CC BY
60
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД БОРЬБЫ
С ОТЛОЖЕНИЯМИ
1 2 Васильченко Д.Д. , Истомова М.А.
Email: Vasilchenko [email protected]
1Васильченко Дарья Дмитриевна - магистрант; 2Истомова Мария Александровна - кандидат химических наук, доцент, кафедра трубопроводного транспорта, Самарский государственный технический университет, г. Самара
Аннотация: в данной статье рассматривается актуальная проблема -образование асфальтосмолопарафиновых отложений, негативно влияющих на нефтепромысловое оборудование, проведен анализ российского рынка ингибиторов, выявлено актуальное направление на рынке данной продукции и её составляющих. Приведены методы борьбы с отложениями, проведен анализ различных видов ингибирующих присадок, выбран эффективный метод предотвращения образований, который положительно сказывается на улучшении свойств транспортируемой нефти.
Ключевые слова: нефть, транспортировка нефти, ингибиторы, асфальтосмолопарафиновые отложения, свойства нефти.
A HIGHLY EFFECTIVE WAY OF DEALING
WITH PRECIPITATION
12 Vasilchenko D.D.1, Istomova M.A.2
1Vasilchenko Daria Dmitrievna - Undergraduate; 2Istomova Maria Alexandrovna - Candidate of chemical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT PIPELINE TRANSPORT, SAMARA STATE TECHNICAL UNIVERSITY, SAMARA
Abstract: this article deals with the actual problem-the formation of asphalt-resin-paraffin deposits that negatively affect the oilfield equipment, the analysis of the Russian market of inhibitors, revealed the current direction in the market of this product and its components. The methods of sediment control are presented, the analysis of various types of inhibitory additives is carried out, an effective method of preventing formations is selected, which has a positive effect on improving the properties of the transported oil.
Keywords: oil, oil transportation, inhibitors, asphalt-resin-paraffin deposits, oil properties.
УДК 66.028
Эффективная борьба с отложениями остается актуальной проблемой, которая по-прежнему находится в поиске результативного современного решения.
В практике эксплуатации оборудования при добыче и транспортировке нефти образуются отложения, различные по своему составу, такими являются асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО), отложения солей и формирование песчаных пробок.
Одно из важнейших и серьёзных отложений - это АСПО, вызывающие уменьшение диаметра трубопровода, ведущее к снижению количества добываемой и перекачиваемой нефти, в дальнейшем приводящее к полной остановке всего оборудования.
Отложения могут откладываться по всей нефтепромысловой системе: в отделении сбора и подготовки нефти, в трубопроводах, производящих транспортировку готовой продукции до товарных резервуаров.
Асфальтосмолопарафиновые отложения накапливаются на поверхности оборудования в процессе движения транспортируемой нефти, температура потока снижается, что является благоприятным фактором для отложений на стенках оборудования. Помимо температуры на формирование АСПО, так же влияет скорость движения нефтяного потока, стабильность гидродинамического равновесия системы и состав нефти.
Борьба с отложениями включает в себя два направления, либо предотвращение образования АСПО, либо удаление уже сформировавшихся отложений. В зависимости от типа действия различают: термический, механический, физический, а так же химические методы борьбы с АСПО.
Химический метод считается наиболее эффективным в предотвращении образования отложений, основным действующим элементом служат химические реагенты, которые добавляются в добывающую нефть, где в процессе происходит адсорбция на границе раздела фаз: нефть - дисперсная фаза, нефть - поверхность металла. Данные химические реагенты, которые способствуют снижению формирований отложений в ходе процессов добычи, подготовки и транспортировки нефти, имеют название ингибиторы образования АСПО.
Большинство ингибиторов приобретается за границей РФ, вследствие этого в России востребовано увеличение производительности отечественного продукта, в том числе и его основных составляющих, что позволит сократить цену готовой продукции при этом сохранить качество вспомогательного продукта, а так же транспортируемой нефти [4].
Актуальность производства обуславливается тем, что компонентная основа ингибиторов совершенствуется приблизительно раз в десять лет по этой причине производство важнейших составляющих для получения новых современных присадок является перспективным направлением в РФ. В России производством активных составляющих ингибиторов занимаются ОАО «Казаньоргсинтез», ОАО «Нижнекамскнефтехим», ЗАО «Каустик» и другие.
По направлению воздействия ингибирующие присадки разделяются на комплексного и однонаправленного воздействия.
На каждом определенном месторождении состав и свойства нефти отличаются от других добывающих регионов. Характеристики нефти изменяются даже в границах одного места, в зависимости от расположения скважины в центре или на окраине нефтепромысла, состав и свойства могут отличаться.
Для эффективного действия реагента необходимо подбирать ингибитор индивидуально для месторождения. Подбор ингибитора ведется с помощью лабораторных и промысловых испытаний, где определяется эффективный реагент и рассчитывается доза на одну тонну добываемой нефти. Дозировка взаимосвязана со способом подачи ингибитора в нефть и изменяется в пределах 50-250 г/т [1].
Химические реагенты подразделяются на смачивающие агенты, депрессоры, модификаторы и диспергаторы.
Применение антикоррозионной защиты показало, что процесс парафинизации замедляется, это стало открытием разработки нового направления ингибиторов, называемых смачивающими агентами. Смачивающие реагенты образовывают гидрофильную плёнку на поверхности, которая затрудняет адгезию кристаллов парафина, это способствует их уносу с потоком жидкости. К такому типу реагентов относят кислые органические фосфаты, полиакриламид (ПАА), силикаты щелочных металлов, растворы ПАВ. Для эффективности этих ингибиторов нужно непосредственно их применением убрать остатки парафиновых отложений со стенок оборудования [3].
Модификаторами служат атактический пропилен, полиизобутилен с небольшой молекулярной массой, алифатические сополимеры способствуют поддержанию кристаллов во взвешенном состоянии.
Депрессоры «Парафлоу», алкилфенол ИПХ-9, «Дорад-1А», «ВЭО-504», «Азолят-7» адсорбируют молекулы на кристаллах парафина, вследствие чего становится трудной способность к агрегации и накоплению.
Обеспечить образование тонкодисперсной системы, уходящей с потоком нефти и не откладывающейся на стенках оборудования, помогают диспергаторы соли металлов, соли высших синтетических жирных кислот, силикатно-сульфанольные растворы.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) разделяются на катионоактивные и анионоактивные. Анионоактивные диссоциируют на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Анион служит носителем поверхностно активных свойств. В катионоактивных веществах наоборот, носитель катион. Неиногенные ПАВ не диссоциируют в водных растворах, в их молекулах полярные группы состоят из полиоксиэтиленовых цепей, соединяющихся с углеводородной частью молекулы (ОП-7, ОП-10). На твёрдой поверхности протекает адсорбция ПАВ, способствующая улучшению индивидуальной смачиваемости жидкости, из которой происходит адсорбция. Катионные или водорастворимые неиногенные ПАВ способствуют предотвращению отложений.
Химическими реагентами целевого назначения служат ИКБ-4В, ИКБ-2, полиакриламид, полиизобутилен.
В России нашли широкое применение ингибиторы Союзнефтепромхим, а именно ингибиторы СНПХ-7212, СНПХ-7214-оксиалкилированные алкилфенолы с добавками в растворе Нефраса А 120/200, СНПХ-7215 - аналогичная основа с азотосодержащей добавкой, СНПХ-7401 - в состав входит блоксополимер окисей этилена и пропилена в ароматическом растворителе с добавлением фосфата.
Таблица 1. Применение ингибитора в зависимость от соотношения в нефти смол, парафина и
асфальтенов
Группа Ингибитор Содержание в нефти парафина:смол:асфальтенов Дозировка
1 СНПХ 7212 1 : (0,6-1,75) : (0,05-0,5) 50-100г непрерывно в нефть
2 СНПХ-7214 1 : (3-10) : (0,3-1,5)
3 СНПХ-7215 1 : (10-18) : (0,6-1,6)
4 СНПХ-7401 1 : (0,3-0,7) : (0,03-0,6)
Так же распространены отечественные комплексные ингибиторы МЛ-72, МЛ-80, в их функции входит удаление АСПО, ингибирование АСПО, деэмульгирование устойчивых эмульсий, а также обработка скважин [2].
Подбор оптимального ингибирующего агента в зависимости от качественной и количественной характеристики добываемой продукции остается развивающим направлением в нынешнем положении, когда в рамках сложившейся экономической ситуации ищут высокоэффективные экономичные решения, в данном случае применение ингибиторов позволит увеличить межремонтный пробег оборудования и скважины, уменьшить потери нефти и электропотребления и снизить аварийность на объектах и трубопроводах.
Список литературы /References
1. Оленев Л.М., Миронов Т.П. Применение растворителей и ингибиторов для предупреждения образования АСПО. М.: Всерос. НИИ орг., управления и экономики нефтегазовой промышленности, 1994. 32 с.
2. Фарлеева А.Ф., Гараськина М.Н., Сидоров Г.М., Горохова Е.В., Габдулхаков Р.Р. Комплексные ингибиторы для удаления асфальто-смолистых и парафиновых отложений. Фундаментальные исследования. № 4, 2017. 297-304 с.
3. Татьянина О.С. Исследование эффективности реагентов, предупреждающих образование парафиновых отложений: Сб науч.тр. ТатНИПИнефть, 2009. С. 341-347.
4. Граубергер А.В. «Пути реализации политики импортозамещения на рынке ингибиторов АСПО» / Экономика минерального и углеводородного сырья. Природоресурсное право. 799-801 с.
5. Бутуева Н.Ю. Химия нефти / Н. Ю. Бутуева, Ю. В. Поконова,А. А. Гайле. Л.: Химия, 1984. 360 с.
6. Ганеева Ю.М. Асфальтеновые наноагрегаты: структура, фазовые превращения, влияние на свойства нефтяных систем // Успехи химии, 2011. Т. 80. № 10. С. 1034-1050.
7. Иванова Л.В., Буров Е.А. Асфальтосмолопарафиновые отложения в процессах добычи, транспорта и хранения // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2011. № 1.
8. Люшин С.Ф., Репин Н.Н. О влиянии скорости потока на интенсивность отложения парафинов в трубах // Нефтяное хозяйство, 1964. № 8. С. 46-50.
9. Оленев Л.М., Миронов Т.П. Применение растворителей и ингибиторов для предупреждения образования АСПО. М.: ВНИИОЭНГ, 1994. 125 с.
10. Строганов В.М., Турукалов М.Б., Ясьян Ю.П. Некоторые аспекты удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений с применением углеводородных растворителей // Нефтепереработка и нефтехимия, 2006. № 12.
11. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов. Новосибирск: Наука, 1995. 192 с.
