Предотвращение образования отложений парафинов в системе промыслового транспорта нефти на месторождении N (Томская область)

Выполнен анализ влияния факторов на условия и место образования отложений парафинов при промысловой перекачке нефти месторождения N. Предложен комплекс мероприятий по их предотвращению.

Введение…………………………………………………………………………………………. 17
1 Асфальтеносмолопарафиновые отложения …………………………………… 19
1.1 Состав асфальтеносмолопарафиновых отложений ……………………… 19
1.2 Механизм формирования АСПО ………………………………………………… 21
1.3 Факторы, влияющие на образование АСПО ……………………………….. 24
1.4 Последствия образования АСПО ……………………………………………….. 26
2 Современные технологии борьбы с асфальтеносмолопарафиновыми
отложениями ……………………………………………………………………………………………. 27
2.1 Методы борьбы с АСПО ……………………………………………………………. 27
2.2 Предотвращение образования АСПО ………………………………………… 28
2.3 Методы удаления АСПО ……………………………………………………………. 31
2.3.1 Тепловые методы ……………………………………………………………………. 31
2.3.2 Химические методы ………………………………………………………………… 32
2.3.2.1 Удаление АСПО при помощи углеводородных растворителей 32
2.3.2.2 Удаление АСПО при помощи композиционных углеводородных
составов …………………………………………………………………………………………………… 33
2.3.4 Механические методы …………………………………………………………….. 34
3 Объект и методы исследования …………………………………………………….. 35
3.1 Геологическая характеристика месторождения ………………………….. 35
3.2 Состояние разработки месторождения N ……………………………………. 36
3.3 Характеристика пластового флюида…………………………………………… 39
3.4 Характеристика УПН…………………………………………………………………. 42
3.5 Характеристика межпромыслового трубопровода………………………. 44
3.6 Моделирующая программа UniSim Design …………………………………. 44
4 Исследование причин и условий образования отложений парафинов в
межпромысловом трубопроводе……………………………………………………………….. 47
4.1 Технология подготовки нефти на УПН ………………………………………. 47
4.2 Моделирование технологической схемы подготовки нефти ……….. 50
4.3 Моделирование технологии промыслового транспорта товарной
нефти в программном комплексе UniSim Design ………………………………………. 51
4.4 Исследование влияния различных факторов на количество и место
образования парафиновых отложений в трубопроводе ……………………………… 53
4.4.1 Зависимость толщины и объема отложений от вида грунта ……… 53
4.4.2 Зависимость толщины и объема отложений от температуры
окружающей среды ………………………………………………………………………………….. 56
4.4.3 Зависимость толщины и объема отложений от материала
изоляции ………………………………………………………………………………………………….. 58
4.4.4 Зависимость толщины и объема отложений от материала
трубопровода …………………………………………………………………………………………… 61
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………………………… 67
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения…………………………………………………………………………………… 68
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………….. 68
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений …………………………… 68
5.2 SWOT – анализ ………………………………………………………………………….. 70
5.3 Структура работ в рамках научного исследования ……………………… 72
5.4 Разработка графика проведения научного исследования …………….. 73
5.5 Бюджет научно – технического исследования…………………………….. 74
5.5.1 Бюджет материальных затрат научно – технического
исследования ……………………………………………………………………………………………. 75
5.5.2. Расчет затрат на специальное оборудование …………………………… 76
5.5.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………. 76
5.5.4 Дополнительная заработная плата …………………………………………… 78
5.5.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) … 78
5.6 Формирование бюджета затрат научно – исследовательского
проекта…………………………………………………………………………………………………….. 79
5.7 Определение ресурсной эффективности исследования ……………….. 79
6 Социальная ответственность ………………………………………………………… 81
Заключение …………………………………………………………………………………….. 95
Список публикаций студента ………………………………………………………….. 97
Список использованных источников ……………………………………………….. 98
Приложение A ………………………………………………………………………………. 103
Приложение Б ……………………………………………………………………………….. 123
Приложение В ………………………………………………………………………………. 124
Приложение Г ……………………………………………………………………………….. 126

В работе впервые проведено исследование влияния таких факторов,
как: температура окружающей среды, вид грунта, вид теплоизоляции и
материал трубопровода на количество, и место парафиновых отложений в
промысловом трубопроводе на месторождении N при транспорте
подготовленной парафинистой нефти в среде моделирующей программы
UniSim Design.
Установлено, что в промысловом трубопроводе образование
парафиновых отложений начинается с самого начала трубопровода в связи с
тем, что в составе нефтяных парафинов присутствуют очень тяжелые
компоненты, например С44Н90 с молекулярной массой 619 г/моль и
содержанием его в нефти 0,062 %.
Наиболее благоприятными условиями с точки зрения предотвращения
образования отложений оказалась прокладка трубопровода в сухой глине.
Одним из методов предотвращения образования парафиновых
отложений был предложен способ поддержания требуемой температуры,
посредством изоляции. Было показано, что наилучшей изоляцией является
Urethane Foam: при нем достигается минимальное количество отложений
(4,53 м3). Чем эффективнее изоляция, тем ниже тепловые потери и, как
следствие, количество отложений. При использовании изоляции наблюдается
сдвиг области отложений к середине длины трубопровода.
Был предложен еще один метод предотвращения парафиновых
отложений, как альтернативный материл стальным трубопроводам в виде
композитных труб. Максимальная толщина отложений при использовании
данного метода составила 1,28 мм, что в 0,8 раз меньше, чем при
использовании стальных труб.
Несмотря на предложенные меры предотвращения образования
отложений, происходит выпадение парафина из нефти, следовательно,
исследованные методы не позволили полностью предотвратить отложения
парафинов в промысловом трубопроводе.
Поэтому остается необходимость в применении химического метода
борьбы в частности присадки. Для предотвращения образования АСПО
рекомендуется введение регулятора вязкости Реагент 1 с дозировкой 250–500
г/т,
При его тестировании в лабораторных условиях динамическая вязкость
нефти снижается в среднем в три раза, а интенсивность отложения
парафинов на металлической поверхности – на 75–80 %. Можно ожидать, что
в совокупности с эффективной изоляцией результат применения присадки
будет выше.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы для
предотвращения образования парафиновых отложений в промысловом
трубопроводе на месторождении N.
Список публикаций студента

1. Гайнулина К. Р. Технологии подготовки парафинистых нефтей /
К. Р. Гайнулина ; науч. рук. Л. В. Шишмина // Проблемы геологии и
освоения недр : труды XXIV Международного симпозиума имени академика
М. А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 75-летию Победы в
Великой Отечественной войне, Томск, 6-10 апреля 2020 г. : в 2 т. — Томск :
Изд-во ТПУ, 2020. — Т. 2. — [С. 63-64].
2. Гайнулина К. Р. Анализ производственных показателей
деятельности компании ОАО “Варьеганнефть” / К. Р. Гайнулина, А. А.
Нурсалиева, А. А. Усенова ; науч. рук. И. В. Шарф // Проблемы геологии и
освоения недр : труды XXIV Международного симпозиума имени академика
М. А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 75-летию Победы в
Великой Отечественной войне, Томск, 6-10 апреля 2020 г. : в 2 т. — Томск :
Изд-во ТПУ, 2020. — Т. 2. — [С. 591-592].