авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Разработка методики оценки эффективности и подбор растворителей асфальто-смолистых и парафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Герасимова Екатерина Викторовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПОДБОР РАСТВОРИТЕЛЕЙ АСФАЛЬТО-СМОЛИСТЫХ И ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ

Специальность 05.17.07 - «Химия и технология топлив

и специальных продуктов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа-2009

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Ахметов Арслан Фаритович.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Доломатов Михаил Юрьевич;

кандидат технических наук, доцент Исламов Марсель Касимович.

Ведущая организация: ГУП «Институт нефтехимпереработки» АН РБ.

Защита состоится «11» февраля 2009 года в 15-30 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «__» ________ 2009 года

Ученый секретарь совета К.Г. Абдульминев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

На многих месторождениях добыча нефти осложняется образованием асфальто-смолистых и парафиновых отложений (АСПО) на поверхности нефтепромыслового оборудования и в призабойной зоне скважин, которые снижают их продуктивность и приводят к увеличению затрат на подземный ремонт скважин. Применение растворителей для удаления АСПО является одним из основных методов борьбы с подобными осложнениями, эффективность которых оценивается с помощью лабораторных методик. Однако результаты, получаемые на основе этих методик, зачастую не соответствуют результатам промысловых испытаний. В связи с этим важной и актуальной является задача определения нового подхода к оцениванию эффективности растворителей АСПО в лабораторных условиях с учетом уже имеющегося.

С целью сокращения расходов на проведение мероприятий по удалению АСПО из скважин с помощью растворителей, перехода от количества к качеству необходим поиск комбинированных методов удаления АСПО. Эти методы основаны на применении теплового и химического воздействия растворителей-теплоносителей в соответствии с существующими технологическими режимами работы скважин, свойствами и составами АСПО в насосно-компрессорных трубах (НКТ) и применяемых растворителей.

Цель работы

Целью настоящей работы является разработка новой методики оценки эффективности и подбор растворителей АСПО, образующихся на поверхности нефтепромыслового оборудования.

Для достижения поставленной цели решался ряд научных и технических задач, из которых наиболее важными являлись следующие:

  1. Обзор и оценка существующих методик определения эффективности растворителей АСПО, разработка нового подхода к выполнению измерений.
  2. Создание и внедрение новой методики определения эффективности растворителей АСПО.
  3. Обзор и оценка применяемых технологий и растворителей при теплохимическом воздействии на скважину.
  4. Разработка технологии удаления АСПО теплохимическим способом с применением растворителей-теплоносителей.
  5. Рекомендации по утилизации АСПО.

Научная новизна

Выявлен синергетический эффект растворяющей способности бинарного растворителя АСПО при соотношении гексена и толуола 40-60:40-60 % об. Показано, что с увеличением содержания парафинов в отложениях необходимое содержание толуола в смеси уменьшается.

При нагревании до 70-100С смесей ароматических углеводородов, в частности кубового остатка процесса ректификации этилбензола (КОРЭ) и тяжелой смолы пиролиза (ТСП), установлена высокая растворяющая способность по отношению к любому типу АСПО.

Установлено значительное увеличение скорости растворения АСПО при повышении температуры растворителей до температур плавления отложений (50-70С) и выше. Показано, что применение теплохимического способа удаления АСПО с применением КОРЭ и ТСП в качестве растворителей наиболее эффективно для отложений асфальтенового типа.

Практическая значимость

Разработанная методика определения эффективности растворителей АСПО аттестована в ФГУ «Центр стандартизации, метрологии и сертификации» Республики Башкортостан, внесена в Федеральный реестр методик выполнения измерений и используется в учебном процессе для проведения научно-исследовательских работ студентами, магистрантами и аспирантами. Разработан эффективный бинарный растворитель на основе гексена и толуола, эффективность которого подтверждена опытно-промысловыми испытаниями.

Предложена технология удаления АСПО, основанная на тепловом и химическом воздействии растворителей-теплоносителей, в качестве которых предлагается использовать смеси ароматических углеводородов. Определена минимальная температура (70С) нагрева растворителя, обеспечивающая высокую скорость растворения отложений. Применение технологии обеспечивает уменьшение затрат на удаление АСПО за счет сокращения времени обработки скважины и снижении стоимости применяемых растворителей. Предложены варианты рационального использования отходов после обработки скважины.

При применении в качестве растворителей КОРЭ и ТСП только за счет снижения стоимости предлагаемых растворителей-теплоносителей экономия средств на обработку скважин составит более 10 тыс. рублей на 1 тонну растворителя.

Публикации

Результаты диссертационной работы изложены в 2 статьях и тезисах 5 докладов научно-технических и научно-методических конференций.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были доложены: на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (г. Уфа, 2008 г.), 59 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2008 г.), V Республиканской студенческой научно-практической конференции «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (г.Уфа, 2008 г.), IX Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI» веке (г. Томск, 2008 г.), Всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых «Трофимуковские чтения-2008» (г. Новосибирск, 2008 г.).

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на 133 страницах и содержит 25 рисунков, 31 таблиц, библиографические ссылки из 170 наименований и 3 приложения.

Содержание работы

Во введении показана актуальность проблемы удаления АСПО с поверхности нефтепромыслового оборудования, дана общая характеристика диссертационной работы.

Глава первая. Глава посвящена аналитическому обзору причин и факторов, влияющих на процесс образования АСПО на нефтяном оборудовании, а также методов их удаления. Дана краткая характеристика основных способов удаления АСПО. Особое внимание уделено химическому и термохимическому способам, основанным на применении различных растворителей. Сделан обзор свойств и эффективности применяемых растворителей. Приведены способы утилизации АСПО. В конце главы сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Глава вторая. Описаны объекты и методы исследований. Проведены их оценка и обоснование на основе данных литературы. Представлены физико-химические показатели объектов исследований, применяемых растворителей и реагентов. Произведен анализ и выявлены недостатки существующих методик определения эффективности растворителей АСПО.

В качестве объектов исследований были выбраны образцы АСПО, отобранные с поверхности нефтепромыслового оборудования нагнетательных и дебитных скважин НГДУ «Краснохолмскнефть» (Надеждинское месторождение (м), скв.32), Четырманское м. скв.1289), НГДУ «Ишимбайнефть» (Уршакское м. скв. 239), НГДУ «Уфанефть» (Кушкульское м. скв.283, скв.727, скв.173, скв.154), НГДУ «Чекмагушнефть» (Чекмагушевское м. скв. 400), НГДУ-1 «Белкамнефть» (скв.13054), НГДУ «Южарланнефть» (Сухоязовское м. скв. 1). Состав и тип отложений представлены в таблице 1.

Для исследования состава отложений был выбран экстракционный метод, основанный на выделении асфальтенов н-гептаном из отложений с последующим их отделением способом фильтрации. Смолы, растворенные в фильтрате, адсорбировали на силикагеле и затем десорбировали спирто- толуольной смесью.

При исследовании были использованы индивидуальные углеводороды, а также технические продукты, соответствующие требованиям нормативно-технической документации: бензин прямогонный г. Нальчик; фракция С9 + смолы пиролиза гидрированная (ФСПГ); изооктан чистый – ГОСТ 12433-83; растворитель СНПХ-7870; толуол чда – ГОСТ 5787-78; ацетон чда – ГОСТ 2603-79; фракция -олефинов С6 – ТУ 2411-059-05766801-96.

Таблица 1 – Состав и тип АСПО

АСПО Состав, % масс. Тип АСПО
Асфаль-тены (А) Смолы (С) Парафины (П)
АСПО-1 НГДУ «Краснохолмскнефть» Надеждинское м. скв. 32 11,1 8,9 40,1 1,43 П
АСПО-2 НГДУ «Уфанефть» Кушкульское м. скв 173 4,0 8,4 19,2 1,55 П
АСПО-3 НГДУ «Уфанефть» Кушкульское м. скв. 727 39,2 1,6 19,1 0,47 А
АСПО-4 НГДУ «Уфанефть» Кушкульское м. скв.154 3,3 8,39 8,5 0,73 А
АСПО-5 НГДУ «Южарланнефть» Сухоязовское м. скв. 1 6,5 15,4 29,8 1,36 П
АСПО-6 НГДУ «Ишимбайнефть» Уршакское м. скв. 239 5,7 1,0 6,8 1,05 П
АСПО-7 НГДУ «Чекмагушнефть» Чекмагушевское м. скв. 400 3,5 6,1 45,2 4,71 П
АСПО-8 НГДУ-1 «Белкамнефть» скв.13054 4,03 6,61 67,44 6,34 П
АСПО-9 НГДУ «Краснохолмскнефть» Четырманское м. скв. 1289 2,7 8,3 28,1 2,55 П
АСПО-10 НГДУ «Уфанефть» Кушкульское м. скв.283 46,3 1,6 18,9 0,40 А
ПРИМЕЧАНИЕ: П - парафиновый тип отложений; А - асфальтеновый тип отложений.

Для решения задач, определенных темой диссертационной работы, был применен также комплекс стандартных методов исследования нефтепродуктов.

Произведен анализ методик определения эффективности растворителей АСПО, основанных на весовом методе определении эффективности растворителя с применением специальных ситечек-корзинок. Выявлено более 15 различных вариаций «методики корзинок». Выделены основные параметры проведения эксперимента по данным методикам, представленные на рисунке 1.

Эффективность растворителей в методиках определяется по формуле.

, (1)

где Э – эффективность растворителя, %;

m1 – масса образца АСПО до эксперимента, г.;

m2 – масса образца АСПО после эксперимента, г.

  Параметры «методики корзинок»-2

Рисунок 1 – Параметры «методики корзинок»

Выявлены основные недостатки данных методик, являющиеся причиной формирования большой погрешности эксперимента.

  1. Мануальное формирование образца АСПО представляет собой не что иное как «лепку» какой-либо фигуры (шар, цилиндр, пластина) вручную, в результате чего происходит уплотнение структуры АСПО, причем величина уплотнения зависит от силы надавливания. При мануальном формировании невозможно добиться одинаковых по массе или объему образцов отложений. Также влияние оказывает интенсивность периодического поднятия и опускания сетки.

По методике АНК «Башнефть» были проведены эксперименты в условиях воспроизводимости (в разных лабораториях, на разном оборудовании и двумя лаборантами с одними и теми же реагентами и АСПО). Воспроизводимость R рассчитывалась по формуле.

R = | Э1 - Э2 |, (2)

где Э1 и Э2 – значения эффективностей, определенные двумя лаборантами.

Результаты экспериментов представлены в таблице 2. Получено, что величина предела воспроизводимости R достигает 45%.

Таблица 2 – Пределы воспроизводимости по методике АНК «Башнефть»

АСПО Растворитель Э, % R, %
Э1 Э2
Надеждинское м. скв. 32 Гексен:Толуол:ФСПГ 100 76,5 23,5
Уршакское м. скв. 239 Гексен:Толуол:ФСПГ 91,2 57,1 34,1
Чекмагушевское м. скв. 400 Гексен:Толуол:ФСПГ 77,4 32,3 45,1
Сухоязовское м. скв. 1 Гексен:Толуол:ФСПГ 39,5 18,5 21
Чекмагушевское м. скв. 400 Гексен:Толуол:ФСПГ 54,8 14,7 40,1
  1. В методиках не учитывается такой фактор, как «стеночный эффект». Сущность его в том, что в реальных условиях удаления АСПО с поверхности нефтяного оборудования не всегда наблюдается процесс перехода АСПО в фазу растворителя только с его поверхности. Возможны случаи диспергирования отложения, а также «вытеснения» его с поверхности оборудования растворителем. Последний фактор имеет особенно большое значение в тех случаях, когда в качестве растворителей используются поликомпонентные системы, содержащие различные полярные соединения и ПАВ.
  2. При применении методик корзинок растворитель действует на образец АСПО со всех сторон, тогда как на практике всестороннего контакта растворителя и АСПО не происходит. В скважине растворитель кроме растворяющего действия оказывает на АСПО разрыхляющее и вытесняющее действия.
  3. Еще одним важным фактором проведения испытаний является нагревание исходного АСПО перед формированием образца. При проведении испытаний с одним и тем же АСПО и растворителем исследовали два случая: первый, когда образец АСПО был предварительно расплавлен, и второй, когда образец АСПО подвергался растворению в исходном виде. В связи с тем, что опыт «без предварительного расплавления АСПО» подразумевает мануальное формирование образца, испытание проводили два лаборанта.

Таблица 3 – Влияние расплавления АСПО на эффективность растворителя

Вид АСПО Эффективность, %
С расплавлением Без расплавления
Э1 Э2
Надеждинское м. скв. 32 14,73 72,20 53,73
Чекмагушевское м. скв. 400 32,48 23,68 20,96
НГДУ-1 «Белкамнефть» скв.13054 13,89 49,21 37,27


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.