заплесневелый
Метод низкопольного ЯМР изучает эволюцию подвижности воска во время кристаллизации воска.
Низкотемпературная кристаллизация парафина является одной из основных проблем, влияющих на текучесть сырой нефти при добыче нефти.. Осаждение парафина происходит в жидкой среде. (ЧТО) при температуре ниже температуры кристаллизации воска. Это явление отрицательно влияет на обеспечение потока при добыче сырой нефти.. Постоянное снижение потока из-за гелеобразования парафина и увеличения вязкости жидкости., и отложения парафина во время перезапуска трубопровода являются распространенными проблемами, возникающими при добыче сырой нефти..
Почему нефтяные скважины образуют воск?
Парафины входят в состав сырой нефти., состоящий из обычных, изомерные или нафтеновые углеводороды, обычно с углеродными цепями C20 и C100 или даже выше. Основная причина, по которой нефтяные скважины откладывают парафин в процессе добычи, заключается в том, что сырая нефть, добываемая нефтяными скважинами, содержит парафин.. При осаждении парафина в нефтяных скважинах происходят два процесса.. Первый, воск осаждается из сырой нефти, а потом он скапливается и прилипает к стенке трубы. Воск, первоначально растворенный в сырой нефти, конденсируется в процессе добычи, поскольку растворимость сырой нефти в парафине снижается.. Когда состав, изменение температуры и давления сырой нефти, так что растворимость сырой нефти снижается, часть парафина осаждается из сырой нефти.
Насколько вредны парафиновые осадки из нефтяных скважин?
Выпадение парафина из нефтяных скважин не только приводит к ежедневному удалению парафина при эксплуатации и удалению парафина при капитальном ремонте скважин., но также оказывает серьезное влияние на добычу нефтяных скважин и даже разработку нефтяных месторождений.. Выпадение парафина из нефтяных скважин требует больших усилий при ежедневном управлении и увеличивает вероятность и вероятность аварий в скважине.. Выпадение парафина увеличит сопротивление потоку нефти и снизит производительность нефтяных скважин.. Текущие меры по удалению парафина увеличат затраты на разработку и повлияют на разработку нефтяных месторождений.. экономический эффект.
Каковы факторы, влияющие на выпадение парафина из нефтяных скважин??
1. Состав и температура сырой нефти
В тех же температурных условиях, растворимость легкой нефти в парафине выше, чем у тяжелой нефти.. Более легкие компоненты, содержащиеся в сырой нефти, тем ниже температура кристаллизации воска, то есть, воск нелегко осаждать, и воск в растворенном состоянии сохраняется. больше количества. Количество воска, растворенного любым видом нефти, уменьшается с понижением температуры..
Поэтому, часть количества воска, растворенного при высокой температуре, конденсируется при понижении температуры.. При том же содержании воска, температура кристаллизации воска тяжелой нефти выше, чем у легкой нефти, и видно, что масло с меньшим количеством легких компонентов легко конденсирует воск.
2. Давление и растворенный газ
При условии, что давление выше давления насыщения, сырая нефть не будет дегазироваться при снижении давления, а начальная температура кристаллизации воска снижается с уменьшением давления. При условии давления и давления насыщения, поскольку газ в масле постоянно отделяется при понижении давления, растворяющая способность воска снижается, поэтому начальная температура кристаллизации увеличивается. высокий.
Это связано с тем, что легкий компонент газа метан: этан отделяется на начальной стадии, а тяжелый компонент газа, такой как бутан, отделяется на более поздней стадии.. Кроме того, когда растворенный газ отделяется от нефти, он также расширяется и поглощает тепло, что снижает температуру потока масла и способствует осаждению кристаллов воска.
3. Смолы и асфальтены в сырой нефти
Результаты экспериментов показывают, что температура кристаллизации может снижаться с увеличением содержания коллоидов в нефти.. Потому что коллоид является поверхностно-активным веществом, он может адсорбироваться на поверхности кристаллов парафина, чтобы предотвратить развитие кристаллизации.. Битум – это еще один полимер коллоидного типа., который не растворяется в масле, но диспергированы в масле в виде мельчайших частиц, которые оказывают диспергирующее действие на кристаллы парафина. Однако, когда воск, отложившийся на стенке трубы, содержит коллоид и асфальтены, он образует твердый воск, который нелегко смыть потоком масла.
4. Механические примеси и вода в сырой нефти
Мелкие частицы и механические примеси в масле станут ядром кристаллизации парафиновых осадков., что позволяет кристаллам воска легко агрегироваться и расти, и ускоряет процесс отложения воска. Когда содержание воды в масле увеличивается, падение температуры потока жидкости может быть уменьшено, поскольку термическая растворимость воды выше, чем у масла. Кроме того, из-за увеличения содержания воды, на стенках маслопровода легко образовать сплошную водяную пленку, так что воск нелегко отложить на стенке трубы. Поэтому, по мере увеличения обводненности нефтяной скважины, снижается степень отложения воска. Однако, когда содержание воды низкое, выпадение воска является более серьезным, потому что соли в воде осаждаются и откладываются на стенках трубки, что способствует агрегации кристаллов воска.
5. Скорость потока, шероховатость поверхности трубы
Фактическая добыча нефтяных скважин показывает, что выпадение парафина в высокодебитных скважинах не так серьезно, как в низкодебитных скважинах.. Из-за высокого давления высокодебитных скважин, меньше дегазации, низкая начальная температура кристаллизации, и высокая скорость потока жидкости, потери тепла в стволе скважины небольшие, температура подачи масла высокая, и воск нелегко осаждать. Даже если восковой продукт выпадает в осадок, оно будет унесено высокоскоростным потоком масла и не будет легко откладываться на стенке трубы.. Если стенка трубы шероховатая, кристаллы воска легко прилипают к нему, образуя восковые образования, в противном случае образование воска будет непростым. Чем сильнее гидрофильность поверхности стенки трубки, тем меньше вероятность образования воска, Напротив, легко сформировать воск.
Какие методы низкопольного ЯМР используются при изучении процесса кристаллизации воска??
Доктор Бацберг Педерсен и др.. впервые применил метод ЯМР низкого поля для анализа осадков парафина в сырой нефти.. Они сравнили количество осажденного воска 17 сырые нефти, в которых количество парафинов определяется методом осаждения ацетоном с высокой точностью [1]. Ялауи и его команда использовали последовательность CPMG для изучения поведения сырой нефти в кристаллической сетке, образующейся в процессе кристаллизации, и проиллюстрировали существование менее подвижных жидких областей в кристаллической сетке. [2]. Чжао и его команда использовали последовательности CPMG для характеристики модельной парафиновой системы в дейтерированном толуоле и построили кривые осаждения парафина путем количественной оценки изменения сигнала при действии различных восков и ингибиторов парафина.. Прямое сравнение кривых осаждения парафина с ДСК продемонстрировало оба метода.. с хорошими результатами стабильности.
а. 5% раствор воска б.5% воск 1% раствор асфальтенов С. 5% воск 0,01%PPD
Изменение Т2 и прочности раствора дейтерированного толуола с температурой
В чем заключается принцип низкопольной технологии ЯМР для изучения процесса кристаллизации воска??
Использование метода ЯМР высокого разрешения, Савулеску и его команда использовали низкопольный ЯМР-спектрометр на частоте 21М, чтобы лучше понять взаимодействия, лежащие в основе механизма ингибирования парафина. [4]. Ингибиторы парафина, такие как депрессоры температуры застывания. (PPD) и компоненты сырой нефти, такие как асфальтены, используются для воздействия на осаждение парафинов посредством совместной кристаллизации и образования комплексов с парафинами..
Воск Т2 в разных рецептурах имеет две части сигналов., основной пик 10-1~1 с является основным пиковым сигналом растворенного в растворе воска., и пик 10-3~10-1с находится между жидкой фазой и твердой фазой., или там твердый воск. Сигнал жидкого воска в зоне. Твердый воск после кристаллизации не удалось обнаружить методом ЯМР Т2..
На рисунке а, по мере снижения температуры, сигнал растворенного парафина основного пика смещается влево, и текучесть раствора снижается. Рисунок б, c Молекулы асфальтенов ускоряют осаждение парафина, Ингибитор парафина PPD образует комплекс за счет совместной кристаллизации с воском., и эта часть сигнала не может быть обнаружена в спектре ЯМР Т2.
Количественное определение содержания парафина и содержания твердого парафина в растворе может быть достигнуто по количеству сигнала ЯМР..
Использование методов ЯМР позволяет нам понять и количественно оценить с высоким разрешением, как асфальтены или другие ингибиторы в развитом агрегатном состоянии влияют на подвижность растворенных восков в кристаллической сетке воска.. Новые методы и новые прорывы в механизме осаждения парафинов могут быть практически распространены на реальную добычу сырой нефти в будущем..
Рекомендации:
[1]Батсберг Педерсен, В.; Бальтцер Хансен, А.; Ларсен, Э.; Нильсен, А. Б.; Релаксация, ЧАС. п. Парафиновые осадки из сырой нефти Северного моря. 2. Содержание твердой фазы как функция температуры, определенное с помощью импульсного ЯМР. Энергетическое топливо 1991, 5 (6), 908−913. Д
[2] Ялауи, Я.; Шевалье, Т.; Левитц, П.; Дарбуре, М.; Палермо, Т.; Винай, Г.; Барре, л. Исследование многомасштабной структуры и динамики парафинистой сырой нефти с помощью низкопольного ЯМР, Рентгеновское рассеяние, и оптическая микроскопия. Энергетическое топливо 2020, 34 (10), 12429−12439.
[3] Чжао, Ю.; Пасо, К.; Норвежский, Дж.; Али, ЧАС.; Саутленд, Г.; Морской цветок, J.Использование DSC, НИР, и ЯМР для определения температуры появления воска и характеристик характеристик химических добавок.. Дж. Терм. Анальный. Калорим. 2015, 120 (2), 1427−1433.
[4] Савулеску Г Ц , Саймон С , Срланд Дж. , и другие. Новые подходы ядерного магнитного резонанса к эволюции подвижности воска в процессе кристаллизации воска [Дж]. 2021.