Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений АСПО, и может быть использовано для удаления АСПО из призабойной зоны пласта, выкидных линий нефтесборных коллекторов нефтепромыслового оборудования нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий. Технический результат - повышение эффективности ингибиторов АСПО. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений включает, мас.%: ингибитор ФЛЭК-ИП-102 20,0, ингибитор ХПП-004 24,0 депрессорную присадку ДП-65 22,4, авиакеросин 33,6. 2 табл.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для удаления асфальтеносмолопарафиновых 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, №2080351 С1, С09К 3/00], для удаления и предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений, содержащий, мас.%:

кубовые остатки К-43 на основе
четыреххлористого углерода	79,0-92,0
АДС (ТУ 6-02-13-72-88)	5,0-10,0
керосин	3,0-11,0

Состав, хотя и имеет высокую эффективность, но содержит в большом количестве растворители, которые обладают высокой летучестью, в том числе четыреххлористый углерод, что усложняет технологию его применения. Кроме того, механизм борьбы с АСПО данного прототипа заключается лишь в растворении и отмыве отложений, тогда как ингибиторы АСПО способствуют отмыву, диспергированию, а также предотвращают повторное отложение парафина при охлаждении нефтяного потока.

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

Так, известен ингибитор парафиноотложения ФЛЭК-ИП-102, который выпускается ООО «ФЛЭК» по ТУ 2483-007-24084384-01. Ингибитор представляет собой гелеобразную жидкость от бесцветного до темно-коричневого цвета. В состав ингибитора входят: толуол, этилбензол технический, ксилол нефтяной, сольвент нефтяной [РД 39-0148311-328-88, Подбор ингибиторов парафиноотложений].

Недостатком ингибитора ФЛЭК-ИП-102 является его низкая эффективность, которая не превышает 30% в области концентраций от 0-1000 г/т (исследования проведены на нефти Харампурского месторождения).

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, как и ингибитора ФЛЭК-ИП-102, является его низкая эффективность, которая не превышает 47% в области концентраций от 0-1000 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. Присадка ДП-65 и ее аналоги - это полиамиды - продукты конденсации СЖК фракции С₂₁-С₂₅ и полиэтиленполиаминов в различных соотношениях. Присадка 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 0-1000 г/т (исследования проведены на нефти Харампурского месторождения).

Технический результат - повышение эффективности ингибиторов АСПО.

Технический результат достигается составом для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, включающим, мас.%:

ингибитор ФЛЭК-ИП-102	20,0
ингибитор ХПП-004	24,0
депрессорная присадка ДП-65	22,4
авиакеросин	33,6

Состав готовился путем смешения трехкомпонентной смеси, состоящей из 40%-ного раствора ДП-65 в авиакеросине и ХПП-004 в соотношении 70:30, с ингибитором ФЛЭК-ИП-102.

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

Состав ингредиентов (трехкомпонентной смеси 40%-ного раствора ДП-65 в авиакеросине и ХПП-004 в соотношении 70:30 и ингибитора ФЛЭК-ИП-102) образует однородную композицию, эффективность которой по удалению парафиноотложений на нефтепромысловом оборудовании повышается за счет явления синергизма разработанного состава.

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

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Растворы готовили непосредственно перед испытанием.

Результаты лабораторных испытаний показали, что наиболее эффективной является четырехкомпонентная смесь, при соотношении компонентов: 80% тройной смеси (40%-ного р-ра ДП-65 в авиакеросине: ХПП-004 70,0:30,0) и 20% ингибитора ФЛЭК-ИП-102.

Оптимальное соотношение компонентов в четырехкомпонентной смеси, мас.%:

ингибитор ФЛЭК-ИП-102	20,0
ингибитор ХПП-004	24,0
депрессорная присадка ДП-65	22,4
авиакеросин	33,6

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 ингибиторной смеси 40%-ного раствора ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70,0:30,0, г;

m₂ - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением ингибитора ФЛЭК-ИП-102, г;

n₁ - массовая доля смеси 40%-ного р-ра ДП-65:ХПП-004 70,0:30,0 в трехкомпонентной смеси;

n₂ - массовая доля ингибитора ФЛЭК-ИП-102 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 (2), 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 ХПП-004: раствор ДП-65 в авиакеросине 30:70 представляет собой кривую с экстремальными точками. Она позволяет определить допустимое содержание тройной смеси в четырехкомпонентной, при котором эффективность ингибирования смеси (Эсм) будет превышать аддитивную эффективность (Эа) при различных удельных расходах.

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

Результаты, представленные в таблице 2, можно разбить на четыре области, каждая из которых соответствует определенному содержанию 40-%-ного раствора ДП-65:ХПП-004 в четырехкомпонентной смеси. Причем отмечены общие закономерности: для смеси при расходе 250 г/т вся область - это область синергизма. Максимальное значение синергизма наблюдается для расхода 50 г/т.

Область 0-60% р-р ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70:30. Для концентраций 50 г/т, 100 г/т - область антагонизма.

Область 60-80% р-р ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70:30. Для концентраций 50 г/т, 100 г/т - переходная область.

Область 80-90% р-р ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70:30. Переходная область для концентрации 50 г/т, область синергизма для концентрации 100 г/т.

Область 90-100% р-р ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70:30. Область антагонизма для концентрации 50 г/т.

Максимальное значение синергизма наблюдается для состава содержащего 80% (р-р ДП-65 в авиакеросине:ХПП-004 70:30) и 20% ФЛЭК-ИП-102. Этот максимум, характеризует наиболее активную смесь. Эффективность смеси в этой точке выше аддитивной эффективности в 2,4 раза.

Эффект синергизма зависит от общей концентрации смеси. С повышением концентрации он уменьшается, тогда как эффект антагонизма увеличивается.

После проведенных исследований выявлено, что рабочая область концентраций для наиболее эффективной четырехкомпонентной смеси составляет от 50 до 250 г/т.

Предлагаемый состав ингибиторов парафиноотложений по сравнению с известными составами обладает новыми свойствами, не являющимися простым суммированием их известных свойств. Т.е. за счет явления синергизма предлагаемый состав обладает большей эффективностью, меньшим расходом и, соответственно, имеет более низкую удельную стоимость по сравнению с прототипом и отдельно взятыми компонентами ингибиторов.

Указанные преимущества позволяют:

повысить эффективность удаления и предотвращения образования АСПО за счет содержания керосина в ингибиторной смеси;

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 нефти;

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

Состав готовят следующим образом:

В бюксах с притертыми пробками готовится тройная смесь 40%-ный раствор ДП-65 в керосине и ингибитор ХПП-004 в соотношении 70:30, затем в бюкс с полученной смесью добавляют ингибитор ФЛЭК-ИП-102 в количестве 20 мас.%.

Пояснения к расчету массового содержания компонентов смеси:

1. Готовится 40%-ный раствор присадки в авиакеросине, масс. доли: 0,4 ДП-65:0,6 авиакеросина;

2. Готовится трехкомпонентная смесь, масс. доли:

0,7 (0,4 ДП-65:0,6 керосин) и 0,30 ХПП-004;

(0,28 ДП-65:0,42 керосин): 0,30 ХПП-004.

3. Четырехкомпонентная смесь, доли мас.:

0,80 (0,28 ДП-65:0,42 керосин: 0,30 ХПП-004) и 0.20ФЛЭК-ИП-102

0,224 ДП-65:0,336 керосин: 0,24 ХПП-004:0,20 ФЛЭК-ИП-102

Таблица 1 Результаты эффективности ингибирования исходных ингибиторов парафиноотложений и их композиций, исследованных в авиакеросине
Компонентный состав, мас.%	Общая концентрация смеси, г/т 50 100 250
100% трехкомпонентной смеси ДП-65 (40%-ный раствор в авиакеросине):ХПП-004 70:30 0%ФЛЭК-ИП-102	30,9	41,9	44,5
90% смеси (р-р ДП-65 в авиакеросине: ХПП-004 70:30) и 10%ФЛЭК-ИП-102	10,0	58,7	43,9
80% смеси (р-р ДП-65 в авиакеросине: ХПП-004 70:30) и 20% ФЛЭК-ИП-102	57,9	76,9	60,0
60% смеси (р-р ДП-65 в авиакеросине 70:30) и 40% ФЛЭК-ИП-102	18,1	32,5	54,4
ФЛЭК-ИП-102 100%	27,4	34,5	41,6
Таблица 2 Отношение Эсм/Эа для четырехкомпонентного состава ингибиторов ФЛЭК-ИП-102, ХПП-004 и депрессорной присадки ДП-65 в авиакеросине при различной концентрации смеси
Концентрация четырехкомпонентной смеси, г/т	Содержание ФЛЭК-ИП-102 в четырехкомпонентной смеси, мас.%
0	10	20	40	100
50	1,0	0,6	2,4	0,7	1,0
100	1,0	1,1	1,4	0,6	1,0
250	1,0	1,0	1,4	1,2	1,0

Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий керосин и ингибитор, отличающийся тем, что содержит авиакеросин, в качестве ингибитора - ингибитор ФЛЭК-ИП-102 и ингибитор ХПП-004 и дополнительно - депрессорную присадку ДП-65 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ингибитор ФЛЭК-ИП-102	20,0
ингибитор ХПП-004	24,0
депрессорная присадка ДП-65	22,4
авиакеросин	33,6