Способ удаления асфальтно-смоло-парафиновых отложений

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки пласта, скважин, наземных и подземных коммуникаций от асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО). Цель изобретения - повышение эффективности удаления АСПО. Состав включает следующие компоненты, мас.%: гексановая фракция 25-75; легкая пиролизная смола 25-75. Смешение растворителя с АСПО проводят в условиях кавитационного режимотечения при числах Рейнольда от 2·10⁵ до 6·10⁶. При этом сокращается время полного удаления осадка, увеличивается фактор устойчивости полученной смеси и не наблюдается повторного образования осадка. Образовавшаяся смесь однородна и не слоится. 5 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки пласта, скважин, наземных и подземных коммуникаций от асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО). Цель изобретения повышения эффективности удаления асфальто-смоло-парафиновых отложений. Поставленная цель достигается с помощью состава, включающего легкую пиролизную смолу и гексановую фракцию при следующем соотношении компонентов, мас. гексановая фракция 25-75; легкая пиролизная смола 25-75, причем смешение растворителя с асфальто-смоло-парафиновыми отложениями проводят в условиях кавитационного режима течения при числах Рейнольдса от 2·10⁵ до 6·10⁶. В табл. 1 приведены данные по степени однородности полученной смеси по данному способу в сравнении с известными. В качестве критерия однородности взяты средние квадратичные отклонения плотности и вязкости. Выбор этих показателей как контрольных объясняется простотой и высокой точностью методов их анализа. Пример 1. АСПО и растворитель смешивают в потоке при числе Рейнольдса 6·10⁶. Отбор проб на плотность и вязкость производят сразу после смешивания. Примеры 2-8. Порядок смешивания тот же, что в примере 1, но смешивание производят при числах Рейнольдса 4,5 · 10⁶; 2,0 · 10⁶; 7,5 · 10⁵; 5,0 · 10⁵; 2,5 · 10⁵ и 2,0 · 10⁵ соответственно. Примеры 9-11 (известные). Данный состав для растворения АСПО показывает наибольшую эффективность растворения АСПО. В процессе испытаний варьируется содержание пиролизной смолы 25, 50 и 75% В известном способе используется максимально возможное число Рейнольдса, достигаемое существующими методами смешения. Как следует из данных табл. 1, интенсификация процесса существенно повышает однородность полученного раствора, что резко повышает его устойчивость к расслоению и оседанию. Из этой же табл. 1 вытекает обоснование выбранных пределов числа Рейнольдса. Повышение числа Рейнольдса до выше 6·10⁶ является трудноразрешимой технической проблемой и не повышает эффективность удаления АСПО. В табл. 2 представлены данные по расчету степени однородности, полученной предлагаемым и известным способами. Как следует из нее, осуществление данного способа позволяет повысить однородность до 3,5 раз. Повышение однородности при растворении АСПО позволяет исключить растворение и оседание АСПО. В данном способе используется энергия развитого кавитационного поля в виде множества кумулятивных струек (образующихся в потоке кавитационных пузырьков), которые воздействуют на углеводородную среду на микрокинематическом уровне, влияя на ее структурно-механические свойства. При промывке (очистке) объектов с применением кавитационного режима смешения АСПО и растворителя образующиеся при схлопывании в потоке кавитационных пузырьков тысячи кумулятивных микроструй (скорость струйки 10⁵ м/с, ударное давление 10⁶ кг/см²) прошивают жидкость, разрушая сложные структурные единицы, ассоциаты асфальтов и смолы до микрогетерогенного состояния. Для подтверждения эффективности данного способа проведены экспериментальные исследования в условиях производства технического углерода. В качестве объекта очистки берут резервуар емкостью 1000 м³ для хранения антраценовой фракции (при ее хранении в резервуаре быстро образуется слой АСПО). При достижении толщины осадка АСПО до 0,5 м в резервуар подается растворитель (25-75% гексановой фракции, 25-75% пиролизной смолы) в количестве 200 м³ насосом производительностью 150 м³/ч. Характеристика антраценовой фракции: Плотность при 20^oC 1,108 г/см³ Вязкость при 50^oC 6,66 сСт при 100^oC 2,66 сСт Коксуемкость 1,28% Элементный состав, мас. Углерод 90,55 Водород 6,10 Сера 2,17 Фракционный состав, ^oC
н.к. 214
50% 344
Индекс коррекции 153
При испытаниях содержание АСПО в виде осадка составляет до 5% растворителя для полного растворения подается до 20% на объем сырья. Диспергирующее устройство представляет собой участок трубопровода с установленным в нем кавитатором, выполненным в виде трехлопастной крыльчатки с лопастями суперкавитирующего профиля, обеспечивающего исключение эрозии лопаток при кавитации. В промышленных условиях технологическая схема включает в себя емкость, циркулирующий насос, на выходе которого установлено диспергирующее устройство. Лабораторные исследования проводятся на лабораторной установке аналогичной компоновки при объеме емкости 120 л при моделировании гидродинамики. Растворитель в резервуаре циркулируется через кавитационный аппарат до тех пор, пока не поступает полное растворение осадка АСПО после чего резервуар выдерживается на предмет образования повторного осадка. Затем в резервуаре хранится коксохимическое сырье (антраценовая фракция) до образования нового полуметрового осадка АСПО, и опыт повторяется при других значениях. Кавитационный аппарат позволяет, изменяя геометрию его проходного сечения, изменять число Рейнольдса в широком диапазоне. При циркуляции точка откачки из резервуара и вбрасывания в резервуар, производительность циркуляции не изменяются, что позволяет считать гидродинамические процессы, происходящие в резервуаре, постоянными. Поток растворителя и АСПО из резервуара попадает в кавитационную зону кавитационного аппарата, где происходит интенсивное смешение растворителя с АСПО. Результаты экспериментальных исследований, представленных в табл. 3-5, показывают, что при смешении растворителя с АСПО при числах Рейнольдса от 2·10⁵ до 6 · 10⁶ (кавитационных течений) резко сокращается время полного удаления осадка и увеличивается фактор устойчивости полученной смеси (см. табл. 3, 4 и 5), при этом не наблюдается повторного образования осадка. Это объясняется тем, что при кавитационном режиме смешения АСПО с растворителем (под действием кавитационно-кумулятивных микроструй) образуется истинный высокомолекулярный раствор с высокой степенью устойчивости. Определение фактора устойчивости проводится по методике, разработанной в МИНГ им. Губкина. Послойный анализ плотности сырья в резервуаре показывает, что образовавшаяся смесь однородна и не слоится, а в совокупности с первым выводом подтверждает высокую эффективность предложенного способа.

Формула изобретения

Способ удаления асфальто-смоло-парафиновых отложений с помощью состава, включающего легкую пиролизную смолу и гексановую фракцию при следующем соотношении компонентов, мас. Гексановая фракция 25 75
Легкая пиролизная смола 25 75
отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности асфальто-смоло-парафиновых отложений, смешение растворителя с асфальто-смоло-парафиновыми отложениями проводят в условиях кавитационного режима течения при числах Рейнольдса 2·10⁵ 6·10⁶.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5