Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и исследование многокомпонентных ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование многокомпонентных ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений"

На правах рукописи

ЮРЕЦКАЯ ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ИНГИБИТОРОВ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 2010

004606884

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ) Федерального агентства по образованию

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Грачев Сергей Иванович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Валеев Марат Давлетович

- кандидат физико-математических наук, доцент

Мусакаев Наиль Габсалямович

Ведущая организация - Открытое акционерное общество

«Сибирский научно - исследовательский институт нефтяной промышленности» (ОАО «СибНИИНП»)

Защита состоится 2 июля 2010 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.01 при Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ) по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38, ауд. 225.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72 а, каб. 32.

Автореферат разослан 2 июня 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Г.П. Зозуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Процессы добычи, сбора и подготовки нефти, осложняются комплексом проблем, связанных с асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО). Накопление АСПО в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб приводит к снижению добычи нефти, уменьшению межремонтного периода работы скважин и эффективности работы насосных установок. Размеры парафиновых отложений могут варьироваться от совсем небольших до таких размеров, которые повышают затраты на эксплуатацию н ремонт скважин, одновременно понижая их производительность. Многолетняя практика эксплуатации скважин, добывающих парафинистую нефть, показала, что без проведения работ по предотвращению и удалению АСПО в нефтепромысловом оборудовании, подъемных трубах и выкидных линиях нельзя эффективно решать вопросы оптимизации добычи нефти.

Существуют различные методы борьбы с парафиноотложениями. Одним из перспективных методов борьбы является химический способ с применением ингибиторов АСПО. Метод ингибиторной защиты технологичен. Однако эффективность ингибиторов АСПО недостаточно высокая, требуется большой расход реагента на тонну нефти. Заводы России производят ограниченный ассортимент ингибиторов АСПО. Зарубежные ингибиторы имеют высокую стоимость и не всегда доступны. Один из основных способов создания новых ингибиторов АСПО - целенаправленный синтез активных соединений. Этот способ является наукоемким и трудоемким. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых реагентов - смесей ингибиторов парафиноотложения, обладающих высокой эффективностью ингибиторной защиты, по сравнению с эффективностью составляющих их компонентов.

Цель работы

Повышение эффективности эксплуатации нефтяных скважин путем предупреждения образования АСПО разработкой и применением рецептур многокомпонентных ингибиторов.

Основные задачи исследования

1. Анализ результатов исследования эффективности защиты ингибиторов АСПО и депрессорных присадок в модельной среде - авиакеросине и пробах нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений для создания многокомпонентных композиций.

2. Изучение влияния порядка смешения исходных реагентов на физико-химические характеристики и анализ эффективности ингибирования полученных трехкомпонентных смесей с целью разработки способа создания смесей ингибиторов АСПО.

3. Разработка методики создания высокоэффективных смесей, определение принципов получения оптимальных рабочих составов и областей концентраций с целью разработки новых эффективных ингибиторов АСПО.

4. Оценка влияния депрессаторов, ингибиторов АСПО и их смесей на коррозионную агрессивность среды.

5. Оценка экономического эффекта при применении многокомпонентных смесей ингибиторов АСПО.

Научная новизна выполненной работы

1. Выявлен сверхадцитивный эффект взаимодействия ингибиторов АСПО и депрессорных присадок, имеющих разную химическую природу.

2. Разработана методика создания композиций ингибиторов АСПО, с учетом оптимальной последовательности введения компонентов в смесь.

Практическая ценность и реализация работы

Установлено, что порядок введения реагента в смесь оказывает существенное влияние на эффективность ингибирования.

Разработан способ получения состава для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2316641), позволяющий значительно сократить затраты, время и повысить точность разработки составов смесей.

Разработан новый эффективный реагент - двухкомпонентный состав ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2316642), позволяющий снизить расход реагентов при заданной величине эффективности ингибиторной защиты.

Разработан трехкомпонентный состав ингибиторов

асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2320695), обладающий высокой эффективностью защиты, что позволит снизить рабочую дозировку при его применении.

По основным положениям методики разработаны опытные образцы ингибиторов АСПО, обладающие высокой эффективностью, которые применяются при добыче нефти на Южно-Ягунском и Тевлино-Русскинском месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ Западная Сибирь».

Апробация результатов исследования

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 28-й Научно-практической конференции ОАО «Гипротюменнефтегаз» (Тюмень, 2004); IV Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия» (Москва 2008); Международной академической конференции «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (Тюмень, 2008); 32-й научно-практической конференции, посвященной 45-годовщине ОАО «Гипротюменнефтегаз» (Тюмень, 2009) и научно-методических семинарах ОАО «Гипротюменнефтегаз».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 работ в т.ч. 5 статей в научно-технических журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента РФ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и списка литературы, включающего 108 наименований. Диссертация изложена на 172 страницах, содержит 31 таблицу и 55 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, цель, основные задачи, научная новизна и практическая ценность проведенных исследований.

В первом разделе приводится анализ существующих методов борьбы с АСПО; данные по составу и физико-химическим свойствам АСПО, рассмотрены факторы, определяющие процесс образования парафиновых отложений, а также механизм парафинизации. Более подробно рассмотрен химический метод предотвращения АСПО. Исследованиями в области данного подхода занимались: Данияров С. Н., Евтихин В.Ф., Оленев Л.М., Шамрай Ю.В., Сизая В.В., Рагулин В.В., Шершнев Н.И., Тертерян Р.Я., Горошко С.А., Мастобаев Б.Н., Глущенко В.Н. и др.

Приведена классификация депрессорных присадок к нефтям, ингибиторов парафиноотложения. Обобщен материал по механизмам действия. Рассмотрена технология их применения.

Во втором разделе представлены основные этапы разработки методики создания многокомпонентных ингибиторов АСПО и методы оценки их эффективности.

Приведены физико-химические свойства изучаемых объектов: модельной среды - авиакеросина; проб нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений; асфальтосмолопарафиновых отложений и ингибиторов парафиноотложений. Описаны способы приготовления многокомпонентных композиций.

Эффективность ингибирования реагентов и их смесей определяли по методу «Холодного стержня» (РД 39-3-1273-85, п.2.8).

Оценку явления взаимного усиления эффективности ингибирования реагентов, при их совместном применении наряду с использованием правила аддитивности, определяли по разработанной нами методике количественной оценки синергетического эффекта.

Для количественной оценки сверхаддитивного эффекта взаимодействия реагентов в смесях ингибиторов АСГТО используется соотношение

где Эсм - эффективность ингибиторной защиты смесей, величина, определенная по методу «Холодного стержня» (формула 2), % масс.; Эа - аддитивная эффективность смеси, величина расчетная, определяется по формуле 5, % масс. Если Эсм/Эа>1, то проявляется синергетический эффект, а если Эсм/Эа<1, то эффект антагонистический.

Эффективность ингибиторов АСПО и их композиций определялась по формуле

™0-тр

100%, (2)

то - масса АСПО, отложившихся на стержне в контрольном опыте без

добавления химического реагента (смеси ингибиторов АСПО), г; шр - масса АСПО, отложившихся на стержнях в опытах с добавлением химического реагента, г.

Результаты трех параллельных определений (сходимость) колеблются относительно первого из них с разбросом 10 - 15%.

Аддитивная масса двухкомпонентной смеси рассчитывается по правилу аддитивности (формула 3)

та=т,п,+т2п2, (3)

где Щ + и, = 1.

Аддитивная масса трехкомпонентной смеси рассчитывается по формуле та = т,и, + тгпг + /и3н3, (4)

где и, + «2 + «з = 1;

ni] - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением первого реагента, г;

ni; - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением

второго реагента, г; гпз - масса АСПО, отложившихся на стержне в опыте с добавлением

третьего реагента, г; П| - массовая доля первого реагента в смеси; п2 - массовая доля второго реагента в смеси; П} - массовая доля третьего реагента в смеси. Аддитивная эффективность смеси рассчитывается по формуле

(5)

та

Исследование механизма образования многокомпонентных ингибиторов АСПО проводили путем регистрации спектров на спектрометре ИК-Фурье AVATAR 330 FT-IR 'Thermo Nicolet' в волновой области 400 - 4000 см"1.

Влияние депрессаторов, ингибиторов и их смесей на коррозионную агрессивность среды и на эффективность действия ингибитора коррозии, при их совместной подаче в среду определяли по ГОСТ 9.514 - 99.

В третьем разделе приведены результаты исследования эффективности ингибиторов АСПО, депрессорных присадок и их композиций в модельной среде - авиакеросине и в пробах нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений. Результаты расчета сверхаддитивного эффекта взаимодействия реагентов в созданных композициях. Результаты испытаний эффективности и механизма явления синергизма в трехкомпонентных смесях, различающихся порядком смешения реагентов.

Результаты исследования эффективности исходных депрессаторов, ингибиторов АСПО и некоторых их композиций, исследованных в авиакеросине, приведены в таблице 1, в пробах нефти из скважин ряда месторождений - в таблице 2.

Таблица 1 - Результаты исследования эффективности для различных многокомпонентных смесей ингибиторов и депрессорных

присадок, исследованных в авиакеросине

Ингибиторы АСПО и их смеси Эффективность ингибиторов и смесей при их разном расходе, %

50 г/т 100 г/т 250 г/т 500 г/т

Присадка ДП-65, ТюмИИ кафедра ТНХС 27,7 54,4 57,0 57,2

Ингибитор ХПП-004, «Когалымский завод химреагентов» ОАО «РДН Груп» 27,3 31,5 40,1 44,7

Присадка ТюмИИ-77, ТюмИИ кафедра ТНХС 23,7 30,6 47,2 69,1

ФЛЭК-ИП-101, ООО «Флэк» г. Пермь. 27,7 28,6 33,3 55,5

ФЛЭК-ИП-102, ООО «Флэк» г. Пермь. 24,5 27,5 41,4 58,8

ДП-65 :ХПП-004 50:50 - 58,9 75,5 59,6

ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 60,3 59,4 66,6 78,8

ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 30,2 17,2 24,2 82,6

ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-101 30:70 П,9 50,2 44,7 18,7

ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-101 50:50 69,4 71,6 32,1 62,6

ДП-65 :ФЛЭК-ИП-102 30:70 19,0 53,0 69,5 40,0

ДП-65: ФЛЭК-ИП-102 50:50 73,5 60,4 63,5 63,8

ДП-65 :ФЛЭК-ИП-102 70:30 60,7 53,4 76,2 64,6

Трехкомпонентная смесь, состоящая из 80% смеси ДП-65:ХПП-004 (70:30) и 20% ФЛЭК-ИП-102 57,9 76,9 60,0 -

Трехкомпонентная смесь, состоящая из 60% смеси ДП-65:ФЛЭК-ИП-102 (50:50) и 40% ХПП-004 33,5 77,4 93,0 -

Трехкомпонентная смесь, состоящая из 80% смеси ДП-65:ФЛЭК-ИП-102 (50:50) и 20% ХПП-004 82,8 85,5 90,7 -

Трехкомпонентная смесь, состоящая из 90% смеси ДП-65:ФЛЭК-ИП-102 (50:50) и 10% ХПП-004 40,2 69,4 89,3 -

Четырехкомпонентная смесь, состоящая из 50% смеси ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-101 (50:50) и 50% смеси ДП-65:ХПП-004 (50:50) 8,2 65,4 59,9 -

Таблица 2 - Результаты исследования эффективности ингибиторов, присадок и их смесей, исследованных в пробах нефти из

скважин ряда месторождений

Эффективность ингибиторов и смесей

Месторождение Ингибиторы АСПО и их смеси при их разном расходе, %

50 100 250 500

г/т г/т г/т г/т

ДП-65 19,5 51,7 56,0 -

Южно- ХПП-004 21,3 38,7 49,7 -

Харампурское ДП-65:ХПП-004 50:50 52,3 52,1 60,9 -

ДП-65:ХПП-004 70:30 53,0 64,3 55.2 -

ТюмИИ-77 38,4 54,4 84,3 84,8

ХПП-004 38,0 54,7 70,7 73,7

ФЛЭК-ИП-101 25,7 28,6 41,1 -

ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 39,1 83,0 80,0 83,0

Приобское ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 46,6 83,9 76,7 85,7

ТюмИИ-77: ФЛЭК-ИП-101 50:50 79,2 51,3 62,1 -

60% (ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-102 50:50) и 40% ХПП-004 45,3 38,6 54,5 -

80% (ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-102 50:50) и 20% ХПП-004 43,6 42,2 51,2 -

ТюмИИ-77 -10,8 39,2 42,1 49,4

Урненское ХПП-004 43,8 51,9 55,1 55,3

ТюмИИ-77:ХПП-004 50:50 14,2 89,3 65,6 47,1

ДП-65:ФЛЭК-ИП-102 70:30 43,0 51,2 54,9 47,7

ТюмИИ-77 29,4 34,0 52,0 55,9

ХПП-004 23,3 26,6 55,0 61,1

Усть-Тегусское ФЛЭК-ИП-101 10,8 33,2 54,0 59,8

ТюмИИ-77:ХПП-004 30:70 85,6 66,7 17,1 73,0

ТюмИИ-77:ХПП-004 70:30 84,7 32,7 65,1 54,7

ТюмИИ-77:ФЛЭК-ИП-101 50:50 15,7 40,1 67,9 69,8

Результаты представлены в виде логарифмических зависимостей. Была проведена обработка экспериментальных данных методом интерполяции с помощью программного обеспечения Hydraulic Symuiator лаборатории разработки ПО SunEXe (свидетельство РОСПАТЕНТА № 2002611864).

Полученные аналитические решения приведены на рисунках 1 - 4 на примере смеси ингибитора ХПП-004 и присадки ДП-65, исследованной в авиакеросине и пробе нефти Южно-Харампурского месторождения.

На рисунках 1 и 3 представлены поверхности, отражающие зависимости эффективности ингибирования от концентраций С| - присадки ДП-65, г/т; С? -ХПП-004, г/т в авиакеросине и в нефти Южно-Харампурского месторождения соответственно.

Рисунок 1 - Поверхность Э — /(С,,С2) в авиакеросине

5 25 35 45 55 65 75 85

Содержание ДП-65,%

Содержание ХПЛ-004,%

-Лошрмфмичсскин

(1001/1) -. [о| арнфмнческни

(250г/г)

Рисунок 2 - Зависимость эффективности смеси ингибитора ХПП-004 и присадки ДП-65 от содержания реагентов в авиакеросине

: та - ; # т' ■ : . II3

" 4 ■' / '

Жим" : юсдто . ■ I -'|;шол ■ . - ■' . ■ ' - ' ■ ■^ГЯ! ПГ1 > ЗВД ОМ С2,г/г

С1.г.'т-

Рисунок 3 - Поверхность Э — /(С,,С2) в нефти Южно-Харампурского месторождения

Содержание ДП-65,% Содержание МПЫИЦ.'.

Рисунок 4 - Зависимость эффективности смеси ингибитора ХПП-004 и присадки ДП-65 от содержания реагентов в нефти Южно-Харампурского месторождения Графические зависимости, приведенные на рисунках 1 - 4, позволяют определить минимальные эффективные дозировки и соотношения реагентов при минимальном отклонении от значений разработанных составов.

Из приведенных выше результатов следует, что композиции из ингибиторов и депрессорных присадок обладают сверхаддитивным эффектом взаимодействия исходных реагентов в смесях и являются достаточно эффективными по сравнению с самым активным исходным компонентом. Наибольшую активность из рассмотренных двухкомпоненгных композиций проявляют смеси при соотношении реагентов 50:50 % масс., из рассмотренных трехкомпонентных - в соотношении 80 % двухкомпонентной смеси и 20 % ингибитора АСПО.

Исследования, проведенные в модельной среде - авиакеросине, подтверждены исследованиями в пробах нефти ряда месторождений.

Результаты проведенных исследований и количественная оценка синергетического эффекта позволили установить, что эффект увеличения ингибиторной защиты от АСПО проявляется в смесях, компоненты которых

имеют разную химическую природу. При этом для смесей, обладающих этим эффектом в области малых концентраций, наблюдается снижение эффективности с повышением общей концентрации. Для антагонистических смесей, наоборот, возможно появление эффекта с ростом концентрации смеси. Эффективность смесей зависит как от состава смесей, так и от концентрации. При оптимальном выборе соотношений компонентов и концентрации смеси достигается повышение эффективности ингибирования в 1,2-8,2 раза по сравнению с эффективностью исходных ингибиторов АСПО.

Эффективность смеси за счет большого синергизма при низких концентрациях возрастает настолько, что становится сравнима с эффективностью смеси при больших концентрациях, но небольшом синергизме. Этот эффект обеспечивает снижение расхода ингибитора при заданной величине эффективности защиты.

Были исследованы составы смесей ингибиторов АСПО ФЛЭК-ИП-102, ХПП-004 и депрессорной присадки ДП-65, различающихся порядком введения реагентов в смесь.

Влияние очередности введения того или иного реагента в смесь проявляется в качественных отличиях физико-химических свойств при создании как двухкомпонентных, так и трехкомпонентных смесей, уже на стадии приготовления смесей из исходных компонентов.

Результаты испытаний эффективности созданных композиций, имеющих одинаковый конечный состав, но различающихся порядком введения регентов приведены в таблице 3.

Из результатов, приведенных в таблице 3, установлено следующее.

Структура и окраска смесей ингибиторов АСПО ХПП-004, ФЛЭК-ИП-102 и депрессорной присадки ДП-65 зависят от порядка смешения реагентов. При разном порядке смешения образуются как истинные окрашенные растворы, так и эмульсии белого цвета при одинаковом конечном составе

смеси. При изменении структуры от эмульсии до раствора при повышении содержания ДП-65 эффективность и синергетический эффект увеличиваются. Таблица 3- Результаты определения эффективности и синергетического эффекта для трехкомпонентных композиций в зависимости

от порядка смешения реагентов при расходе 50 г/т

Состав трехкомпонентной смеси Порядок смешения реагентов в смеси с ^ СП | * сч О Г) 5 н о. 2 СП СП Г СП

20% ДП-65 26,7% ХПП-004 53,3% ФЛЭК-ИП-102 1.(ФЛЭК-ИП-102+ХПП-004)+ДП-65 29,0 21,3 24,7 75,4 39,7 1,90

[ЦФЛЭК-ИП-102+ДП-65) тХПП-004 28,2 23,4 25,4 31,2 38,1 0,81

Ш.(ХПП-004+ДП-65) +ФЛЭК-ИП-102 26,8 25,2 27,3 36,0 43,0 0,84

40% ДП-65 20% ХПП-004 40% ФЛЭК-ИП-102 ЦФЛЭК-ИП-102+ХПП-004) +ДП-65 29,0 21,3 24,7 47,0 37,0 1,27

Н.(ФЛЭК-ИП-102+ДП-65) +ХПП-004 28,2 23,4 25,4 49,9 32,5 1,54

ПЦХПП-004+ДП-65) +ФЛЭК-ИП-102 26,8 25,2 27,3 41,3 39,0 1,06

60% ДП-65 13,4% ХПП-004 26,6% ФЛЭК-ИП-102 1.(ФЛЭК-ИП-102+ХПП- 004)+ДП-65 29,0 21,3 29,0 51,0 33,5 1,52

Н.(ФЛЭК-ИП-102+ДП-65)+ХПП-004 28,2 23,4 28,2 49,0 30,0 1,64

Ш.(ХПП-004+ДП-65)+ФЛЭК-ИП-102 26,8 25,2 26,8 32,0 55,4 0,58

80% ДП-65 6,7 % ХПП-004 13,3% ФЛЭК-ИП-102 1.(ФЛЭК-НП-102+ХПП-004)+ДП-65 29,0 21,3 24,7 70,2 31,7 2,21

И.(ФЛЭК-ИП-102+ДП-65) +ХПП-004 28,2 23,4 25,4 48,4 21,3 2,27

Ш.(ХПП-004+ДП-65) +ФЛЭК-ИП-102 26,8 25,2 27,3 5,0 30,9 0,16

Эффективность смесей изменяется от 5 до 70%, а синергизм - от 0,2 (антагонизм) до 2,2 при одном и том же конечном составе смеси. Причем, наибольшую эффективность и синергизм имеют смеси, образующие истинный раствор, а смеси в состоянии эмульсии имеют наиболее низкую эффективность и проявляют антагонизм.

С целью исследования механизма образования трехкомпонентных смесей ингибиторов АСПО, различающихся порядком смешения, были сняты ИК-спектры трехкомпонентных смесей и исходных реагентов.

Трехкомпонентные смеси, приготовленные по способам I и III имеют близкие ИК-спектры, но показывают совершенно противоположные результаты. По способу I - высокую эффективность и синергизм, по способу III - низкую эффективность и антагонизм.

Выявлены общие закономерности в изменении ИК-спектров при приготовлении трехкомпонентных смесей различными способами, отличающимися порядком смешения компонентов.

Новые линии ИК-спектров в смесях не появляются. Это свидетельствует о том, что химические реакции с образованием новых химических соединений при смешении ингибиторов АСПО не протекают. ИК-спектры двух- и трехкомпонентных смесей не являются аддитивной суммой ИК-спектров исходных компонентов. В смеси происходит достаточно сильное межмолекулярное взаимодействие, в результате которого образуются устойчивые комплексы из молекул исходных компонентов. ИК-спектр трехкомпонентной смеси зависит от порядка смешения компонентов и определяется, во многом, ИК-спектром последнего компонента, вводимого в композицию, несмотря на величину его содержания в смеси. Это свидетельствует об устойчивости промежуточных комплексов в двухкомпонентных смесях.

Сопоставление изменений эффективности и синергизма, физико-химических свойств и ИК-спектров трехкомпонентных смесей,

приготовленных в разном порядке смешения показывает, что эффективность, синергизм, физико-химические свойства и ИК-спектры трехкомпонентных смесей имеют сильную зависимость от порядка смешения компонентов. Высокая эффективность и синергизм характерны для трехкомпонентных смесей, представляющих собой однородный раствор. Низкая эффективность и антагонизм - для смесей в состоянии эмульсии.

На основании полученных экспериментальных данных и обобщения выведенных закономерностей была разработана методика создания многокомпонентных композиций ингибиторов парафиноотложения, обладающих высокой эффективностью.

Главные положения и этапы методики заключаются в следующем:

- для составления смесей необходимо использовать реагенты с различной химической природой или с различными активными химическими группами;

- интервал изменения содержания исходных реагентов при разработке составов смесей, с целью повышения точности подбора, не должен превышать 20%;

- при разработке многокомпонентных смесей, а также при промышленном производстве серийных реагентов необходимо проводить оценку влияния порядка смешения компонентов на эффективность ингибиторной защиты композиций и оптимизацию состава смеси по порядку смешения компонентов;

- отбор перспективных смесей необходимо проводить уже на стадии смешения реагентов. Для дальнейшего изучения следует отбирать смеси, образующие истинный раствор и исключить смеси в виде эмульсии;

- на первом этапе исследование эффективности и сверхаддитивного эффекта взаимодействия исходных компонентов в смесях ингибиторов проводить в наиболее перспективной области - в области низких концентраций: 50 - 250 г/т. Далее, при необходимости, концентрацию следует увеличить до 500 г/т.

Окончательный выбор смесей производить по результатам расчета и сравнения их технико-экономических показателей, то есть по удельной стоимости обработки ингибиторной смесью 1 т нефти при заданной величине эффективности защиты. К промышленному применению следует рекомендовать смеси с минимальными значениями удельной стоимости ингибиторной обработки.

Необходимым условием эффективного использования синергетических композиций ингибиторов АСПО является соблюдение их состава и концентрации в обрабатываемой среде. Поэтому для достижения максимальной технико-экономической эффективности рекомендуется применять смеси ингибиторов АСПО в технологии постоянной подачи ингибиторов в систему.

В четвертом разделе приводятся результаты влияния депрессаторов, ингибиторов и их смесей на коррозионную агрессивность среды и оценка ориентировочного экономического эффекта от их применения. Испытания депрессаторов, ингибиторов и их смесей на коррозионную агрессивность среды и на эффективность действия ингибитора коррозии, при их совместной подаче в среду, проводились на имитате пластовой воды Урненского месторождения.

Индекс агрессивности среды рассчитывался по формуле (6)

где \'0 - среднее значение скорости коррозии в среде, не содержащей химический реагент (ингибитор АСПО, депрессорную присадку, их смеси), мм/год;

V, - среднее значение скорости коррозии в среде, содержащей химический реагент заданной концентрации, мм/год.

Принимается, что если:

- 1агр ^ ±0,1 - химический реагент заданной концентрации не влияет на коррозионную агрессивность среды;

- 1лгр < -0,1 - химический реагент заданной концентрации повышает коррозионную агрессивность среды;

- 1д1Р > 0,1 - химический реагент заданной концентрации снижает коррозионную агрессивность среды (обладает ингибирующим действием).

При оценке влияния ингибиторов АСПО и их смесей на эффективность действия ингибитора коррозии при их совместной подаче в среду первоначально в ячейку дозировали ингибитор парафиноотложения (смесь ингибиторов АСПО), затем добавляли ингибитор коррозии 8сйтю1 \VS-2II1, при концентрации, равной 20 мг/дм3.

Степень защиты от коррозии {I, %) определялась по формуле V -V'

2 = Я-100 (7)

К

где У/о ~ среднее значение скорости коррозии в среде, не содержащей химический реагент (ингибитор коррозии 5<лто1 \VS-2111 при концентрации 20 мг/дм3 с ингибитором АСПО, депрессорной присадкой, их смесью), мм/год;

У|' - среднее значение скорости коррозии в среде, содержащей химический реагент (ингибитор коррозии 8ато1 \VS-2111 при концентрации 20 мг/дм3 с ингибитором АСПО, депрессорной присадкой, их смесью), мм/год.

Результаты проведенных исследований приведены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4 - Результаты электрохимических испытаний ингибиторов АСПО и их смесей в имитате пластовой воды Урненского месторождения

№ п/п Реагент Концентрация, г/т Средняя скорость коррозии, мм/гол 1агр

V» V,

1 ТюмИИ-77 100 1,158 1,048 0,095

500 1,187 0,938 0,210

2 ФЛЭК-ИП-102 100 1,208 1,312 -0,086

500 1,180 1,307 -0,108

3 ХПП-004 100 1,182 1,190 -0,007

500 1,123 1,147 -0,021

Продолжение таблицы 4

№ п/п Реагент Концентрация, г/т Средняя скорость коррозии, мм/год Iarp

Vo V,

4 Смесь ТюмИИ-77: ФЛЭК-ИП-102 30:70 100 1,262 1,271 -0,007

500 1,154 1,202 -0,042

5 Смесь ТюмИИ-77 : ФЛЭК-ИП-102 50:50 100 1,244 1,236 0,006

500 1,243 1,184 0,047

6 Смесь ТюмИИ-77: ФЛЭК-ИП-102 70:30 100 1,245 1,177 0,055

500 1,167 0,977 0,163

7 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 30:70 100 1,178 1,153 0,021

500 1,212 1,128 0,069

8 Смссь ТюмИИ-77: ХПП-004 50: 50 100 1,137 1,081 0,049

500 1,166 1,059 0,092

9 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 70:30 100 1,114 1,046 0,061

500 1,103 0,961 0,129

10 Смесь 80% ТюмИИ- 77:ХПП-004(70:30)+20% ФЛЭК-ИП-102 100 1,163 1,066 0,083

500 1,107 0,952 0,140

Таблица 5 - Результаты испытаний эффективности защитного действия

ингибитора коррозии Бсто! \VS-2111 в присутствии

ингибиторов АСПО и их смесей

№ ri/п Реагент Концентрация ингибиторов АСПО, г/т Средняя скорость коррозии, мм/год Z,%

V«' V,'

1 8сппо1 \VS-2111, 20 мг/дм3 - 1,117 0,014 98,7

2 ТюмИИ-77 100 1,129 0,020 98,2

500 1,184 0,015 98,7

3 ФЛЭК-ИП-102 100 0,917 0,034 96,3

500 1,031 0,051 95,1

4 ХПП-004 100 0,818 0,011 98,7

500 0,983 0,015 98,5

5 Смесь ТюмИИ-77 : ФЛЭК-ИП-102 50: 50 100 0,851 0,012 98,6

500 0,795 0,010 98,7

6 Смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 70: 30 100 1,030 0,013 98,7

500 0,976 0,012 98,8

7 Смесь 80% ТюмИИ-77 : ХПП-004(70:30)+20% ФЛЭК-ИП-102 100 0,895 0,010 98,9

500 0,830 0,009 98,9

По результатам исследований, приведенным в таблицах 4, 5 установлено следующее.

При концентрациях 100 г/т и 500 г/т ингибиторы ФЛЭК-ИП-102, ХПП-004, двухкомпонентная смесь ТюмИИ-77; ФЛЭК-ИП-102 в любых соотношениях и смесь ТюмИИ-77 : ХПП-004 в соотношении 30:70 и 50:50 не влияют на коррозионную агрессивность среды. При дозировке 500 г/т присадка ТюмИИ-77, двухкомпонентная смесь ТюмИИ-77: ХПП-004 в соотношении 70:30 и трехкомпонентная смесь, состоящая из 80% двухкомпонентной смеси ТюмИИ-77: ХПП-004 (70:30) и 20% ФЛЭК-ИП-102 обладают слабым ингибирующим действием, то есть незначительно снижают коррозионную агрессивность среды.

Ингибиторы АСПО и их композиции не оказывают влияния на защитные свойства ингибитора коррозии Зсптю1 "\VS-2111.

Расчетным путем установлено, что применение разработанного состава ДП-65 и ХПП-004 в соотношении 50:50 % масс., (патент №2316642) для защиты от АСПО нефтепровода ЦПС «Харампурский» - ЦПС «Тарасовский» ОАО «Роснефть-Пурнефтегаз» позволит в 2 - 4 раза снизить их расход по сравнению с расходом исходных ингибиторов при одной и той же заданной величине эффективности защиты.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Исследована эффективность ингибирования депрессорных присадок, ингибиторов АСПО и их смесей в модельной среде - авиакеросине и пробах нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений. Проведена количественная оценка синергетического эффекта.

2. Выявлена зависимость структуры, окраски, эффективности ингибирования, ИК-спектров трехкомпонентных смесей от порядка смешения исходных реагентов при одинаковом конечном составе смеси. Разработан

способ получения состава для предотвращения АСПО, который рекомендуется для создания комплексных реагентов - ингибиторов парафиноотложений.

3. По разработанной методике созданы новые реагенты: двух- и трехкомпонентные составы ингибиторов АСПО на основе сверхаддитивного взаимодействия реагентов в композициях. Данная методика внедрена для применения в филиале «Когалымский завод химреагентов» ОАО «РДН Груп» и используется в настоящее время для создания новых реагентов: деэмульгаторов, ингибиторов коррозии, ингибиторов парафино- и солеотложения.

4. Установлено, что ингибиторы АСПО и их смеси не влияют на коррозионную агрессивность среды.

5. Рассчитан ориентировочный годовой экономический эффект применения разработанного состава ингибиторов ДП-65 и ХПП-004 (патент №2316642) при перекачке товарной нефти Южно - Харампурского месторождения.

Расчетный суммарный экономический эффект при внедрении разработанного состава смеси ингибиторов АСПО ТюмИИ-77 и ХПП-004 филиалом «Когалымский завод химреагентов» ОАО «РДН Груп» составит около 500 тыс. руб. в год.

Основные положения диссертационной работы нашли отражение в следующих печатных работах:

1. Пат. 2316642 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Состав для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений / А.Г. Перекупка, Т.В. Пензева (Россия). - № 2006119077/04; Заявлено 31.05.06; 0публ.10.02.2008, Бюл. № 4.

2. Пат. 2316641 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Способ получения состава для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений/ А.Г. Перекупка, Т.В. Пензева (Россия). - № 2006119076/04; Заявлено 31.05.06; Опубл. 10.02.2008, Бюл. № 4.

3. Пат. 2320695 РФ, С1, МПК С09К 8/524. Состав для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений/ А.Г. Перекупка, Т.В. Пензева (Россия). -№ 2006119071/03; Заявлено 31.05.06; 0публ.27.03.2008, Бюл. № 9.

4. Юрецкая Т.В. Способ получения высокоэффективных составов смесей ингибиторов парафиноотложения / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка // Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. Нефтепромысловая химия 26-27.06.2008. - М.: Изд-во Интерконтакт Наука, 2008. - С. 144.

5. Юрецкая Т.В. Эффективность многокомпонентных смесей ингибиторов АСПО / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка // Материалы IV Всероссийской науч.-практ. конф. Нефтепромысловая химия 26-27.06.2008. - М.: Изд-во Интерконтакт Наука, 2008. - С. 146.

6. Юрецкая Т.В., Перекупка А.Г. Разработка высокоэффективных составов ингибиторов АСПО / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка // Тез. докл. Междунар. академ. конф. Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири 17-19.09.2008. - Тюмень: ФГУП ЗапсибНИИГГ, 2008, - С. 36.

7. Юрецкая Т.В. Разработка синергетических смесей реагентов для добычи нефти / Ю.С. Зараева, Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка // Тез. докл. 32-й науч.-практ. конф., посвящ. 45-й годовщине ОАО «Гипротюменнефтегаз» 1112.12.2008. - Тюмень: Гипротюменнефтегаз, 2009. - С. 54 - 55.

8. Юрецкая Т.В. Влияние порядка смешения компонентов на эффективность и синергизм композиций ингибиторов АСПО / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка //Нефтяное хозяйство. -2010. -№ 1.-С. 103-107.

9. Юрецкая Т.В. Оценка эффективности двухкомпонентных композиций ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений с депрессорными присадками / Т.В. Юрецкая, И.Г. Волынец // Известия вузов. Нефть и газ. -2010,-№2.-С. 43-50.

10. Юрецкая Т.В. Разработка композиций ингибиторов АСПО и исследование их эффективности / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка, Ю.Н. Абдрашитова // Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 3. - С. 100-103.

11. Юрецкая Т.В. Исследование свойств композиции ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений. - Территория «НЕФТЕГАЗ». - 2010. -№ 4. - С. 44-47.

12. Юрецкая Т.В. Исследование эффективности трех- и четырехкомпоиентных композиций ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений с депрессорными присадками. / Т.В. Юрецкая, С.И. Грачев // Нефтепромысловое дело. - 2010. - № 6. - С. 50-52.

Соискатель

Т.В. Юрецкая

Издательство «Вектор Бук» Лицензия ЛР № 066721 от 06.07.99 г.

Подписано в печать 27.05.2010 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать Riso. Усл.печ.л. 1,44. Тираж 100 экз. Заказ 126.

Отпечатано с готового набора в типографии издательства «Вектор Бук». Лицензия ПД № 17-0003 от 06.07.2000 г.

625004, г. Тюмень, ул. Володарского, 45. Тел. (3452) 46-54-04,46-90-03.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Юрецкая, Татьяна Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С АСПО.

1.1 Физико-химическая характеристика нефтей.

1.1.1 Состав и структура АСПО.

1.1.2 Причины и условия образования АСПО.

1.1.3 Механизм парафинизации.

1.2 Способы предупреждения отложений АСПВ.

1.2.1 Превентивный метод.

1.2.2 Физические методы.

1.2.3 Химический метод.

1.3 Методы удаления парафиновых отложений.

1.3.1 Механическое удаление отложений.

1.3.2 Термическое удаление отложений.

1.3.3 Обработка парафина химреагентами.

1.3.4 Микробиологические методы удаления.

1.4 Классификация ингибиторов парафиноотложений и механизм их действия.

1.5 Классификация депрессорных присадок к нефтям и механизм их действия.

1.6 Технология применения ингибиторов парафиноотложений.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ СМЕСЕЙ ИНГИБИТОРОВ АСПО И МЕТОДЫ И ОЦЕНКИ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

2.1 Определение эффективности депрессаторов, ингибиторов АСПО и их смесей, исследованных в авиакеросине.

2.2 Определение эффективности смесей ингибиторов АСПО, исследованных в пробах нефти из скважин месторождений.

2.3 Методика оценки синергетического эффекта.

2.4 Разработка способов приготовления многокомпонентных смесей ингибиторов АСПО.

2.5 Методика регистрации спектров депрессаторов, ингибиторов и их смесей методом инфракрасной спектроскопии.552.6 Методика оценки влияния депрессаторов, ингибиторов и их смесей на коррозионную агрессивность среды.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СОСТАВОВ СМЕСЕЙ ИНГИБИТРОВ ПАРАФИНООТЛОЖЕНИЯ.

3.1 Определение эффективности ингибиторов АСПО и их двухкомпонентных смесей, исследованных в авиакеросине.

3.2 Определение эффективности ингибиторов АСПО и их двухкомпонентных смесей, исследованных в пробах нефти из скважин. Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений.

3.3 Количественная оценка синергизма в двухкомпонентных композициях ингибиторов АСПО с депрессорными присадками.

3.3 Результаты исследования трех - и четырехкомпонентных композиций ингибиторов АСПО и депрессорных присадок.

3.4 Результаты исследования эффективности и синергетического эффекта трехкомпонентных смесей ингибиторов в зависимости от порядка смешения исходных реагентов.

3.5 Исследование механизма явления синергизма в трехкомпонентных смесях, различающихся порядком смешения реагентов.

3.6 Методика создания высокоэффективных смесей ингибиторов АСПО

Выводы по разделу 3.

4 ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ И ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ

МНОГОКОМПОНЕНТЫХ СМЕСЕЙ ИНГИБИТОРОВ АСПО.

4.1 Результаты оценки влияния депрессаторов, ингибиторов и их смесей на коррозионную агрессивность среды.

4.2 Результаты исследования реологических свойств присадки, ингибиторов и их смесей.

4.3 Ориентировочный экономический эффект от применения композиций ингибиторов АСПО.

Выводы по разделу 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и исследование многокомпонентных ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений"

Актуальность работы

В настоящее время развитие нефтяной промышленности обусловлено значительными осложнениями при разработке нефтяных месторождений. Процессы добычи, сбора и подготовки нефти, осложняются комплексом проблем, связанных с асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО). Накопление АСПО в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб приводит к снижению отборов нефти, уменьшению межремонтного периода работы скважин и эффективности работы насосных установок. Образование стойких эмульсий в скважинах в совокупности с выпадением парафина и асфальтосмолистых веществ в пласте приводит к значительному снижению добычи нефти. Так как отложения могут происходить в любой точке во время добычи, транспортировки и переработки, бороться с парафинами особенно тяжело, потому как они откладываются в НКТ или коллекторской породе. На поверхности парафин может легко контролироваться различными термическими или механическими методами, которые должны применяться на регулярной основе. Внутри скважины эти методы не могут применяться так легко, так как требуемая точка применения может находиться в тысячах метров под землей и может менять свое положение на протяжении времени эксплуатации скважины.

Размеры парафиновых отложений могут варьироваться от совсем небольших до таких размеров, которые повышают затраты на эксплуатацию и ремонт скважин, одновременно понижая их производительность. Парафины могут откладываться жёстким покрытием, которое постепенно ограничивает добычу или могут быть, в виде мягкой массы, способной прилипнуть к оборудованию, с которым контактирует. Внутри ограниченной зоны, АСПО не являются идентичными или предсказуемыми и часто широко варьируются между соседними скважинами. Каждая нефтяная скважина имеет свои собственные рабочие характеристики и состояния; по этому же принципу индивидуальные скважины зачастую имеют очень различные эксплуатационные условия. Такая непостоянность делает парафиновую обработку трудной задачей, так как каждое отложение имеет различные характеристики. Парафиновая обработка, работающая на одной скважине или месторождении, может быть полностью безуспешна в применении на другой скважине или месторождении [91]. Многолетняя практика эксплуатации скважин, добывающих парафинистую нефть, показала, что без проведения работ по предотвращению и удалению АСПО в трубопроводах и нефтепромысловом оборудовании, подъемных трубах, выкидных линиях и промысловых емкостях нельзя эффективно решать вопросы оптимизации добычи и сбора нефти.

Существуют различные методы борьбы с отложениями АСПВ. Одним из перспективных методов борьбы является химический способ с применением ингибиторов АСПО. Исследованию данного подхода посвящены работы: Даниярова С. Н. [20], Евтихина В.Ф. [23], Оленева Л.М.[55-57], Шамрая Ю.В [12, 96-99], Сизой В.В. [81], Рагулина В.В.[71-73], Шершнева Н.И. [100], Тертеряна Р.Я. [87], Горошко С.А. [16], Мастобаева Б.Н. [38], Глущенко В.Н. [17-19, 83] и др.

При разработке технологии ингибиторной защиты наиболее важным этапом является подбор эффективного ингибитора АСПО применительно к конкретным параметрам эксплуатации нефтепромыслового оборудования и физико-химическим свойствам нефти. Метод ингибиторной защиты технологичен. Однако эффективность ингибиторов АСПО недостаточно высокая, требуется большой расход реагента на тонну нефти. Заводы России производят ограниченный ассортимент ингибиторов АСПО. Кроме того, зарубежные ингибиторы имеют высокую стоимость и не всегда доступны. Один из основных способов создания новых ингибиторов АСПО -целенаправленный синтез активных соединений. Этот способ является наукоемким и трудоемким.

В этой связи актуальным становится создание смеси ингибиторов парафиноотложения для повышения общей эффективности и получение реагента, обладающего высокой эффективностью ингибиторной защиты, по сравнению с эффективностью составляющих его компонентов.

Цель работы

Повышение эффективности эксплуатации нефтяных скважин путем предупреждения образования АСПО разработкой и применением рецептур многокомпонентных ингибиторов.

Основные задачи исследования

1. Анализ результатов исследования эффективности защиты ингибиторов АСПО и депрессорных присадок в модельной среде - авиакеросине и пробах нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений для создания многокомпонентных композиций.

2. Изучение влияния порядка смешения исходных реагентов на физико-химические характеристики и анализ эффективности ингибирования полученных трехкомпонентных смесей с целью разработки способа создания смесей ингибиторов АСПО.

3. Разработка методики создания высокоэффективных смесей, определение принципов получения оптимальных рабочих составов и областей концентраций с целью разработки новых эффективных ингибиторов АСПО.

4. Оценка влияния депрессаторов, ингибиторов АСПО и их смесей на коррозионную агрессивность среды.

5. Оценка экономического эффекта при применении многокомпонентных смесей ингибиторов АСПО.

Научная новизна выполненной работы

1. Выявлен сверхаддитивный эффект взаимодействия ингибиторов АСПО и депрессорных присадок, имеющих разную химическую природу.

2. Разработана методика создания композиций ингибиторов АСПО, с учетом оптимальной последовательности введения компонентов в смесь.

Практическая ценность и реализация работы

Установлено, что порядок введения реагента в смесь оказывает существенное влияние на эффективность ингибирования.

Разработан способ получения состава для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2316641), позволяющий значительно сократить затраты, время и повысить точность разработки составов смесей.

Разработан новый эффективный реагент - двухкомпонентный состав ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2316642), позволяющий снизить расход реагентов при заданной величине эффективности ингибиторной защиты.

Разработан трехкомпонентный состав ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений (патент № 2320695), обладающий высокой эффективностью защиты, что позволит снизить рабочую дозировку при его применении.

По основным положениям методики разработаны опытные образцы ингибиторов АСПО, обладающие высокой эффективностью, которые применяются при добыче нефти на Южно-Ягунском и Тевлино-Русскинском месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ Западная Сибирь».

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Юрецкая, Татьяна Владимировна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Исследована эффективность ингибирования депрессорных присадок, ингибиторов АСПО и их смесей в модельной среде - авиакеросине и пробах нефти из скважин Южно-Харампурского, Приобского, Урненского и Усть-Тегусского месторождений.

2. Выявлена зависимость структуры, окраски, эффективности ингибирования, ИК-спектров трехкомпонентных смесей от порядка смешения исходных реагентов при одинаковом конечном составе смеси. Разработан способ получения состава для удаления АСПО, который рекомендуется для создания комплексных реагентов - ингибиторов парафиноотложений.

3. По разработанной методике созданы новые реагенты: двух- и трехкомпонентные составы ингибиторов АСПО на основе сверхаддитивного взаимодействия реагентов в композициях. Данная методика внедрена для применения в филиале «Когалымский завод химреагентов» ОАО «РДН Груп» и используется в настоящее время для создания новых реагентов: деэмульгаторов, ингибиторов коррозии, ингибиторов парафино- и солеотложения.

4. Установлено, что ингибиторы АСПО и их смеси не влияют на коррозионную агрессивность среды.

5. Рассчитан ориентировочный годовой экономический эффект применения разработанного состава ингибиторов ДП-65 и ХПП-004 (патент №2316642) при перекачке товарной нефти Южно - Харампурского месторождения.

Расчетный суммарный экономический эффект при внедрении разработанного состава смеси ингибиторов АСПО ТюмИИ-77 и ХПП-004 филиалом «Когалымский завод химреагентов» ОАО «РДН Груп» составит около 500 тыс. руб. год.

160

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Юрецкая, Татьяна Владимировна, Тюмень

1. Агаев С.Г. Получение опытных партий депрессорной присадки ТюмИИ-77М / Агаев С.Г., Березина З.Н., Шевелева М.Г. // Химия и технология топлив и масел, 1994. Вып.9. - с. 10—11.

2. Алиев Р.А. Трубопроводный транспорт высокозастывающих нефтей с жидкими углеводородными разбавителями / Алиев Р.А., Блейхер Э.М. — М.: ВНИИОЭНГ, 1970. № 7. - с.88.

3. Ахмадеев А.Г. Эффективность действия депрессорных присадок на свойства высокопарафинистой нефти / Ахмадеев А.Г., Сафин М.А., Родионова Е.В. // Нефтяное хозяйство, 2002. №.3 - с. 83 - 84.

4. Баринов А.В. Некоторые проблемы тестирования и контроля применения химических продуктов в нефтедобыче / Баринов А.В., Фролов А.Г., Сафин С.Г., Тарасова Г.М. // Нефтепромысловое дело. 2001. - № 4 — С. 12 — 14.

5. Богомолов И.А, Химия нефти и газа. Учебное пособие / Богомолов И.А., Гайле А.А. Громова В.В и др. / Под ред. В.А. Проскурякова. М.: Химия, 1998.- 150 с.

6. Борсуцкий З.Р. Исследование механизма магнитной обработки нефтей на основе результатов лабораторных и промысловых испытаний / Борсуцкий З.Р., Ильясов С.Е.// Нефтепромысловое дело: НТЖ. М.:ВНИИОЭНГ. - 2002. -№ 8 - С. 28 - 37.

7. Биккулов А.З. Механизм парафиноотложения в гидродинамических условиях / Биккулов А.З., Шаммазов А.А. // Нефть и газ. 1998. - № 5. - с. 100 - 105.

8. Берштейн И.Я. Спектрофотометрический анализ в органической химии / Берштейн И.Я., Каминский Ю.Л. Л.: Химия, 1986. - С. 10.

9. Волков Л.Ф. Добыча и промысловый сбор парафинистых нефтей / Волков Л.Ф., Каган Я. М., Латыпыпов В.Х. и др. М.: Недра ,1970, 185 с.

10. Ю.Вопросы промыслового сбора внутритрубопроводной деэмульсации и гидротранспорта нефтей. Труды Гипротюменнефтегаз, вып. 26.- Тюмень, 1971. -276с.

11. П.Галонский П.П. Борьба с парафином при добыче нефти. Теория м проктика. -М.: Гостоптехиздат, 1995. 151 с.

12. Головко С.Н. Эффективность применения растворителей АСПО в добыче нефти / Головко С.Н., Шамрай Ю.В., Гусев В.И. М.:ВНИИОНГ, 1984. -64 с.

13. Горошко С.А. Подбор ингибитора парафиноотложений / Горошко С.А., Ясьян Ю.П., Павленко П.П. // Газовая промышленность, 2002. — Вып. 5. -с. 67-68.

14. ГОСТ 9.514 99 «Единая система защиты от коррозии и старения. Ингибиторы коррозии металлов для водных систем. Электрохимический метод определения защитной способности». — Минск: Межгосударственный совет по СМ и С,-2001.

15. ГОСТ 1929-87Методы определения динамической вязкости на ротационном вискозиметре. М.: Государственный стандарт СоюзаСССР, 1983.

16. Глущенко В.Н. Оценка эффективности ингибиторов асфальтеносмолопарафиновых отложений / Глущенко В.Н., Шипигузов JI.M., Юрпалов И.А. // Нефтяное хозяйство, 2007. №.5 - с. 84 - 87.

17. Глущенко В.Н. Обратные эмульсии и суспензии в нефтегазовой промышленности. М.:Интерконтакт Наука, 2008. - 725 с.

18. Глущенко В.Н. Предупреждение и устранение асфальтеносмолопарафиновых отложений / Глущенко В.Н., Силин М.А., Герин Ю.Г. // Нефтепромысловая химия. М.: Интерконтакт Наука, 2009. - т. V. - 475 с.

19. Гусев В.И. Химия и технология применения химических продуктов для интенсификации добычи нефти. М.: ВНИИОЭНГ, 1986. - вып.16 - 68 с.

20. Данияров С.Н., Некрасов JI.A., Азанова Т.А. Химические реагенты для борьбы с отложениями парафина в нефтепромысловом оборудовании. Совершенствование техники и технологии добычи нефти в Западной Сибири// Тр. ин-та/СибНИИНП, 1981. вып.22 .с.112-117

21. Дорфман М.Б. Изучение адсорбционно-десорбционных процессов при использовании углеводородных растворителей / Дорфман М.Б., Цивилев Р.П. // Нефть и газ, 1997. №.2 - с. 50 - 54.

22. Елизарова Ю.С. Эффективность и перспективы применения многокомпонентных смесей ингибиторов солеотложения / Елизарова Ю.С., Перекупка А.Г. // Нефтяное хозяйство. 2003. - № 6 - С. 82 - 84.

23. Евтихин В.Ф. Очистка резервуаров от остатков и отложений нефтепродуктов / Евтихин В.Ф., Малахова С.Г. М.:ЦНИИТЭнефтихим, 1984. -64с.

24. Панов В.А. Ингибиторы отложения неорганических солей / Панов В.А., Емков А.А., Поздышев Г.Н., Байков Н.М. // Нефтепромысловое дело: Реф. науч. техн. сб. - 1978. - Вып. 7. - С. 19.

25. Иванов Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. — М.: «Металлургия», 1986. — 175.

26. Каменщиков Ф.А. Тепловая депарафинизация скважин. М.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» ,2005. - 254 с.

27. Кошелев В.Н. Полимер-дисперсные синергетические явления и новые системы буровых растворов / Кошелев В.Н., Вахрушев Л.П., Беленко Е.В., Проскурин Д.В. // Нефтяное хозяйство, 2001. №.4 - с. 22 - 23.

28. Ключева Э.С. Процесс парафинизации и методы борьбы с парафиноотложениями в нефтегазопромысловом оборудовании. / Ключева

29. Э.С., Красников В.А. // Обзор: Газовая промышленность Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Вып.9. М.: ВНИИЭгазпром, 1989. - 26 с.

30. Кучумов Р.Я. Анализ и моделирование эффективности эксплуатации скважин, осложненных парафиноотложениями / Р.Я. Кучумов, М. Ф. Пустовалов, P.P. Кучумов. М.: ВНИИОНГ, 2005 - 186 с.

31. Лебедев Н.А. Разработка реагента комплексного действия на основе фенолформальдегидных смол / Лебедев Н.А., Юдина Т.В., Сафаров P.P., Варнавская О.А., Хлебников В.Н. // Нефтепромысловое дело, 2002. №.4 - с. 34-38.

32. Лесин В.И. Физико-химический механизм предотвращения парафиноотложений с помощью постоянных магнитных полей // Нефтепромысловое дело: РНТС. М.: ВНИИОЭНГ. - 2001. - №.5 - с. 31 - 33.

33. Люшин С. Ф. Борьба с отложениями парафина при добыче нефти / Люшин С. Ф., Рассказов В.А. и др. М.: Гостоптехиздат, 1961. - 149 с.

34. Лялин С.В. Использование ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений / Лялин С.В., Собянин В.Д., Кречетов A.M. // Нефтяное хозяйство, 2001.-№.2-с. 77-79.

35. Манжай В.Н. Термохимический способ удаления отложений парафина, смол и асфальтенов из нефтепромыслового оборудования / Манжай В.Н., Труфакина Л.М., Крылова О.А. // Нефтяное хозяйство, 1999. №.8 - с. 36 -37.

36. Малахов А.И. Основы металловедения и теории коррозии / Малахов А.И., Жуков А.П. М.: Высшая школа, 1978. - 192 с.

37. Маркин А.Н. СО2 — коррозия нефтепромыслового оборудования / Маркин А.Н., Низамов Р.Э. М.: ВНИИОЭНГ, 2003. - 188 с.

38. Мастобаев Б.Н. Депрессорные присадки для трубопроводного транспорта высокопарафинистых нефтей и тяжелых нефтепродуктов / Мастобаев Б.Н, Дмитриева Т.В., Мовсумзаде Э.М. // Нефтяное хозяйство, 2000. -Вып. 5-с. 107- 108.

39. Мастобаев Б.Н. Применение химических реагентов для снижения интенсивности запарафинивания магистральных нефтепроводов / Мастобаев Б.Н, Мовсумзаде Э.М., Дмитриева Т.В.// Нефтехимия и нефтепереработка, 2001.-Вып. 1-е. 30-33.

40. Мурзакаев Ф.Г. Химизация нефтегазодобывающей промышленности и охрана окружающей среды / Мурзакаев Ф.Г., Максимов Г.Г. С. 19.

41. Мурсалова М.А. Разработка и применение способов борьбы с парафиноотложениями на нефтегазовых месторождениях / Мурсалова М.А., Эфендиев Н.Г., Кязимова Н.Н. М.: ВНИИЭгазпром, 1986, - 48 с.

42. Мазепа Б.А. Парафинизация нефтесборных систем и промыслового оборудования. -М.: Недра, 1966. -182 с.

43. Методические указания. Метод инфракрасной спектроскопии и его возможности для изучения строительных материалов.- Новосибирск, НГАСУ, ИНХ СО РАН, 2002. 16 с.

44. Минеев Б.П. Два вида парафина, выпадающего на подземном оборудовании скважин в процессе добычи нефти / Минеев Б.П., Болигатова О.В. // Нефтепромысловое дело, 2004. №.12 - с. 41 - 43.

45. Мазепа Б.А. Борьба с парафиновыми отложениями при добыче нефти за рубежом. — М.: Гостоптехиздат, 1961 г. 89 с.

46. Нагимов Н.М. Новый ряд углеводородных композитов для удаления АСПО / Нагимов Н.М., Ишкаев Р.К., Шарифуллин А.В., Козин В.Г. // Нефтепромысловое дело, 2001. №.9 - с. 25 - 29.

47. Нагимов Н.М. Эффективность воздействия на асфальтосмолопарафиновые отложения различных углеводородных композитов / Нагимов Н.М., Ишкаев Р.К., Шарифуллин А.В., Козин В.Г. // Нефтяное хозяйство, 2002. №.2 - с. 68 - 70.

48. Нагимов Н.М. Коллоидно-химические свойства углеводородных растворителей асфальтосмолопарафиновых отложений / Нагимов Н.М., Шарифуллин А.В., Козин В.Г. // Нефтяное хозяйство, 2002. №.11 - с. 79 - 81.

49. Непримеров Н.Н. Исследование скважин и разработка превентивных методов борьбы с парафином / Непримеров Н.Н., Шаратин Ф.Г. //Ученые записки Казанского ун-та. Казань, 1975. — т.117. - кн.З. - 110 с.

50. Нефти СССР. Нефти Средней Азии, Казахстана, Сибири и о. Сахалин: Справочник. М.: Химия, 1974. - Т. IV. - 792 с.

51. Оленев Л.М. Технология применения и результаты испытаний ингибиторов парафиноотложений типа СН11Х-7000//Экспресс-информ Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений /-М.:, ВНИИОНГ, 1988. -вып.1. с.1-6.

52. Паперно Т.Я. Физико-химические методы исследования в органической и биологической химии / Паперно Т.Я., Поздняков В .П. и др. -М.: Просвещение, 1977. 176 с.

53. Пат. 2316642 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений / Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119077, Заявлено 31.05.06. Опубл. 10.02.2008, бюл.№4.

54. Пат. 2316641 РФ, С1, МПК С09К 3/00 Е21В 37/06. Способ получения состава для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений/ Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119076, Заявлено 31.05.06. Опубл. 10.02.2008, бюл.№4.

55. Пат. 2320695 РФ, С1, МПК С09К 8/524. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений/ Перекупка А.Г., Пензева Т.В. (ОАО «Гипротюменнефтегаз»). 2006119071, Заявлено 31.05.06. 0публ.27.03.2008, бюл.№9.

56. Пат. 2100575 РФ, МКИ Е 21 В 37/06. Способ борьбы с отложениями парафина с помощью микроорганизмов / С.С. Беляев, И.А. Борзенков, И.Ф. Глумов и др. №94008928, Заявлено 14.03.1994. Опубл. 27.12.1999, бюл.№36.

57. Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях. М.:Недра, 2000. - 654 с.

58. Paracleen Canada LTD/ 761-15 Street, S.W. Medicinemat, Alberta, Canada TIA 4W5.

59. Процесс парафинизации и методы борьбы с парафиноотложениями в нефтегазопромысловом оборудовании. Обзор.- М.: «Недра», 1989. 26 с.

60. Поконова Ю.В. Нефть и нефтепродукты.- Спб: НПО «Профессионал», 2003.-с.

61. Прозорова К.В. Вибрационный способ и ингибирующие присадки для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений / Прозорова К.В., Лоскутова Ю.В., Юдина Н.В., Рикконен С.В. // Нефтегазовые технологии, 2000. №.5 - с. 13-16.

62. Кошелева В.Н. Полимер-дисперсные синергетические явления и новые системы буровых растворов / Кошелева В.Н., Вахрушева Л.П., Беленко Е.В., и др. // Нефтяное хозяйство. 2001. - № 4. - С. 22 — 23.

63. Разработка нефтяных месторождений. Том III. /Под редакцией Н.И. Хисамутдинова и Г.З. Ибрагимова. М.: ВНИИОЭНГ, 1994. - 148 с.

64. Разработка эксплуатация и обустройство нефтяных месторождений/ Под ред. С.И. Аграфенина//Тр. ин-та Гипровосток нефть Самара, 2008. -Вып.66. - 425 с.

65. Рагулин В.В. Разработка технологии удаления АСПО с поверхности нефтепромыслового оборудования / Рагулин В.В., Ганиев И.М., Волошин А.И., Латыпов О.А.// Нефтяное хозяйство, 2003. №.11 - с. 89 - 91.

66. Рагулина И.Р. Исследование свойств асфальтосмолопарафиновых отложений и разработка мероприятий по их удалению из нефтепромысловых коллекторов/ В. В Рагулин, Е.Ф. Смолянец, А.Г. Михайлов, О.А. Латыпов// Нефтепромысловое дело. 2001. - №5 - с. 33-36.

67. Рагулин В.В. Применение химреагентов для борьбы с отложениями парафина в скважинах в условиях увеличивающейся обводненности их продукции //добыча нефти на поздней стадии разработки месторождений/труды ин-та БашНИПИнефть, 1990. -№82.-с.104-107

68. РД 39-3-1273-85 Руководство по тестированию химических реагентов для обработки призабойной зоны пласта добывающих и нагнетательных скважин. М.: ВНИИТнефть.- 1985. - с. 39 - 42.

69. Салатинян И.З. О скорости роста отложений парафина в трубах / Салатинян И.З., Фокеев В.М. //Нефть и газ. 1961. № 9. - с.53-59.

70. Сафин С.Г. Разработка композиций для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании // Нефтяное хозяйство, 2004. №.7 - с. 106 - 109.

71. Семенова И.В. Коррозия и защита от коррозии/ Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В.// М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 336 с.

72. Стадухин А.В. Исследования и разработка технологии применения смазочных реагентов для бурения наклонно направленных скважин с горизонтальным окончанием: Автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.15. -Тюмень, 2006. 24 с.

73. Сизая В.В. Химические методы борьбы с отложениями парафина. Обзор зарубежной литературы. -М.: ВНИИОЭНГ, 1977 40с

74. Тронов В.П. Механизм образования смоло-парафиновых отложений и борьба с ними. -М.: Недра М, 1969. - 192 с.

75. Тронов В.П. Механизм формирования АСПО на поздней стадии разработки месторождений / Тронов В.П. , Гуськова И.А. // Нефтяное хозяйство, 1999. Вып. 4 - с. 24 — 25.

76. Трубопроводный транспорт нефти и газа/ Под редакцией В.А. Юфина. -М.: Недра, 1978.-е.

77. Теслюк Р.Е. Устранение скин-эффектов и проявление синергетических эффектов при тепломассопереносе в неоднородных пластах как ресурс повышения нефтеотдачи при внутриконтурном заводнении // Нефтяное хозяйство, 2005. №.4 - с. 88 - 92.

78. Уэнг С.Л., Фламберг А., Кикабхай Т. ,Выбор оптимальной депрессорной присадки // Нефтегазовые технологии. — 1999. № 3. - с. 90 - 92.

79. Файнгольд С.И. Химия анионных и амфолитных азотсодержащих поверхностно-активных веществ/ Файнгольд С.И., Кууск А., Кийк X. Таллин, Валуе ,1984. -с. 179.

80. Алесковский Б.В. Физико-химические методы анализа / Алесковский Б.В., Бардин В.В., Бойчинова Е.С. и др. // Л.: Химия, 1988. с. 180-181.

81. Хабибуллин З.А. Ингибиторы асфальтосмолопарафиновых отложений / Хабибуллин З.А., Галимов Ж.Ф., Хафизов, Ишмаков P.M. // Нефть и газ, 1997. №.2 - с. 46 - 49.

82. Хартман К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / Хартман К., Лецкий Э., Шеффер В. М.:Мир, 1977.-547 с.

83. Химреагенты. Каталог / ОАО «НИИнефтепромхим». Казань. - 2000.

84. Химреагенты. Каталог / ЗАО «ЛУК-Травис кемикалс». — Когалым.2000.

85. Черняев В.О. Трубопроводный транспорт нефти и газа в сложных условиях эксплуатации / Черняев В.О., Гиллятов А.К., Юлин А.Ф. М.: Недра, 1990-126с.

86. Шамрай Ю.В. Эффективность применения растворителей АСПО в добыче нефти / Шамрай Ю.В., Головко С.Н., Гусин В.И., Люшин С.Ф. и др. // ВНИИОЭНГ. Нефтепромысловое дело, 1984. 85с.

87. Шершнев Н.И. Применение композиций ПАВ при эксплуатации скважин. М.: Недра ,1988. 184 с.

88. Экилик В.В. Двойные и тройные смеси поверхностно-активных веществ как ингибиторы кислотной коррозии железа / Экилик В.В., Экилик Г.Н. // Защита металлов, том 34, 1998. №.2 - с. 162 - 169.

89. ЮЗ.Юрецкая Т.В. Влияние порядка смешения компонентов на эффективность и синергизм композиций ингибиторов АСПО/ Юрецкая Т.В., Перекупка А.Г. // Нефтяное хозяйство. — 2010. № 1. — С. 103-107.

90. Юрецкая Т.В. Оценка эффективности двухкомпонентных композиций ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений с депрессорными присадками / Юрецкая Т.В., Волынец И.Г. // Известия вузов. Нефть и газ. 2010. - № 2. - С. 43-50.

91. Юрецкая Т.В. Разработка композиций ингибиторов АСПО и исследование их эффективности / Т.В. Юрецкая, А.Г. Перекупка, Ю.Н. Абдрашитова // Нефтяное хозяйство. 2010. - № 3. - С. 100-103.

92. Юрецкая Т.В. Исследование свойств композиции ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений / Территория «НЕФТЕГАЗ». — 2010. -№ 4. С. 44-47.

93. Юрецкая Т.В. Исследование эффективности трех- и четырехкомпонентных композиций ингибиторов асфальтосмолопарафиновыхотложений с депрессорными присадками / Юрецкая Т.В., Грачев С.И.// Нефтепромысловое дело. 2010. - № 6. - С. 50-52.

94. АСПО асфальтосмолопарафиновые отложения

95. НКТ — насосно-компрессорная труба

96. АСПВ асфальтосмолопарафиновые вещества

97. ПАВ — поверхностно-активные вещества

98. УППН установка первичной подготовки нефти

99. ЭЦН электроцентробежный насос

100. ШГН — штанговый глубинный насос

101. УОБ углеводородокисляющие бактерии

102. УБПР устьевой блок подачи реагента

103. УДГ устройство дозировочное гидростатического действия АГЗУ - автоматизированная групповая замерная установка