Критерии выбора эффективных углеводородных растворителей для удаления асфальто-смоло-парафиновых отложений - Автореферат

Последствия образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) выражаются в снижении межремонтного периода работы скважин, необходимости постоянного проведения мероприятий по предотвращению образования и удалению отложений и общем удорожании процессов добычи и транспортировки нефти. Химическое удаление АСПО углеводородными растворителями является широко применяемым методом, позволяющим эффективно очищать насосно-компрессорные трубы (НКТ) скважин и полностью удалять отложения, образующиеся в призабойной зоне пласта (ПЗП). Тем не менее, данный метод не является универсальным изза необходимости подбирать химический состав растворителя применительно к конкретным АСПО и наличия ряда дополнительных факторов, определяющих экономические показатели применения растворителей. Кроме того, в научно-технической литературе мало работ, посвященных критериям применимости различных методов и технологий предотвращения образования и удаления АСПО в целом, и критериям применимости растворителей в частности. Впервые предложен научно-обоснованный выбор эффективных растворителей АСПО, учитывающий химический состав и физическую структуру отложений, а также физико-химические процессы их растворения и диспергирования в углеводородных смесях.В третьей главе приведена оценка текущего состояния работ в области разработки углеводородных растворителей, проанализированы физико-химические аспекты растворения и диспергирования компонентов АСПО в углеводородах различных классов, приведены результаты разработки экспресс-методики подбора состава растворителей АСПО и выработки универсальных критериев их применимости. Следующим этапом стало теоретическое исследование процессов растворения и диспергирования парафинов, смол и асфальтенов в алканах, нафтенах и в ароматических углеводородах с позиций структуры молекул растворяемого вещества и растворителя. На основании результатов проведенного анализа выделены следующие основные процессы, протекающие при действии растворителя на АСПО: - растворение, всегда протекающее для тяжелых масел, парафинов и смол, а также асфальтенов при наличии достаточного количества ароматических углеводородов в растворителе; На основе закономерностей растворения и диспергирования компонентов АСПО предложена экспресс-методика подбора состава углеводородных растворителей (рисунок 3). Лабораторные тесты растворителей (определение моющей, растворяющей и диспергирующей способности) рекомендуется проводить в статическом режиме, в котором разрушение испытуемого образца происходит при фиксированной температуре 20 0С только за счет физико-химического воздействия растворителя.Установлено, что наиболее эффективными растворителями для удаления АСПО являются смеси алканов и ароматических углеводородов в соотношении, обеспечивающим синергетический эффект состава растворителя, с небольшой добавкой алкенов. Требуемое соотношение алканов и ароматических углеводородов в растворителе зависит от химической природы (состава) отложений. Приведено научное обоснование полученных результатов с учетом анализа химического состава и физической структуры отложений, а также протекающих процессов их растворения и диспергирования в углеводородных смесях. Предложен модифицированный способ оценки эффективности углеводородных растворителей для удаления АСПО, учитывающий особенности процесса разрушения отложений, основывающийся на статическом режиме исследований, характеризующийся низкой ошибкой эксперимента и высокой точностью получаемых результатов. Разработана простая в осуществлении экспресс-методика выбора химического состава углеводородных растворителей для удаления АСПО, позволяющая подобрать состав эффективного растворителя для любого образца отложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Установлено, что наиболее эффективными растворителями для удаления АСПО являются смеси алканов и ароматических углеводородов в соотношении, обеспечивающим синергетический эффект состава растворителя, с небольшой добавкой алкенов. Требуемое соотношение алканов и ароматических углеводородов в растворителе зависит от химической природы (состава) отложений.

2. Установлено, что присутствие нафтенов в углеводородном растворителе снижает его эффективность. Показано, что снижение эффективности смеси нафтен-ароматический углеводород может составлять до 40 пунктов по сравнению со смесью алкан-ароматический углеводород в аналогичном соотношении. Приведено научное обоснование полученных результатов с учетом анализа химического состава и физической структуры отложений, а также протекающих процессов их растворения и диспергирования в углеводородных смесях.

3. Предложен модифицированный способ оценки эффективности углеводородных растворителей для удаления АСПО, учитывающий особенности процесса разрушения отложений, основывающийся на статическом режиме исследований, характеризующийся низкой ошибкой эксперимента и высокой точностью получаемых результатов. Использование предложенного способа позволяет исключить действие всех факторов кроме природы растворителя и позволяет получить эффективность, обусловленную исключительно химическим составом растворителя и его действием на АСПО.

4. Разработана простая в осуществлении экспресс-методика выбора химического состава углеводородных растворителей для удаления АСПО, позволяющая подобрать состав эффективного растворителя для любого образца отложений. Предложенная методика не требует привлечения сложных инструментальных методов анализа и математического моделирования и позволяет в короткие сроки с минимальными затратами выбрать эффективный состав углеводородного растворителя для удаления отложений.

5. Разработанная экспресс-методика подбора химического состава углеводородных растворителей использована для подбора составов растворителей для отложений, образующихся в скважинах Ахтырско-Бугундырского, Хасырейского и Холмского месторождений. Разработанные растворители рекомендованы к опытно-промысловым испытаниям.

6. Разработана фрактальная тринитарная классификация случаев образования АСПО и предложены универсальные критерии применимости различных методов предотвращения образования и удаления отложений. На основе предложенных критериев определен перечень случаев образования АСПО, в которых рекомендуется применение углеводородных растворителей для удаления отложений.

7. Выполнен анализ существующих технологических схем удаления отложений с поверхности насосно-компрессорных труб и из призабойной зоны пласта. Лучшей признана технологическая схема очистки насосно-компрессорных труб на основе создания круговой циркуляции по замкнутому контуру затрубное пространство-НКТ-затрубное пространство. Показано, что выбор технологической схемы удаления органической пробки (традиционной или с применением колтюбинга) должен производиться с учетом наличия необходимой техники и общих затрат на проведение процесса.

1. Турукалов М.Б., Чеников И.В. Влияние состава углеводородного растворителя на моющую способность по отношению к АСПО месторождений Вала Гамбурцева // Сборник студенческих научных работ, отмеченных наградами на конкурсах. - Краснодар: Изд. КУБГТУ. - Вып. 6, 2005. - С. 92-94.

2. Оноприенко Е.А., Турукалов М.Б., Данилин С.В. Анализ работы насосной установки по перекачке газового конденсата // Сборник студенческих научных работ, отмеченных наградами на конкурсах. - Краснодар: Изд. КУБГТУ. - Вып. 6, 2005. - С. 105-107.

3. Турукалов М.Б. Анализ проблемы отложения тяжелых органических соединений на примере месторождений Вала Гамбурцева // Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем. Электронный научно-технический журнал. . 2006. - Вып. IV.

4. Турукалов М.Б., Строганов В.М. Критерии подбора методов предотвращения и удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений // Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития: Сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. 25-28 апреля 2006 г. - Геленджик, Краснодарский край, 2006. - С. 86-92.

5. Турукалов М.Б. Критерии применимости углеводородных растворителей для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений // Фундаментальные исследования. - 2007. - № 1. - С. 46-47.

6. 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. - С. 25-29.

7. Строганов В.М., Турукалов М.Б. Экспресс-методика подбора эффективных углеводородных растворителей асфальтено-смоло-парафиновых отложений // Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития: Сб. докл. II Междунар. науч.-практич. конф. 21-26 мая 2007 г. - Геленджик, Краснодарский край, 2007. - С. 138-143.

8. Турукалов М.Б., Строганов В.М., Ясьян Ю.П. Образование асфальто-смоло-парафиновых отложений в нефтедобыче: альтернативный взгляд на механизм // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2007. - № 7. - С. 31-34.

Размещено на .ru