CC BY
157
УДК 665.61.033
А. Ф. Ахметов, В. Ф. Нуриазданова, Е. В. Герасимова
Лабораторная методика определения эффективности растворителей асфальто-смоло-парафиновых
отложений (АСПО)
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
В данной статье представлена лабораторная методика определения эффективности растворителей асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО), ее особенности и анализ сходимости.
Ключевые слова: асфальто-смоло-парафино-вые отложения, методика, растворимость, растворитель, диспергирование, способ удаления, эффективность растворителя.
На поверхности оборудования образуются отложения парафина и асфальто-смолистых веществ, что значительно осложняет добычу, транспортировку и хранение нефти. Для борьбы с отложениями применяют различные растворяющие реагенты. Анализ существующих методик определения эффективности растворяющих реагентов показал, что наиболее широко применяются методы, основанные на мануальном формировании образца АСПО в виде шарика, после чего образец опускается на сетку и подвергается растворению с периодическим встряхиванием либо в статическом режиме 1.
Результаты, полученные по данным методикам, не могут быть перенесены на реальные условия по следующим причинам:
— гидродинамические характеристики отмывающего реагента не соответствуют натурным условиям;
— при формировании какой-либо фигуры (шар, цилиндр, пластина) вручную происходит уплотнение структуры АСПО, причем величина уплотнения зависит от силы надавливания, что является субъективным фактором, влияющим на результат;
— не отражаются реальные условия контакта поверхности АСПО и металлической поверхности оборудования.
С целью совершенствования технологии подбора растворителей нами разработана методика оценки их эффективности.
1. Подготовка к выполнению измерений
При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы: приготовление
форм, подготовка термостата, подготовка шей-кера, приготовление растворителя.
1.1. Приготовление формы
Изготавливается форма из стали марки 3 согласно размерам
"V
Рис. 1. Форма для испытаний
Поверхность формы отшлифовывается шлифовальной бумагой № 0, обезвоживается ацетоном, высушивается и определяется ее масса Шф, г, при помощи электронных весов с точностью до четвертого десятичного знака.
1.2. Подготовка термостата жидкостного
В термостат заливают дистиллированную воду, устанавливают флажок на отметку 80 оС и включают в сеть.
1.3. Подготовка шейкера
На платформе шейкера закрепляют стакан полипропиленовый химически стойкий, устанавливают частоту колебаний от 150 до 180 мин-1. Шейкер располагается под механической приточно-вытяжной вентиляцией.
Дата поступления 14.05.08
1.4. Приготовление растворителя
В полипропиленовый стакан, закрепленный на платформе шейкера, заливается 50 см3 испытуемого растворителя непосредственно перед испытанием.
2. Выполнение измерений
2.1. Нанесение АСПО
Стеклянный стакан с пробой АСПО помещают в термостат с температурой 80 оС и выдерживают до полного расплавления отложения. При помощи стеклянной палочки расплавленное отложением гомогенизируют перемешиванием, далее содержимое стакана заливают в форму. Лишняя часть отложения снимается с формы при помощи металлической пластины тогда, когда отложение не полностью застыло. Поверхность нанесенного слоя АСПО должна быть ровной, отложение должно заполнять весь объем формы. Для проверки прочности налипания АСПО форму с отложением переворачивают и немного трясут. Форму с АСПО оставляют на сутки для высыхания до постоянной массы на открытом воздухе. Перед проведением испытания определяют массу формы с АСПО М1 на электронных весах с точностью до четвертого десятичного знака.
2.2. Определение эффективности растворителя
Форму с АСПО опускают в стакан с растворителем, включают в сеть шейкер, отмечают время начала эксперимента. По истечении одного часа шейкер останавливают, форму извлекают из стакана и высушивают под механической приточно-вытяжной вентиляцией до постоянной массы. Далее определяют массу формы с АСПО после эксперимента М2 на электронных весах с точностью до четвертого десятичного знака. Для каждого образца необходимо проводить не менее двух параллельных определений.
3. Обработка результатов измерений 3.1. Определение массы АСПО
Масса АСПО перед проведением испытания шь г, вычисляют по формуле
Ш1 = М1 - Шф (1)
где М1 — масса формы с АСПО перед испытанием, г.
Шф — масса пустой формы, г.
Масса АСПО после проведения испытания ш2, г, вычисляют по формуле
Ш2 = М2 — Шф (2)
где М2 — масса формы с АСПО перед испытанием, г.
Шф — масса пустой формы, г.
3.2. В случае, если отложение осталось в форме после испытания
Рассчитываем эффективность Э по формуле
Э = ((Ш1 — Ш2)/Ш1)*100, % (3)
За результат анализа Эср принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений Э1 и Э2
Эср=(Э1+Э2)/2 (4)
для которых выполняется следующее условие: | Э1 — Э2 | < Г (5)
где г-предел повторяемости.
3.3. В случае, если форма пустая, без АСПО
Результат эксперимента: растворитель имеет эффективность 100%.
Проверка методики осуществлялась на отложении асфальтенового типа Кушкульского месторождения, скв. 154. Проводился ряд опытов, где в качестве испытуемых растворителей использовались следующие органические соединения: гексен, толуол, ацетон, Е-14, бензин прямогонный, изооктан. Предел сходимости результатов экспериментов составляет 14%, что позволяет судить о методике как о наиболее объективной.
100 90
5? 80 -J 70 -
ш 50 -
Ё 40 01
30 -$ 2010 -0
♦ 91,7* 94,5 ♦ 89 ♦ 87,4
♦ 80,1
■ 66,8
■ 58,3 ■ 55
■ 53,3 ■ 53,9
А 29,6 А 29,7 А 24 А 30,7 А 26,6
« толуол (ЧДА)
■ Бензин прямогонный
а изооктан (ЧДА)
0
1
2 3 4 5 6 Номер опыта
Рис. 2. Пределы повторяемости для толуола, бензина и изооктана
8 60-
о о
X
ш
S Ё ш
о
♦ гексен (ЧДА)
■ ацетон (ЧДА)
70 60 50 40 30 20 10 0
0 1 2 3 4 5 6 Номер опыта
Рис. 3. Пределы повторяемости для гексена и ацетона
Эффективность смеси гексен-толуол, % для Кушкульского м-р., скв. №283
80
70
SS 60
Б 50
40
SE ф 30
S 20
о
10
0
20 40 60 80
Содержание гексена (техн.) в смеси с толуолом, %
Эффективность смеси гексен-толуол, % для Кушкульского м-р., скв. №154
По разработанной методике были получены значения эффективностей применения растворителей для удаления АСПО из скважин различных месторождений. В качестве растворителей была исследована смесь толуола (ЧДА) и гексена (техн.) в различных соотношениях.
Анализируя полученные данные можно сделать вывод о том, что при определенном соотношении содержания толуола и гексена в смеси эффективность полученной композиции увеличивается в сравнении с эффективностью чистых компонентов смеси, минимум на 10%.
Разработанная методика учитывает недостатки существующих методик определения эффективности растворителей АСПО, полученные результаты пределов сходимости свидетельствуют о ее объективности и возможности дальнейшего применения. Анализ полученных данных для смеси гексен-толуол позволяет сделать вывод о том, что для эффективного удаления АСПО необходимо применять двух-компонентную смесь, состоящую из ароматической и парафиновой частей, синергетическое действие которых позволяет получить достаточно высокие результаты.
Литература
1. Ахметов А. Ф., Герасимова Е. В., Нуриаздано-ва В. Ф. // Баш. хим. ж.- 2008.- № 1.- С. 65.
10 20 30 40 50 60 70 80 Содержание гексена (техн.) в смеси с толуолом, %
Эффективность смеси гексен-толуол, % для скв. №13054
100 90 80 70 60 50 40 ■ 30 20 10 0
0 20 40 60
Содержание гексена (техн.) в смеси с толуолом %
Рис. 4. Графики эффективностей смеси для различных АСПО
0
е» 20
