2.7.4. Отложения парафина, способы предупреждения, удаление

Состав отложений :

• аморфные твёрдые углеводороды ( = 777 кг/м³); от С₁₈Н₃₈ до С₃₅Н₇₂ – парафин (t_пл=28 74,7 ⁰С); от С₃₇Н₇₆ до С₅₃Н₁₀₈ – церезин (t_пл=50 70 ⁰С);

асфальто-смолистые соединения (разлагаются при t = 300 ⁰C);

минеральные примеси.

Асфальтены придают твёрдость, температурную стойкость, сцепление; преимущественно находятся в легкой нефти; смолы придают пластичность преимущественно находятся в тяжелой нефти.

Механизм образования отложений.

Механизм образования очень сложен из-за одновременного проявления переменных по величине факторов, основными из которых являются термодинамические и кинетические параметры. В результате действия термодинамических факторов истинные растворы АСПО выходят из равновесного состояния и превращаются в коллоидное. При воздействии других факторов (удаление легкокипящих углеводородов, мгновенное локальное снижение температуры, адсорбция и коагуляция) происходит переход в твёрдое состояние и «прилипание» к поверхности.

Причины мгновенного локального снижения температуры:

образование новой поверхности при «кипении» лёгких фракций (пузырьки);

при турбулентном движении за счёт повышенного теплообмена;

на участках трубы, подвергающихся поперечному смачиванию (пробковое течение).

В системе сбора давление низкое, приближающееся к атмосферному, а температура среды может быть ниже температуры продукции. Поэтому процесс отложения парафина происходит медленнее, а на некотором расстоянии от устья может вовсе прекратиться из-за стабилизации термодинамических параметров и перехода раствора АСПО в равновесное состояние.

Из-за постоянного изменения условий осаждения АСП состав и структура АСПО непостоянны и сильно меняются, а вместе с ними непостоянны и их физические свойства.

Интенсивность отложения парафина зависит от:

его содержания в нефти;

пластовых давления и температуры, интенсивности их изменения на пути движения продукции до точки стабилизации;

содержания лёгких фракций;

режима движения нефти по трубе;

содержания воды и степени её дисперсности.

Для снижения интенсивности парафиноотложений следует:

перепад давления в линии скважина-сепаратор держать минимальным, т.к. с увеличением интенсивности и величины перепада давления увеличивается и интенсивность выпадения АСПО;

увеличить до определённого предела содержание воды в продукции, т.к. в этом случае парафин откладывается не только на внутренней поверхности труб, но и на границе поверхности капель воды с нефтью.

Пути предотвращения выпадения АСПО из потока нефти следуют из того, что этот процесс происходит вследствие перехода раствора АСП в коллоидное состояние.

1. Предупредить этот переход. Не обнаружено веществ, которые бы стабилизировали компоненты АСП в истинно-растворённом состоянии в широком диапазоне изменения давления и температуры.

2. Ввести в нефть вещество (гелеобразный полиэтилен), которое бы предотвращало кристаллообразование парафина и рост образовавшихся кристалликов, которые находились бы в объёме потока, не осаждаясь на поверхность труб.

3. Не допустить отложения АСП на поверхность, изменив свойства этой поверхности:

защитные покрытия, имеющие минимальную шероховатость и теплопроводность (остеклование, полимерные покрытия);

лакокрасочные покрытия: грунт ХС-010, эмаль ХС-710, 1, лак ХС-76; бакелитовый лак.

Удаление АСПО:

химическими веществами, которые при растворении в воде выделяют тепло (карбид Са);

теплоносителями: вода, нефть, пар;

растворителями;

электронагревом;

механическим способом (скребки и т.п.);

комбинацией перечисленных способов.