Состав для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при удалении асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) в процессе добычи нефти. Описывается состав для удаления АСПО с высоким содержанием твердых парафинов, содержащий компоненты, которые могут быть использованы как в летних, так и в зимних условиях. Состав содержит углеводородный растворитель и 0,5 - 3 мас.% присадки. В качестве присадки используется смесь 98 - 99 мас.% азотосодержащего блоксополимера оксида этилена и оксида пропилена (мол. м. ~ 5000) - Дипроксамина-157 или побочного продукта производства изопропилбензола - полиалкилбензольной смолы с 1 - 2 мас.% полигликолей - отходом производства гликолей, или смесь 8 - 29 мас.%. Дипроксамина-157, 70 - 90 мас. % полиалкилбензольной смолы и 1 - 2 мас.% полигликолей. Присадка для улучшения ее эксплуатационных качеств в зимних условиях может быть использована в виде раствора в алкилбензольной фракции в массовом соотношении 1 : 1, где алкил - изопропил или этил, или бутил. Технический результат - создание эффективного состава для удаления АСПО с высоким содержанием парафинов. 1 з.п. ф-лы, 8 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при удалении асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) в процессе добычи нефти. В основу настоящего изобретения положена задача разработки более эффективного состава для удаления АСПО с высоким содержанием твердых парафинов, содержащего компоненты, которые могут быть использованы как в летних, так и в зимних условиях.

Известен состав для удаления и предотвращения образования АСПО, включающий растворитель - гексановую фракцию, легкую пиролизную смолу и поверхностно-активное вещество (ПАВ) - оксиэтилированные кислородсодержащие фенолы [авт. св. СССР N 1606518, С 09 К 3/00, E 21 В 37/06, 1988, БИ N 13]. Область использования данного состава ограничена применением на нефтях, содержащих до 10% смол, 24 мас.% асфальтенов и 30% парафинов, при этом концентрация поверхностно-активного вещества в составе 25-70 мас.%. Состав малоэффективен на отложениях с высоким содержанием асфальтенов.

Известен состав для удаления АСПО, содержащий в качестве присадки легкую пиролизную смолу и нефтерастворимое ПАВ, а в качестве растворителя - газовый бензин с числом углеводородных атомов C₄-C₆ [авт св. СССР N 1060666, С 09 К 3/00, E 21 В 37/06, 1983, БИ N 23]. Однако данный состав малоэффективен на отложениях с высоким содержанием асфальтенов и парафинов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для удаления АСПО, включающий углеводородный растворитель и присадку - ПАВ, содержащее оксиэтилированный алкилфенол с числом оксиэтильных группа 4-6-(0.001-5 мас. %), продукт конденсации диэтилентриамина и олеиновой кислоты в молярном соотношении (1: 1)- (1: 2)-(0.001-5 мас.%) и дополнительно - 2-бутоксиэтанол (0.002-10 мас.%) [патент РФ N 2064954, 09 К 3/00, 1994, БИ N 22]. Недостатком данного состава является низкая эффективность удаления АСПО с высоким содержанием парафинов.

Задачей предлагаемого изобретения является разработки более эффективного состава для удаления АСПО с высоким содержанием парафинов, компоненты которого могут быть использованы как в летних, так и в зимних условиях.

Поставленная задача решается разработкой состава для удаления АСПО, включающего углеводородный растворитель и присадку. Причем в качестве присадки он содержит смесь 98-99 мас.% азотосодержащего блоксополимера оксида этилена и оксида пропилена (молекулярная масса ~5000) - Дипроксамина-157 или побочного продукта производства изопропилбензола- полиалкилбензольной смолы с 1-2 мас. % полигликолей - отходом производства гликолей, или смесь 8-29 мас. % Дипроксамина-157, 70-90 мас.% полиалкилбензольной смолы и 1-2 мас.% полигликолей, при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь 98-99 мас. % азотосодержащего блоксополимера оксида этилена и оксида пропилена (молекулярная масса ~5000) - Дипроксамина-157 или полиалкилбензольной смолы с 1-2 мас. % полигликолей - отходом производства гликолей, или смесь 8-29 мас. % Дипроксамина-157, 70-90 мас.% полиалкилбензольной смолы и 1-2 мас.% полигликолей - 0.5-3.0; углеводородный растворитель - остальное.

Присадка может быть использована также в виде раствора в алкил-бензольной фракции (зимняя форма присадки), где алкил - изопропил или этил, или бутил.

Азотосодержащий блоксополимер оксида этилена и оксида пропилена со средней молекулярной массой 5000 у.е. содержит 27-28 оксиэтильных звеньев и 59-61 оксипропильных звеньев, имеет торговую марку Дипроксамин-157 (Д-157). Выпускается по ТУ 6-14-614-96. Физико-химические свойства Дипроксамина-157 представлены в табл. 1.

Полигликоли (ПГ) - отход производства гликолей получается при гидратации окиси этилена и представляет собой смесь гликолей (моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля и т.д.). Выпускается по ТУ 6-01-10-40-79. Основные физико-химические показатели ПГ приведены в табл. 2.

Побочный продукт производства изопропилбензола состоит из смеси ди-, три-, тетра- изопропилбензолов и других более высокомолекулярных полиалкилбензолов и имеет торговое название - полиалкилбензольная смола (ПАБС). Выпускается в соответствии с ТУ 33.10296-83. Показатели, характеризующие качество полиалкилбензольной смолы, представлены в табл. 3.

Введение в растворитель высокомолекулярного поверхностно-активного вещества -Д-157 снижает поверхностное натяжение на границе АСПО-растворитель, что повышает эффективность растворения и разрушения АСПО, а присутствие сольватирующего компонента - ПАБСа приводит к сольватации уже диспергированных в растворе частиц, асфальтенов и парафинов, препятствуя их слипанию. Введение ПГ усиливает смачивающую способность состава.

Использование присадки в виде раствора в этилбензольной фракции (ЭБ) или изопропилбензольной фракции (ИПБ), или бутилбензольной фракции (ББ) в массовом соотношении 1:1 связано с необходимостью сохранения его эксплуатационных качеств, при температурах ниже -20^oC. Этилбензольная фракция выпускается по ТУ 6-01-10-37-78, изопропилбензольная фракция по ТУ 38.402-62-140-42, бутилбензольная фракция по ТУ 38-10297-78.

В качестве углеводородного растворителя состав содержит: бензин БР-2 по ГОСТ 443-76; бензин-боковой погон ректификационной колонны К-2 Азнакаевской установки комплексной подготовки нефти УКПН-II АО "Татнефть", выпускаемый по ТУ 38101524-93 и именуемый в дальнейшем растворитель Р-1; продукт Горкинской УКПН АО "Татнефть", выпускаемый по ТУ 38101524-93 и именуемый в дальнейшем растворитель Р-2. Физико-химические характеристики этих растворителей представлены в табл. 4.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, идентичного по заявленной совокупности признаков и наличию вышеуказанных свойств и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемый состав получают простым смешением исходных компонентов при нагревании до 30-40^oC.

В лабораторных условиях эффективность разрушения АСПО составом определяют гравиметрическим методом следующим образом. Образец АСПО нагревают до температуры размягчения и тщательно перемешивают до однородного состояния. Из образовавшейся однородной массы формируют образец АСПО цилиндрической формы d = 13 мм и h = 16 мм, охлаждают в течение 2 часов, затем помещают в заранее взвешенную корзиночку из латунной (стальной) сетки с размером ячейки 1,5х1,5 мм. Вес образца АСПО в пределах 2.8-3.5 г. Размер корзиночки 70х15х15 мм. Корзиночку с образцом АСПО вновь взвешивают и находят массу навески АСПО с точностью 0±0.005 г. Корзиночку с навеской АСПО помещают в стеклянную герметичную ячейку, куда наливают 100 мл испытуемого состава. Режим статический, продолжительность растворения (контакта) - 3 часа, температуру эксперимента поддерживают с точностью ±0.5^oC. При необходимости время контакта и температуру увеличивают. По истечение 3 часов корзиночку с оставшимся в ней АСПО вынимают и высушивают при температуре не ниже 28^oC и не менее 24 часов. Находят массу АСПО после эксперимента с точностью 0±0.005 г. Эффективность удаления АСПО рассчитывают по формуле, в мас.%: Э = (G₁ - G₂)/G₁·100, (%): где G₁ - масса АСПО взятого на эксперимент, г.; G₂ - масса остатка АСПО в корзиночке после эксперимента, г. Чем выше величина Э, тем эффективнее растворитель.

Эффективность действия состава-прототипа и заявляемого состава определяли на образцах АСПО из нефтяных скважин АО "Татнефть". Групповой состав изучаемых АСПО представлен в табл. 5.

Пример определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-1.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли от 0.5 до 3.0 мас.%. В качестве прототипа использовали однородную смесь, состоящую из продукта конденсации диэтилентриамина (ДЭТА) и олеиновой кислоты (ОК) в мольном соотношении 1: 1, неонола АФ_9-4 или смесь АФ_9-6 и 2-бутоксиэтанола (бутилцеллозольв или БЦ), при различном соотношении компонентов в смеси и общей концентрации в углеводородном растворителе 5, 5.001, 10 и 15.001 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли растворитель Р-1. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику, описанную выше. Время контакта 4 часа, температура эксперимента 30^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 6.

Как показали результаты исследований, растворители, содержащие ПАБС или Д-157 с ПГ, а также в растворе с этилбензольной или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией в концентрационном диапазоне от 0.5 до 3.0 мас.% имеют большую эффективность по сравнению с прототипом на образце АСПО-1 с высоким содержанием асфальтено-смолистой части (см. табл. 5). Во всех случаях содержание в базовом растворителе присадки: ПАБС+ПГ или Д-157+ПГ, или ПАБС+Д-157+ПГ, или ПАБС+Д-157+ПГ+алкилбензольная фракция (где алкил-этил или изопропил, или бутил) меньше, чем в прототипе.

Пример определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-2.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли от 0.5 до 3.0 мас.%. В качестве прототипа использовали однородную смесь, состоящую из продукта конденсации ДЭТА и ОК в мольном соотношении 1:2, неонола АФ_9-4 или АФ_9-6+БЦ, при различном соотношении компонентов в смеси и общей концентрации в углеводородном растворителе 3 и 15 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли растворитель Р-2. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику. Время контакта 3 часа, температура эксперимента 20^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 7.

Пример определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-3.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли в интервале 0.5-3.0 мас.%. В качестве прототипа использовали однородную смесь, состоящую из продукта конденсации ДЭТА и ОК в мольном соотношении 1:1-1:2, неонола АФ_9-4 или АФ_9-6+БЦ, при различном соотношении компонентов в смеси и общей концентрации в углеводородном растворителе 5 и 10 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли бензин БР-2 по ГОСТ 443-76. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику. Время контакта 3 часа, температура эксперимента 30^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 8.

Анализ результатов показывает, что эффективность действия заявляемого состава при удалении АСПО-2 и АСПО-3 с высоким содержанием твердых парафинов (см. табл. 5) в чистом виде, а также в растворе с этилбензольной или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией с концентрацией от 0.5 до 3.0 мас.% в 1.2-1.4 раза выше, чем в прототипе.

Формула изобретения

1. Состав для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающий углеводородный растворитель и присадку, отличающийся тем, что в качестве присадки он содержит смесь 98 - 99 мас.% азотосодержащего блоксополимера оксида этилена и оксида пропилена (мол.м. ~ 5000) - Дипроксамина-157, или побочного продукта производства изопропилбензола-полиалкилбензольной смолы с 1 - 2 мас. % полигликолей - отходом производства гликолей, или смесь 8 - 29% Дипроксамина-157, 70 - 90 мас.% полиалкилбензольной смолы и 1 - 2 мас.% полигликолей при следующем соотношении компонентов, мас.%: Присадка - 0,5 - 3,0 Углеводородный растворитель - Остальное 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что присадка использована в виде раствора в алкилбензольной фракции, где алкил - изопропил, или этил, или бутил, в массовом соотношении 1 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7