Состав для удаления асфальтено-смолопарафиновых отложений

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при удалении асфальтено-смолопарафиновых отложений (АСПО) в процессах добычи нефти. Состав для удаления АСПО включает углеводородный растворитель и присадку. В качестве присадки состав содержит азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой ~5000, или побочный продукт производства изопропилбензола - полиалкилбензольную смолу, или их смесь в соотношении 1:0,5-10 соответственно. Установленное соотношение компонентов, мас.%: азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой ~5000, или полиалкилбензольная смола, или их смесь в соотношении 1:0,5-10 соответственно 0,5-5,5, углеводородный растворитель - остальное. Предложенный состав позволяет обеспечить удаление АСПО с высоким содержанием асфальтенов и парафинов и может быть использован как в летних, так и в зимних условиях. 8 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при удалении асфальтено-смолопарафиновых отложений (АСПО) в процессе добычи нефти.

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, C 09 K 3/00, E 21 B 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 легкую пиролизную смолу, нефтерастворимое ПАВ и газовый бензин с числом углеводородных атомов C₄-C₆ [aвт. св. СССР N 1060666, C 09 K 3/00, E 21 B 37/06, 1983, БИ N 23]. Однако данный состав малоэффективен для отложений с высоким содержанием асфальтенов и парафинов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для удаления АСПО, включающий углеводородный растворитель и ПАВ, содержащий оксиэтилированный алкилфенол с числом оксиэтильных групп 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, С 09 K 3/00, 1994, БИ N 22]. Недостатком данного состава является низкая эффективность удаления АСПО с высоким содержанием парафинов.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки более эффективного состава для удаления АСПО с высоким содержанием асфальтенов и парафинов, который может быть использован 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 азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена (с молекулярной массой ~5000) - Дипроксамин-157 или побочный продукт производства изопропилбензола - полиалкилбензольную смолу (ПАБС), или смесь Дипроксамина-157 и полиалкилбензольной смолы, взятых в соотношении 1:0.5-10.0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена (с молекулярной массой ~5000) - Дипроксамин-157 или полиалкилбензольная смола, или смесь Дипроксамина-157 и полиалкилбензольной смолы, взятых в соотношении 1:0.5-10 - 0.5-5.5 Углеводородный растворитель - Остальное Состав может быть использован также в виде раствора в алкилбензольной фракции, где алкил - изопропил или этил, или бутил.

Азотосодержащий блок-сополимер 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. Выпускается по ТУ 6-14-614-96. Физико-химические свойства Дипроксамина-157 представлены в табл. 1.

Введение высокомолекулярного поверхностно-активного вещества снижает поверхностное натяжение на границе АСПО - растворитель, что повышает эффективность растворения и разрушения АСПО, а присутствие сольватирующих компонентов в растворителе приводит к сольватации диспергированных частиц асфальтенов и парафинов, препятствуя их слипанию.

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. 2.

Использование состава в виде раствора в этилбензольной фракции (ЭБ) или изопропилбензольной фракции (ИПБ), или бутилбензольной фракции (ББ) 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 н-углеводороды - н-гексан, или н-гептан, или н-пентан, или смесь н-углеводородов - бензин экстракционный по ТУ 380101303-72, или бензин БР-1 (бензин "калоша") по ТУ 38101303-72 или бензин - растворитель БР-2 по ГОСТ 443-76, или бензин нестабильный по ТУ 38101524-93, или широкую фракцию легких углеводородов по ТУ 38101524-93, или керосин по ОСТ 3801407-86 или ГОСТ 10227-62.

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.

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость" приводятся примеры конкретного выполнения (по лабораторной методике).

В лабораторных условиях эффективность разрушения АСПО составом определяют 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 ч, 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 00.005 г. Корзиночку с навеской АСПО помещают в стеклянную герметичную ячейку, куда наливают 100 мл испытуемого состава. Режим статический, продолжительность растворения (контакта) - 3 ч, температуру эксперимента поддерживают с точностью 0.5^oC. При необходимости время контакта и температуру увеличивают.

По истечении 3 ч корзиночку с оставшимся в ней АСПО вынимают и высушивают при температуре не ниже 28^oC и не менее 24 ч. Находят массу АСПО после эксперимента с точностью 00.005 г.

Эффективность удаления АСПО рассчитывают по формуле, мас.%: Э=(G₁-G₂)/G₁100,(%) 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", АО "Пермьнефть". Групповой состав изучаемых АСПО представлен в табл. 3.

В качестве углеводородных растворителей использованы гексан по ТУ 6-09-3375-78; бензин БР-2 по ГОСТ 443-76; бензин - боковой погон ректификационной колонны К-2, Азнакаевской установки комплексной подготовки нефти УКПН-II АО "Татнефть", именуемый в дальнейшем растворитель Р-1; продукт Горкинской УКПН АО "Татнефть", именуемый в дальнейшем растворитель Р-3. Физико-химические характеристики этих растворителей представлены в табл. 4.

Пример 1 определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-1.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли от 0.5 до 5.5 маc.%. 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 - БЦ), при различном соотношении компонентов в смеси и общей концентрации в углеводородном растворителе 5, 5.001 и 15 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли растворитель Р-1. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику, описанную выше. Время контакта 4 ч, температура эксперимента 30^oC, режим статический.

Результаты представлены в табл. 5.

Как показали результаты исследований, растворители, содержащие ПАБС и Дипроксамин-Д-157 в отдельности или совместно, а также в растворе с этилбензольной или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией в концентрационном диапазоне от 0.5 до 5.5 мас.% имеют большую эффективность по сравнению с прототипом. Во всех случаях содержание в базовом растворителе композиционной присадки ПАБС+Дипроксамин-157 или ПАБ+Дипроксамин-157+алкилбензольная фракция (где алкил-этил или изопропил, или бутил) меньше, чем в прототипе.

Пример 2 определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-2.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли от 0.5 до 5.5 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 5, 10 и 15 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли растворитель Р-3. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику. Время контакта 3 ч, температура эксперимента 20^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 6.

Анализ результатов показывает, что эффективность действия заявляемого состава для удаления АСПО ПАБС+Дипроксамин-157 в чистом виде или в растворе с этилбензольной, или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией в диапазоне 0.5-5.5 мас.% в 1.2-1.4 раза выше по сравнению с прототипом. При этом во всех случаях содержание присадки меньше, чем в прототипе.

Пример 3 определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-3.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли в интервале 0.5-5.5 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 от 5 до 10 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя применяли растворитель Р-3 и бензин БР-2 по ГОСТ 443-76. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику. Время контакта 3 ч, температура эксперимента 30 и 24^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 7.

Эффективность действия заявляемого состава в чистом виде или в растворе с этилбензольной или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией с концентрацией от 0.5 до 5.5 мас.% в 1.1-1.4 раза выше, чем в прототипе.

Пример 4 определения эффективности действия предлагаемого состава на АСПО-4.

Концентрацию присадки в углеводородном растворителе изменяли в интервале 0.5-5.5 мас.%. В качестве прототипа использовали однородную смесь, состоящую из продукта конденсации ДЭТА и ОК в мольном соотношении 1:1-1:2 и неонола АФ_9-4 или АФ_9-6+БЦ, при различном соотношении компонентов в смеси и общей концентрации в углеводородном растворителе от 5 до 15.001 мас.% (прототип). В качестве углеводородного растворителя использовали гексан по ТУ 6-09-3375-78. Для оценки эффективности использовали лабораторную методику. Время контакта 3 ч, температура эксперимента 30^oC, режим статический. Результаты представлены в табл. 8.

Эффективность действия Дипроксамина-157 или ПАБС, или их смеси в чистом виде или в растворе с этилбензольной или изопропилбензольной, или бутилбензольной фракцией, с концентрацией 0.5-5.0 мас.% в 1.2-1.4 раза выше, чем в прототипе.

Формула изобретения

Состав для удаления асфальтено-смолопарафиновых отложений, включающий углеводородный растворитель и присадку, отличающийся тем, что в качестве присадки он содержит азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой ~5000, или побочный продукт производства изопропилбензола - полиалкилбензольную смолу, или их смесь в соотношении 1 : 0,5 - 10,0 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Азотосодержащий блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой ~5000 или полиалкилбензольная смола, или их смесь в соотношении 1 : 0,5 - 10,0 соответственно - 0,5 - 5,5 Углеводородный растворитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12