Deteriorarea formării din parafine și asfaltene - PetroWiki
Poate că cea mai frecventă problemă de deteriorare a formării raportată în regiunile mature producătoare de petrol din lume sunt depozitele organice care se formează atât în, cât și în jurul sondei. Aceste zăcăminte organice se împart în două mari categorii:
- Parafine
- Asfaltene
Aceste depozite pot apărea în tuburi sau în porii rocii rezervorului. Ambele înăbușă efectiv fluxul de hidrocarburi. Acest articol discută sursa, depunerea, îndepărtarea și prevenirea acestor depozite.
Cuprins
- 1 Parafină și asfalteni în țiței
- 2 Depunerea de parafină
- 3 Eliminarea depozitelor de parafină
- 4 Metode de prevenire a depunerii de parafină
- 5 Precipitații asfaltene
- 6 Îndepărtarea depozitelor de asfalt
- 7 Referințe
- 8 lucrări de remarcat în OnePetro
- 9 Legături externe
- 10 A se vedea, de asemenea
Parafină și asfalteni în țiței
Uleiurile brute conțin trei grupe principale de compuși:
- Hidrocarburi saturate sau parafine
- Hidrocarburi aromatice
- Rășini și asfaltene
tabelul 1 prezintă compoziția brută a uleiurilor brute, a gudronului și a bitumului obținută din diverse surse. Este evident că uleiurile brute conțin proporții substanțiale de hidrocarburi saturate și aromatice cu procente relativ mici de rășini și asfaltene. Produsele brute mai degradate, inclusiv gudronele și bitumurile, conțin proporții substanțial mai mari de rășini și asfaltene.
Depunerea de parafină
Parafinele sunt alcani cu greutate moleculară ridicată (C 20+) care se pot acumula ca depozite în sondă, în liniile de alimentare etc. Aceste depozite organice pot acționa ca sufocări în sondă, rezultând o scădere treptată a producției cu timpul, pe măsură ce depozitele cresc în grosime. Acest lucru poate duce la apariția unor probleme, cu excepția cazului în care se iau măsuri de remediere în mod sistematic și periodic. Depozitele variază în consistență, de la acumulări moi până la depozite dure și fragile. De obicei, depozitele sunt mai ferme și mai dure pe măsură ce crește greutatea moleculară a depozitelor de parafină. Uneori parafinele și asfaltenele apar împreună în depozite organice.
Cauza principală a depunerii de ceară sau parafină este pur și simplu o pierdere a solubilității în țițeiul. [1] [2] Această pierdere de solubilitate este de obicei rezultatul modificărilor de temperatură, presiune sau compoziția țițeiului ca urmare a pierderii gazelor dizolvate. parafinele care au cel mai mare punct de topire și greutatea moleculară sunt de obicei primele care se separă de soluție, cu parafine cu greutate moleculară mai mică separându-se pe măsură ce temperatura scade în continuare. De exemplu, un alcan C 60 cu un punct de topire de aproximativ 215 ° F se va depune la o temperatură mult mai mare decât un alcan C 20 cu un punct de topire de 98 ° F.
Capacitatea țițeiului de a menține parafina în soluție este în general cuantificată cu doi indicatori:
- Pentru punct
- Punct de nor
Procedura de măsurare a punctului de turnare și a punctului de nor poate fi găsită în manualele ASTM (D2500-66 pentru punctele de nor și D97-66 pentru punctele de turnare). Punctul de nor este definit ca temperatura la care parafinele încep să iasă din soluție și o soluție clară de hidrocarburi devine tulbure. Evident, este dificil să se măsoare punctul de nor pentru țițeiul închis la culoare, deoarece tulburarea nu este vizibilă. În astfel de cazuri, prezența cristalelor de parafină trebuie să fie detectată cu un microscop cu lumină polarizantă. Punctul de turnare este definit ca temperatura la care țițeiul nu mai curge din recipientul său. Pe măsură ce temperatura este redusă, cristalele de ceară formează o rețea de interblocare care susține lichidul hidrocarbonat din interior. Această rețea de cristale de parafină este destul de sensibilă la forfecare și slăbită la prima formare, dar se poate întări și deveni extrem de rigidă pe măsură ce lichidul se pierde din ea. Punctele de turnare sunt relativ ușor de măsurat pe teren și oferă o bună indicație a condițiilor în care cantități mari de parafină vor cădea din soluție în uleiurile brute.
Cea mai frecventă cauză a pierderii solubilității parafinei în țiței este scăderea temperaturii, care poate apărea din mai multe motive [3]:
- Răcirea produsă de țițeiul și gazele asociate care se extind prin perforații
- Expansiunea gazului în timpul ridicării fluidelor la suprafață
- Radiația de căldură de la tubulatura la formațiunea înconjurătoare indusă de intrarea apei în sau în jurul sondei
- Pierderea componentelor mai ușoare din țiței din cauza vaporizării
Pot fi avute în vedere mai multe alte motive posibile pentru o scădere a temperaturii. În instalațiile offshore, de exemplu, problemele cu parafina sunt de obicei asociate cu schimbarea rapidă a temperaturii, deoarece țițeiul din sondă intră în conducte submarine care sunt scufundate în apa de mare la 4 ° C. Volumele mari de parafine pot fi depozitate pe suprafețele conductelor, ceea ce necesită pigging periodic. A se vedea Asigurarea debitului pentru instalațiile offshore și submarine.
Presiunea în sine are o influență mică sau deloc asupra solubilității parafinei în țiței. Cu toate acestea, are un impact semnificativ asupra compoziției țițeiului. Reducerea presiunii duce de obicei la pierderea substanțelor volatile din petrolul brut și poate induce precipitarea parafinelor. Acesta este principalul motiv pentru care problemele cu parafină sunt mai frecvente în regiunile mai mature ale lumii. Deoarece presiunea rezervorului este epuizată și componentele mai ușoare ale țițeiului sunt produse în preferință fracțiunilor mai grele, probabilitatea precipitațiilor de parafină este semnificativ crescută.
Pentru ca depunerea de parafină să fie o problemă semnificativă, parafina trebuie să se depună pe pereții porilor sau pe suprafața tubului. Dacă parafina rămâne antrenată în țiței, aceasta oferă de obicei puține probleme de producție. Mai mulți factori influențează capacitatea parafinei de a se depune pe pereții conductelor:
- Prezența apei care udă suprafețele conductei tinde să inhibe depunerea de parafină. În plus, apa are o căldură specifică mai mare decât uleiul, ceea ce crește temperaturile de curgere.
- Calitatea țevilor joacă un rol important. Țevile ruginite cu suprafață mare și numeroase locuri pentru formarea cristalelor de parafină oferă o locație ideală pentru depunerea parafinei. Parafina aderă la suprafețe aspre mai bine decât suprafețele netede.
- Profilul de temperatură în regiunea aproape de sondă sau în interiorul conductei joacă un rol important în determinarea dacă parafina se va depune pe pereți sau va continua să fie antrenată cu fluidul.
Injecția de fluide, cum ar fi fluidele de stimulare sau injecția de apă în sondă, poate induce deseori probleme de depunere a parafinei. Acest lucru este valabil mai ales dacă temperatura suprafeței este semnificativ mai rece decât temperatura rezervorului. Cazurile pe teren care documentează precipitația parafinei în timpul stimulării fracturilor sunt furnizate în McClaflin [1] .
Eliminarea depozitelor de parafină
Acumularile de parafină sunt eliminate prin metode care pot fi amplasate în trei categorii: