Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), и может быть использовано для удаления АСПО из призабойной зоны пласта, выкидных линий нефтесборных коллекторов нефтепромыслового оборудования нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании включает 70 мас.% депрессорной присадки ДП-65, используемой в виде 40%-ного раствора в авиакеросине и 30 мас.% ингибитора ХПП-004. Технический результат состоит в увеличение эффективности состава для удаления АСПО. 2 табл.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), и может быть использовано для удаления АСПО из призабойной зоны пласта, выкидных линий нефтесборных коллекторов нефтепромыслового оборудования нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Процесс отложения асфальтосмолопарафиновых веществ ухудшает технико-экономические показатели нефтедобычи: снижается межремонтный период работы скважин, увеличиваются потери нефти и энергопотребление, повышается аварийность на объектах, создаются условия для распространения замазученности территории промысла и др.

Известен состав [RU №2183650 С1, С09К 3/00, Е21В 37/0] для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений, содержащий, об.%:

алифатические углеводороды	50,0-8,0
полярный неэлектролит	2,0-5,0
неионогенное ПАВ	1,0-2,0
растворитель-абсорбент-А-2тяжелый	2,0
ароматические углеводороды	остальное

Состав, хотя и проявляет синергетический эффект, но расход его значителен для достижения сравнительно высокой эффективности. Кроме того, данный состав требует трудоемких затрат при его изготовлении. Состав также содержит в большом количестве растворители, которые обладают высокой летучестью, что усложняет технологию его применения.

В настоящее время для предотвращения образования и удаления АСПО применяют различные ингибиторы, депрессорные присадки, как правило, однофункционального действия.

Так известен ингибитор ХПП-004, предназначенный для предотвращения образования парафиновых отложений и удаления гидратоотложений в нефтепромысловом оборудовании и трубопроводах при добыче и транспортировке нефти, выпускаемый по ТУ 39-43122541-ОП-14-98. Он представляет собой смесь фосфорорганического соединения, моноэтаноламина и оксиалкилированных спиртов и уретановых производных в смеси растворителей: метанола, сольвента нефтяного (нефрас А-130/150 или А-120/200).

Внешний вид ингибитора ХПП-004: однородная прозрачная жидкость от светло-желтого до желтого цвета.

Недостатком ингибитора ХПП-004 является его низкая эффективность, которая не превышает 47% в области концентраций до 1000 г/т (исследования проведены на нефти Харампурского месторождения).

Депрессорная присадка ДП-65 по ТУ 6-02-594 представляет собой твердое малотоксичное вещество от коричневого до темно-коричневого цвета.

ДП-65 и ее аналоги - это полиамиды - продукты конденсации СЖК фракции С₂₁-С₂₅ и полиэтиленполиаминов в различных соотношениях. ДП-65, предназначенная для снижения температур застывания нефтей и нефтепродуктов, содержащих высокоплавкие твердые углеводороды, малоэффективна в дизельных топливах. Она также обладает ингибирующим действием по отношению к АСПО. Эффективность ингибирования составляет 33% в области концентраций до 1000 г/т (исследования проведены на нефти Харампурского месторождения).

Технической задачей, стоящей перед изобретателем, является разработка состава ингибиторов АСПО с целью повышения эффективности ингибиторной защиты от АСПО.

Для решения поставленной задачи был изучен состав ингибитора парафиноотложений ХПП-004 и депрессорной присадки ДП-65 (40%-ного раствора в авиакеросине), предназначенный для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в скважинах и нефтепромысловом оборудовании.

Каждый из компонентов полученного состава оказывает свое специфическое действие на определенный вид АСПО.

Состав ингредиентов образует однородную композицию, эффективность которой по удалению парафиноотложений на нефтепромысловом оборудовании повышается за счет явления синергизма разработанного состава.

Оптимальное соотношение компонентов, мас.%:

Ингибитор ХПП-004	30,0
Депрессорная присадка ДП-65 (40%-ный раствор в авиакеросине)	70,0

Исследование эффективности составов проведено в лабораторных условиях на установке «Холодный стержень» на нефти Харампурского месторождения по известной методике, изложенной в РД 39-0148070-003ВНИИ-86.

Результаты исследования приведены в таблице 1.

Растворы готовили непосредственно перед испытанием.

Результаты лабораторных испытаний показали, что наиболее активным компонентом является депрессорная присадка ДП-65. Результаты по определению оптимального высокоэффективного состава смеси показали, что наиболее активной является смесь, где содержание компонентов ДП-65 (40%-ный раствор в авиакеросине): ХПП-004 70,0: 30,0 (мас.%).

Проведена количественная оценка синергизма путем сравнения с кривой аддитивности. Согласно правилу аддитивности масса смеси компонентов равна сумме масс компонентов составляющих эту смесь, умноженных на соответствующие им массовые доли смеси.

где m₁ - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением 40%-ного раствора ДП-65 в авиакеросине, г;

m₂ - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением ингибитора ХПП-004, г;

n₁ - массовая доля первого ингибитора в смеси;

n₂ - массовая доля второго ингибитора в смеси.

Эффективность аддитивности смеси (Э_а) находим расчетным способом:

где m_о - масса АСПО в контрольном опыте, г;

m_а - аддитивная масса АСПО, рассчитанная по формуле (1), г.

Обозначим эффективность, полученную таким образом, как эффективность аддитивности. Для количественной оценки используем соотношение S=Эсм/Эа. Если Эсм/Эа>1, то проявляется синергетический эффект, а если Эсм/Эа<1, то эффект антагонистический.

По полученным результатам построена таблица 2.

Зависимость Эсм/Эа от содержания ДП-65 представляет собой кривую с экстремальными точками. Она позволяет определить допустимое содержание депрессорной присадки ДП-65 в смеси, при котором эффективность ингибирования смеси (Эсм) будет превышать аддитивную эффективность (Эа) при различных удельных расходах.

Один из наиболее важных критериев при выборе ингибитора и величины его дозировки - обеспечение необходимого уровня эффективности ингибирования. Таблица 2 позволяет выбрать состав смеси и удельный расход, при котором состав обладает наибольшей эффективностью, а также численно оценить синергетический эффект.

Результаты, представленные в таблице 2, можно разбить на две области, каждая из которых соответствует определенному содержанию ДП-65 в смеси.

Для расходов 100 г/т и 250 г/т область 0-50% является как бы зеркальным отражением области 50-100%.

Область 0-50 мас.% ДП-65 в смеси - область, где для концентраций 50, 100 г/т наблюдается явление синергизма; для концентрации 250 г/т 0-30 мас.% ДП-65 - область синергизма, а 30-50 мас.% - переходная область.

Область 50-100 мас.% ДП-65 в смеси. Для всех концентраций - область синергизма. Максимальное значение синергизма наблюдается при соотношении ингибитора ХПП-004 и присадки ДП-65 (40%-ного раствора в авиакеросине) 30,0:70,0. Эффективность смеси в этой точке при концентрации 50 г/т превышает аддитивную эффективность в 2,6 раза.

Эффект синергизма зависит от общей концентрации состава. С повышением концентрации он уменьшается, тогда как эффект антагонизма увеличивается (смеси с концентрацией 500 г/т и выше не обладают синергетическим эффектом на всем диапазоне содержания ДП-65 в смеси).

После проведенных исследований выявлено, что оптимальное соотношение компонентов в смеси составляет 70,0 ДП-65 (40%-ного раствора в авиакеросине): 30,0 ХПП-004, а рабочая область концентраций до 250 г/т.

Для выбора наиболее эффективного ингибитора по эффекту ингибирования (без учета стоимости ингибиторов) необходимо принимать во внимание два параметра: величину эффективности и концентрацию.

Предпочтительным будет тот ингибитор, который, допустим, при равной эффективности показывает этот эффект при более низкой концентрации.

Предлагаемый состав смеси ингибиторов асфальтосмолопарафиноотложений по сравнению с известными составами обладает новыми свойствами, не являющимися простым суммированием их известных свойств. А именно, по сравнению с прототипом и отдельно взятыми компонентами ингибиторов предлагаемый состав обладает большей эффективностью, меньшим расходом и, соответственно, имеет более низкую удельную стоимость.

Указанные преимущества позволяют:

использовать более эффективный способ периодической закачки заявляемой композиции в затрубное пространство добывающих скважин (возможность легкого приготовления как в стационарных условиях, так и на промысле);

экономно и рационально использовать раствор композиции с определением оптимального содержания ее в добываемой нефти;

компоненты, входящие в состав композиции, не оказывают влияния на качество подготовки нефти.

Пример: Состав готовят следующим образом:

В бюкс с притертой пробкой дозируют 40-процентный раствор депрессорной присадки ДП-65 в авиакеросине и ингибитор ХПП-004 в соотношении 70,0:30,0 (мас.%). Бюкс закрывают притертой пробкой, подложив под нее кусочек фильтровальной, бумаги и тщательно перемешивают.

Таблица 1 Результаты эффективности ингибирования исходных ингибиторов парафиноотложений и их композиций исследованных в нефти Харампурского месторождения
Компонентный состав, мас.%	Общая концентрация смеси, г/т
50	100	250
ХПП-004	21,3	38,7	49,7
ДП-65 (40%-ный раствор в керосине)	19,5	51,7	56,0
ХПП-004:ДП-65 (40%-ный раствор в керосине) 30,0:70,0	42,7	53,6	44,6
ХПП-004:ДП-65 (40%-ный раствор в керосине) 50,0:50,0	52,3	52,1	60,9
ХПП-004:ДП-65 (40%-ный раствор в керосине) 70,0:30,0	53,0	64,3	55,2
Таблица 2 Отношение Эсм/Эа для состава ингибитора ХПП-004 и депрессорной присадки ДП-65 в нефти Харампурского месторождения при различной концентрации
Концентрация смеси, г/т	Содержание ДП-65, мас.%
0	30	50	70	100
50	1,0	2,1	2,6	2,7	1,0
100	1,0	1,3	1,2	1,3	1,0
250	1,0	0,9	1,2	1,0	1,0

Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании, включающий депрессорную присадку ДП-65, используемую в виде 40%-ного раствора в авиакеросине и ингибитор ХПП-004 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Депрессорная присадка ДП-65 (40%-ный раствор в авиакеросине)	70,0
Ингибитор ХПП-004	30,0