количественной оценки влияния рассчитывался индекс агрессивности 1АГР по формуле:
где V0- среднее значение скорости коррозии в среде, не содержащей химический реагент (ингибитор ХПП-004, депрессорную присадку ТюмИИ-77, их композицию), мм/год; V1 - среднее значение скорости коррозии в среде, содержащей химический реагент заданной концентрации, мм/год.
ПРИНИМАЕТСЯ, ЧТО ЕСЛИ:
• 1АГР < ±0,1 - химический реагент заданной концентрации не влияет на коррозионную агрессивность среды;
• 1АГР < -0,1 - химический реагент заданной концентрации повышает коррозионную агрессивность среды;
• 1АГР > 0,1 - химический реагент заданной концентрации снижает коррозионную агрессивность среды (обладает ингибирующим действием).
По результатам, представленным в таблице 4, видно, что при концентрациях 100 г/т и 500 г/т ингибитор ХПП-004 и композиция ТюмИИ-77 : ХПП-004 в различных соотношениях не влияют на коррозионную агрессивность среды.
При дозировке 500 г/т присадка Тю-мИИ-77, двухкомпонентная смесь Тю-
мИИ-77: ХПП-004 в соотношении 70:30 обладают слабым ингибирующим действием, то есть незначительно снижают скорость коррозии.
ВЫВОДЫ
Разработанная в авиакеросине композиция ТюмИИ-77 и ХПП-004 показала высокую эффективность ингибиторной защиты от парафиноотложений в зависимости от состава и концентрации при исследовании в пробах нефти ряда месторождений. Установлено, что данная композиция не повышает коррозионную агрессивность перекачиваемых сред.
Присадка ТюмИИ-77 при низких температурах ухудшает реологические свойства композиции ХПП-004 и ТюмИИ-77, т.е. повышает вязкость и предельное напряжение сдвига.
Литература:
1. РД 39-3-1273-85 Руководство по тестированию химических реагентов для обработки призабойной зоны пласта добывающих и нагнетательных скважин. Москва.: ВНИИТнефть, 1985.
2. Глущенко В.Н., Шипигузов Л.М., Юрпалов И.А. Оценка эффективности ингибиторов асфальтеносмолопарафиновых отложений// Нефтяное хозяйство, 2007. - №.5 - с. 84 - 87.
3. Пат. 2316642 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений / Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119077, Заявлено 31.05.06. 0публ.10.02.2008, бюл.№4.
4. Пат. 2316641 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Способ получения состава для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений/ Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119076, Заявлено 31.05.06. 0публ.10.02.2008, бюл.№4.
5. Пат. 2320695 РФ, С1, МПК С09К 8/524. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений/ Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119071, Заявлено 31.05.06. Опубл.27.03.2008, бюл.№9.
6. Юрецкая Т.В. Влияние порядка смешения компонентов на эффективность и синергизм композиций ингибиторов АСПО/ Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка// Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 1. - С. 103-107.
7. Юрецкая Т.В. Разработка композиций ингибиторов АСПО и исследование их эффективности/ Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка, Ю.Н. Абдрашитова// Нефтяное хозяйство. - 2010. - 3.-С.100 - 103.
8. ГОСТ 1929-87Методы определения динамической вязкости на ротационном вискозиметре. - М.: Гэсударственный стандарт Союза СССР, 1983.
9. ГОСТ 9.514 - 99 Единая система защиты от коррозии и старения. Ингибиторы коррозии металлов для водных систем. Электрохимический метод определения защитной способности. - Минск: Межгосударственный совет по СМ и С, 2001.
Ключевые слова: композиции ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений и депрессорных присадок, эффективность ингибиторной защиты от АСПО
