ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОГО ИНГИБИТОРА АСФАЛЬТЕНОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ИНГИБИРОВАНИЯ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ

Хормали Азизоллах¹, Петраков Д.Г.², Рощин П.В.³

¹Аспирант, ²кандидат технических наук, доцент, ³кандидат технических наук, ассистент, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНОГО ИНГИБИТОРА АСФАЛЬТЕНОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ИНГИБИРОВАНИЯ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ

Аннотация

В данной работе приведены экспериментальные исследования влияния применения ингибитора выпадения асфальтенов на эффективность ингибитора отложения карбоната кальция в кернах карбонатного типа. Представлены результаты определения индукционного периода путем измерения движущей силы осаждения соли.

Ключевые слова: движущая сила, ингибитор выпадения асфальтенов, ингибитор солеотложения, индукционный период.

Azizollah Khormali¹, Petrakov D.G.², Roschin P.V.³

¹Postgraduate student, ²associate professor, ³assistant professor, National University of the mineral resource (University of Mines)

THE INFLUENCE OF THE POLYMERIC ASPHALTENE INHIBITOR ON THE EFFICIENCY OF SCALE INHIBITION OF CALCIUM CARBONATE

Abstract

In this work, the experimental investigation of the effect an asphaltene precipitation inhibitor on the effectiveness of the calcium carbonate inhibition was conducted in carbonate core samples. The results of induction period determination are presented by measuring the driving force of the salt deposition.

Keywords: driving force, asphaltene inhibitor, scaling inhibitor, induction period.

Оптимальные ингибиторы для защиты скважинного оборудования и пластов от осадков солей должны быть совместимы с пластовой водой, породой и используемыми химическими реагентами [2]. При наличии ингибитора выпадения асфальтенов эффективность ингибирования не должна значительно снижаться. Добавление небольшого количества такого ингибитора может быть достаточным для начала процесса осаждения солей различных минералов [3]. Тенденция к выпадению труднорастворимых минеральных солей в растворах полимер-рассола на несколько порядков выше, чем в соляном растворе [1]. Целью данного исследования является обоснование индукционного периода кристаллизации карбоната кальция и влияния полимерного ингибитора выпадения асфальтенов на эффективность предотвращения соли [4].

Эффективность различных ингибиторов по предотвращению образования солей может быть оценена в лабораторных условиях. Эксперименты по исследованию образования и выпадения солей и определению индукционного периода осадков проводились на лазерном анализаторе микрочастиц. Данные по интенсивности света, передающие через кювету с пересыщенным раствором, получены с помощью лазерного устройства. При изменении начальной постоянной интенсивности света происходит образование осадков. Индукционный период осаждения определялся изменением наклона записанной кривой поглощения в зависимости от времени. Индукционный период осаждения зависит от исходной концентрации ионов, которые, в свою очередь, определяются перенасыщением раствора. Движущая сила осаждения объясняется разностью химических потенциалов кристаллизации веществ в кристалле и перенасыщенном растворе. Изучение особенностей ингибиторов предотвращения неорганических солей с добавлением ингибитора выпадения асфальтенов полимерного типа проводилось на модели карбонатного керна, состоявшего из известняка и доломита. На рисунке 1 показана зависимость осаждения карбоната кальция за счет изменения общей минерализации воды при 70°С.

Рис. 1 - Осадкообразование карбоната кальция в зависимости от минерализации воды

Установлено, что концентрация данной соли увеличивается при росте минерализации до 125 г/л. Можно сделать вывод о том, что в случае добавления полимерного ингибитора образования асфальтенов в дозировке 70 мг/л, увеличение концентрации карбоната кальция до предельной точки (125 г/л) происходит более резко. Затем концентрация соли уменьшается при увеличении общей концентрации всех ионов до 200 г/л. Также, при минерализации более 125 г/л, добавление ингибитора асфальтенов ведет к снижению количества осажденной массы карбоната кальция. На рисунке 2 представлена полученная зависимость движущей силы осаждения карбоната кальция от индукционного периода.

Рис. 2 - Зависимость движущей силы осаждения карбоната кальция от индукционного периода

Стехиометрические соотношения компонентов осадков, включая молярное отношение ионов соли, не оказывают влияния на индукционный период осаждения. Из рисунка 2 видно, что в естественных осадках карбоната кальция без добавления ингибитора выпадения асфальтенов индукционный период увеличивается под острым углом наклона при уменьшении движущей силы осаждения. При добавлении ингибитора образования асфальтенов в дозировке 70 мг/л, индукционный период уменьшается. Большое количество ингибитора образования асфальтенов может привести к снижению значения индукционного периода при изменении движущей силы.

Эффективность ингибирования карбоната кальция оценивалась по измерению массы кернов до и после использования химических реагентов. В таблице 1 представлены результаты исследования по оценке эффективности предотвращения солеотложений с добавлением полимерной композиции ингибитора асфальтенов при дозировании 70 мг/л. Эффективность ингибитора карбоната кальция увеличивается с увеличением дозировки. Однако при высоких дозировках рост эффективности уменьшается. Как показано в таблице 1 эффективность ингибитора образования карбоната кальция при добавлении ингибитора асфальтенов изменяется незначительно.

Таблица 1 - Оценка эффективности ингибитора солеотложения

При проведении исследований по борьбе с отложениями карбоната кальция применение ингибитора оказалось успешным. Добавление полимерного ингибитора асфальтенов не оказывает значительного влияния на процесс борьбы с отложениями карбоната кальция. Например, при 70°С и  дозировке 60 мг/л  эффективность ингибитора солеотложений составила 88 и 87% соответственно.

Литературы

1. Гарифуллин А. Р., Чурбанова М. В., Рагулини В. В., и др. Опыт применения технологии Mini squeeze для защиты скважины от солеотложения при выводе на режим в ООО «РН-Юганскнефтегаз» // Нефтяное хозяйство. – 2009. – № 11. – С. 51-53.
2. Кудряшов С. И. Менеджмент солеотложения на месторождениях «НК «Роснефть» // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2006. – № 2. – C. 1-15.
3. Малышев А. С., Хабибуллин Р. А., Ганиев И. М., и др. Разработка шаблонов применимости технологий предотвращения солеотложения в добывающих скважинах // Нефтяное хозяйство. – 2009. – № 11. – С. 48-50.
4. Boak L. S., Sorbie K. S. New Developments in the Analysis of Scale Inhibitors // Presented at the SPE International Conference on Oilfield Scale. – 26-27 May 2010. – Aberdeen, UK. – P. 12.

References

1. Garifullin A. R., Churbanova M. V., Ragulin V. V., et al. Mini-squeeze – method of the scale preventing after pump starting. The application in Rosneft-Yuganskneftegaz LLC // Neftyanoe Khozyaistvo. – 2009. – № 11. – С. 51-53.
2. Kudryashov S. I. Management of scaling in «NK Rosneft» // Oil and Gas Business. – 2006. – № 2. – C. 1-15.
3. Malyshev A. S., Khabibullin R.A., Ganiev I. M., et al. Development of the templates of applicability of technologies to prevent scaling in producing wells // Neftyanoe Khozyaistvo. – 2009. – № 11. – С. 48-50.
4. Boak L. S., Sorbie K. S. New Developments in the Analysis of Scale Inhibitors // Presented at the SPE International Conference on Oilfield Scale. – 26-27 May 2010. – Aberdeen, UK. – P. 12.