Резюме Технически средства за борба с ASPO - Банка от резюмета, есета, доклади, курсови работи и

Влияние на температурата в резервоара и в кладенеца. Маслото е химически сложна смес от компоненти, които в зависимост от структурата и външните условия могат да бъдат в различно агрегатно състояние. Намаляването на температурата води до промяна в агрегатното състояние на компонентите, което води до образуване на кристализационни центрове и растеж на парафинови кристали. Характерът на разпределението на температурата по протежение на сондажа значително влияе върху образуването на парафин и зависи от:

- интензивността на преноса на топлина от флуида, движещ се по протежение на сондажа, към околните скали. Преносът на топлина зависи от температурния градиент на флуида и околните скали и топлопроводимостта на пръстеновидното пространство между щранговите тръби и производствената колона;

- разширяване на сместа газ-течност и нейното охлаждане, причинено от работата на газа за повдигане на течността.

Влияние на отделянето на газове. Лабораторните изследвания показват [1], че интензивността на образуване на парафинови отлагания се влияе от процеса на освобождаване и поведението на газовите мехурчета в потока на сместа. Известно е, че газовите мехурчета имат способността да плават суспендирани парафинови частици. При контакт на мехурчето с повърхността на тръбата, частиците парафин влизат в контакт със стената и се отлагат върху нея. В бъдеще процесът на отлагане на парафин се увеличава поради неговата хидрофобност. По стената на тръбата се образува слой от парафинови кристали и газови мехурчета. Колкото по-малко е наситен с газ този слой, толкова по-голяма е неговата плътност. Поради това се образуват по-плътни отлагания на дъното на щранговите тръби, където газовите мехурчета са малки и имат по-голяма адхезионна сила към парафиновите кристали и стените на тръбата.

Влияние на скоростта на газово-течната смес. Интензивността на образуване на ASPO по време надо голяма степен зависи от скоростта на потока на течността. При ламинарен поток, т.е. ниски скорости на потока, образуването на ARPD става доста бавно. С увеличаване на скоростта (с турбулентност на потока), интензивността на отлаганията първоначално се увеличава. По-нататъшното увеличаване на скоростта на сместа газ-течност води до намаляване на интензивността на отлагането на ARPD: високата скорост на сместа ви позволява да поддържате парафиновите кристали в суспензия и да ги изваждате от кладенеца. В допълнение, движещият се поток откъсва част от отлаганията от стените на тръбата, което обяснява рязкото намаляване на отлаганията в диапазона 0-50 m от устието на кладенеца. При високи скорости смесеният поток се охлажда по-бавно, отколкото при ниски скорости, което също забавя образуването на ARPD [5].

Ефект от грапавостта на стената на тръбата. Състоянието на повърхността на тръбите влияе върху образуването на отлагания. Микронеравностите са центрове на образуване на вихри, разкъсване на слоя, забавяне на скоростта на течността в близост до стената на тръбата. Това причинява образуването на центрове на кристализация на отлагания, залепване на парафинови кристали към повърхността на тръбите, блокирайки тяхното движение между издатините и вдлъбнатините на повърхността. В случай, че стойността на грапавостта на повърхността на тръбите е съизмерима с размера на парафиновите кристали или по-малка от него, образуването на отлагания е затруднено.

Влиянието на електрификацията. Процесът на образуване на ARPD е адсорбционен по природа. Процесите на адсорбция се придружават от появата на двоен електрически слой върху контактната повърхност на парафина с потока газ-мазол. В случай на механично нарушаване на равновесното състояние на този слой, върху повърхността на тръбата или парафиновия слой се появяват некомпенсирани заряди на статично електричество, т.е. възниква наелектризиране както на повърхността на тръбата, така и на повърхността на кристалитепарафин, който подобрява адхезията на парафина към метала [10].

2. Методи за справяне с ASPO

Борбата с ARPD включва работа за предотвратяване образуването на отлагания и тяхното отстраняване (фиг. 4).

Има няколко от най-известните и активно използвани в петролната индустрия методи за борба с ARPD. Но разнообразието от условия за разработване на находища и разликата в характеристиките на произвежданите продукти често изискват индивидуален подход и дори разработването на нови технологии.

Химичните методи се основават на дозирането на химични съединения в произведения продукт, които намаляват, а понякога и напълно предотвратяват образуването на отлагания. Действието на парафиновите инхибитори се основава на адсорбционни процеси, протичащи на границата между течната фаза и металната повърхност на тръбата [3].

Химическите реагенти се разделят на омокрящи агенти, модификатори, депресанти и дисперсанти [4]:

Омокрящите агенти образуват хидрофилен филм върху металната повърхност, който предотвратява залепването на парафинови кристали към тръбите, което създава условия за тяхното отстраняване от потока на течността. Те включват полиакриламид (PAA), IP-1;2;3, киселинни органични фосфати, силикати на алкални метали, водни разтвори на синтетични полимерни повърхностно активни вещества.

Модификаторите взаимодействат с парафиновите молекули, предотвратявайки процеса на уголемяване на кристалите. Това помага да се запазят кристалите в суспензия, докато се движат. Такива свойства притежават атактичен пропилей с молекулно тегло 2000-3000, - полиизобутилен с ниско молекулно тегло с молекулно тегло 8000-12000, алифатни съполимери, съполимери на етилен и естер с двойна връзка, терполимер на етилен с винил ацетат и винил пиролидон, полимер с мол екуларно тегло2500-3000.

Механизмът на действие на депресантите е адсорбцията на молекули върху парафиновите кристали, което възпрепятства способността им да агрегират и натрупват. Известните депресанти включват "Paraflow AzNII", алкилфенол IPKh-9, "Dorad-1A", VEO-504 TyumII, "Azolyat-7" [1].

Дисперсантите са химически реагенти, които осигуряват образуването на фино дисперсна система, която се отвежда от масления поток, което предотвратява отлагането на парафинови кристали по стените на тръбата. Те включват метални соли, соли на висши синтетични мастни киселини, силикатно-сулфанолни разтвори, сулфатиран алкален лигнин [3]. Използването на химикали за предотвратяване на образуването на ARPD в много случаи се комбинира с:

процесът на разрушаване на стабилни маслени емулсии;
защита на нефтено находище оборудване от корозия;
защита от сол;
процесът на формиране на оптимални структури на потока газ-течност.

Разработена е доста широка гама от химически реагенти за борба с ASPD. В момента се използват следните степени на реактиви:

бутилбензенова фракция (бутиленбензен, изопропилбензен, полиалкилбензени). Предлага се за използване СевКавНИПИнефт;
толуенова фракция (толуен, изопентан, n-пентан, изопрен);
SNPKh-7r-1 - смес от парафинови въглеводороди с нормална и изо структура, както и ароматни въглеводороди (JSC "NIIneftekhim", Казан);
SNPKh-7r-2 - въглеводороден състав, състоящ се от лека пиролизна смола и хексанова фракция (NIIneftekhim OJSC, Казан);
KhPP-003, 004, 007 (ЗАО "Когалимски завод за химически реактиви", Когалим);
ML-72 - смес от синтетични повърхностноактивни вещества;
реагенти като SNPKh-7200, SNPKh-7400 - сложни смеси от оксиалкилирани повърхностно активни вещества и ароматнивъглеводороди (АО "НИИнефтехим", Казан);
реагент IKB-4, който има комплексен ефект върху ASPO и корозията на метала на тръбата (INHP, Ufa);
INPAR (Пилотен завод "Нефтехим", Уфа);
SEVA-28 е съполимер на етилен с винилацетат (VNIINP и VNIITneft, Москва) [5].

Ориз. 4 - Класификация на методите за борба с ARPD

В допълнение към изброените реактиви, Ural-04/88, DM-51 също се използват в производството на нефт и газ; 513; 655; 650, ДВ-02; 03, СД-1; 2, О-1, В-1, ХТ-48, МЛ-80, Прогалит ГМ20/40 и НМ20/40.

Наред с високата цена, значителен недостатък на химическия метод е трудността при избора на ефективен реагент, свързана с постоянната промяна на работните условия по време на разработването на находището.

Физическите методи се основават на въздействието на механични и ултразвукови вибрации (вибрационни методи), както и електрически, магнитни и електромагнитни полета върху добитите и транспортирани продукти.

Вибрационните методи позволяват да се създадат ултразвукови вибрации в зоната на образуване на парафин, които, действайки върху парафиновите кристали, причиняват тяхното микроразместване, което предотвратява отлагането на восък върху стените на тръбата [1].

Въздействието на магнитните полета трябва да се отнесе към най-обещаващите физични методи. Използването на магнитни устройства в производството на нефт за предотвратяване на ARPD започва през петдесетте години на миналия век, но поради ниската си ефективност не се използва широко. Нямаше магнити, които да работят достатъчно дълго и стабилно в добри условия. Напоследък интересът към използването на магнитно поле за въздействие върху ARPD значително се увеличи, което се свързва с появата на пазара на широка гама високоенергийни магнити, базирани наредкоземни материали. В момента около 30 различни организации предлагат магнитни депарафинизатори [11-19].

Установено е [13], че под въздействието на магнитно поле в движеща се течност се разрушават агрегати, състоящи се от субмикронни феромагнитни микрочастици от железни съединения, намиращи се в концентрация 10–100 g/t в масло и свързана вода. Всеки агрегат съдържа от няколкостотин до няколко хиляди микрочастици, следователно разрушаването на агрегатите води до рязко (с коефициент 100-1000) увеличаване на концентрацията на центрове за кристализация на парафин и соли и образуване на газови мехурчета с микронни размери на повърхността на феромагнитните частици. В резултат на разрушаването на агрегатите парафиновите кристали се утаяват под формата на фино диспергирана, обемна, стабилна суспензия и скоростта на растеж на отлаганията намалява пропорционално на намаляването на средния размер на парафиновите кристали, които се утаяват заедно със смоли и асфалтени в твърда фаза. Образуването на газови микромехурчета в центровете на кристализация след магнитна обработка осигурява, според някои изследователи, газлифт ефект, водещ до известно увеличение на добива на кладенци.

При производството на нефт се използват термични, химични и механични методи за отстраняване на парафиновите отлагания. Термичните методи се основават на способността на парафина да се топи при температури над 50 0C и да изтича от нагрята повърхност. За да се създаде необходимата температура, е необходим специален източник на топлина, който може да бъде поставен директно в зоната на утайката, или е необходимо да се генерира топлосъдържащ агент в устието на кладенеца. Използваните в момента технологии включват:

горещо масло или вода като топлоносител;
електрически пещи за наземно и задухно изпълнение;
електрически депарафинизатори (индукционнинагреватели) нафта за отопление в кладенеца;
реагенти, които взаимодействат с екзотермични реакции.

Технологията за използване на охлаждащата течност предвижда нагряване на течността в специални нагреватели (котелни агрегати от мобилен тип) и подаване към кладенеца чрез директно или обратно промиване. Обратното промиване е по-предпочитано, тъй като елиминира образуването на парафинови тапи, които често се появяват по време на промиване напред [1].

Недостатъците на тези методи са високата им консумация на енергия, електрическа и пожарна опасност, ненадеждност и ниска ефективност на използваните технологии.

Използването на разтворители за отстраняване на вече образувани отлагания е един от най-известните и широко разпространени интензифициращи методи в технологичните процеси на производство, транспортиране, съхранение и рафиниране на нефт. Но и тук проблемът с избора на разтворител при определени условия е много далеч от решение. По правило изборът на разтворители за ARPD се извършва емпирично. Това се дължи на липсата на информация за тяхната структура и свойства и малкото познаване на механизма на взаимодействие между петролните дисперсни системи и разтворителите.

Механичните методи включват отстраняване на вече образувани ARPD отлагания върху тръбите. За тази цел е разработена цяла гама скрепери с различни конструкции.

По дизайн и принцип на работа скреперите се разделят на:

ламеларен с прътов ротатор с две режещи плочи, способни да почистват ARPD само по време на въртене. За това се използват прътови ротатори, окачени на главата на балансира на помпения агрегат. Въртенето на низа на пръта и следователно на скреперите се случва само при движение надолу. По този начин скреперът отрязва ARPD от повърхността на тръбата;
спирала, възвратно-постъпателно действие;
"летящи", оборудвани с крила-ножове, които се отварят при движение нагоре, което им осигурява подемна сила. Обикновено се използват в наклонени кладенци.

Използването на този метод за справяне с ARPD е значително усложнено от факта, че приложението му често изисква спиране на кладенеца и предварителна обработка на повърхността на тръбата (за някои видове свине). Освен това скреперите могат да заседнат, да счупят закрепването си и да възникнат някои други усложнения.

През последните години вместо метални пластинчати стъргалки върху прътите са укрепени пластмасови стъргалки (фиг. 5). Те едновременно играят ролята на централизатори. Има информация, че при използване на скрепери на централизатора, тръбите се избърсват.