CC BY
26
ТРАНСПОРТИРОВКА
38 TRANSPORTATION
3/Н (64) май 2008 г. ЭКСПОЗИЦИЯ
В последние годы в России наблюдается тенденция изменения структуры разведанных запасов нефти. Это связано с выработкой крупнейших высокопродуктивных месторождений. Содержание высокопарафинистых нефтей в Российском балансе нефтедобычи постоянно увеличивается. Это затрудняет их транспортировку по трубопроводам, в железнодорожных цистернах и морским транспортом.
ПМА Д-210 - НОВОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ
ПРИ ПЕРЕКАЧКЕ ВЫСОКОЗАСТЫВАЮЩИХ НЕФТЕЙ
При транспортировке нефти в результате снижения температуры выделяются высокомолекулярные, в основном парафиновые углеводороды, которые откладываются в различных местах нефтепромыслового оборудования, в трубопроводах или цистернах и повышают вязкость нефтей. Проблема возникает уже на стадии извлечения нефти из скважины и особенно остро она ощущается в северных регионах по причине более суровых погодных условий. Наиболее остро она стоит при транспортировке нефти от месторождения высоко-парафинистой нефти до магистрального трубопровода и зависит от природного состава нефти конкретного месторождения. В магистральном нефтепроводе нефть из различных месторождений усредняется.
Известны различные способы транспортировки высокозастывающей нефти. Наиболее распространённым и надежным является способ горячей перекачки. Однако печи путевого подогрева являются источником выброса вредных веществ, что ведет к увеличению платежей за загрязнение природной среды. Также не исключается возможность возникновения аварийных ситуаций, что может привести к экологическим и техническим проблемам.
В последнее время для транспортировки высокозастывающих нефтей все чаще стали применять депрессорные присадки, которые, участвуя в процессе кристаллизации парафинов, затрудняют формирование единой кристаллической структуры парафина при охлаждении нефти. Таким образом, улучшаются реологические свойства нефти, а именно: снижается температура .застывания, падает эффективная вязкость и снижаются потери напора на трение.
ОАО «Дзержинское Оргстекло» (ОАО «ДОС») имеет 40-летний опыт в разработке и производстве полимерных депрессорных присадок для масел. Специалисты Инженерно-технического центра в настоящее время ведут разработку депрессорных присадок для нефтей. Уже разработаны различные варианты рецептур депрессорной поли(мет)акрилатной присадки марки ПМА Д-210 для улучшения низкотемпературных свойств высоко-застывающих нефтей, физико-химические показатели которой приведены ниже (ТУ 0257-047-55856863-2006).
Опытно-промышленный образец присадки ПМА Д-210 испытан специалистами Инженерно- технического центра ОАО «ДОС» на образцах сырой нефти в сравнении с аналогами на нефтях Кальченско-го (Тзаст=+30С) и Хасырейского (Тзаст=+180С ) месторождений.
Достигнуто снижение температуры застывания для нефти Кальченского месторождения на 410С (при температуре ввода присадки 500С), для нефти Хасырейского месторождения на 150С (при температуре ввода присадки 500С) и на 390С (при температуре ввода 700С). Что соответствует уровню импортных аналогов.
Количество вводимой присадки в нефть 200-1000 ррт (200-1000 г/т).
На образце нефти из Ямало-Ненецкого автономного округа были проведены также испытания по влиянию депрессорной присадки ПМА Д-210 на кинематическую вязкость нефти при пониженных температурах. Результаты приведены в табл. 2.
Из табл. видно, что введение депрес-сорной присадки практически не влияет на вязкость нефти при температурах ►
Фото 1 / Fig. 1
PMA D-210 IS A NEW SOLUTION IN PUMPING HIGHLY CONGEALING OILS
In recent years in Russia the structure of explored oil reserves has tended to change. This has manifested itself in the depletion of major highly productive oil fields. The content of high wax bearing oils in the Russian balance of oil production is constantly rising. This makes it more difficult to transport them through pipelines, in railroad tanker cars and by sea. During oil transportation, as a result of lower temperature, high molecular, mainly paraffin hydrocarbons form which deposit in different spots of the oil production equipment, in pipelines or tanks and increase the viscosity of oils. The problem arises as early as the phase of oil extraction from the well and makes itself particularly felt in the northern regions due to more severe weather conditions. It is especially acute in the transportation of oil from the high wax bearing oil field to the mains pipeline and depends on the natural composition of the oil typical of a specific oil field. In the mains pipeline oil from various oil fields averages out.
There are several known methods of transporting highly congealing oil. The most common and reliable one is the hot pumping method. However transit heaters are a source of pollutants which leads to increased charges for environment pollution. A possibility of emergencies occurring is not to be ruled out, either, which may cause environmental and technical problems to come up. Recently for the purpose of transporting highly congealing oils, more and more often pour point depressants have come to be used which, while taking part in the paraffin crystallization process, hinder the formation of a single crystalline structure of the paraffin when oil cools down. This improves the rheological (flow) properties of the oil, namely: the setting point is reduced, effective viscosity goes down, and friction head becomes less. JSC «Dzerzhinskoe Orgste-klo» (JSC «DOS») has been in the business of developing and producing polymer based pour point depressants for oils for 40 years. The technicians of the Engineering and Technical Center are currently developing pour point depressants for petroleum. Different versions of recipes of the poly(meta)acrylate pour point depressant, PMA D-210 Grade, have been devised in order to improve the low temperature properties of highly congealing oils whose physical and chemical specifications are listed below (Technical Requirements 0257-047-55856863-2006). The prototype of the pour point depressant PMA D-210 was tested by the technicians of the Engineering and Technical
ЭКСПОЗИЦИЯ 3/Н (64) май 2008 г.
ТРАНСПОРТИРОВКА
TRANSPORTATION 39
Внешний вид Прозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета.
(Appearance) Допускается незначительное кол-во взвешенных или
осевших частиц
(Transparent liquid ranging from yellow to brown in color. An insignificant amount of suspended or precipitated particles is allowed).
Center of JSC «DOS» using samples of crude oil as compared to its equivalents on the oils of the Kalchenskoe Oil Field (setting point temperature = +3°C) and of the Khasyreyskoe Oil Field (setting point temperature = +18°C). Setting point temperature reduction was achieved for the oil of the Kalchenskoe Oil Field by 41°C (with the temperature at which the pour point depressant was introduced being 50°C), for the oil of the Khasyreyskoe Oil Field - by 15°C (with the temperature at which the pour point depressant was introduced being 50°C) and by 39°C (with the temperature at which the pour point depressant was introduced being 70°C). That is in line with the level of the imported equivalents.
The quantity of the pour point depressant introduced into oil is 200-1000 ppm (200-1000 grams per ton).
On the oil sample from the Yamalo-Ne-netsky Autonomous Territory tests were also run to determine the impact of the pour point depressant PMA D-200 on the kinematic viscosity of the oil at low temperatures. The test results are given in Table 2. The Table shows that introduction of the pour point depressant has virtually no impact on the oil viscosity at temperatures above +20°C, however it considerably decreases kinematic viscosity when the temperature approximates the oil setting point and expands the temperature range of the oil fluidity. The advantage of the pour point depressant is the fact that it is marketed and is available in liquid form at a temperature of over 20°C which does not require any additional expenses to be incurred to heat it up before adding.
It is noteworthy that the efficiency of the pour point depressant depends, to a great extent, on the temperature at which it is added to oil. The pour point depressant is to be effective in oil only if it is added prior to the time of paraffin crystallization. As a rule, such a temperature must be 15-20°C higher than the oil setting point. An additional salient feature of the PMA D-210 pour point depressant is the fact that, apart from depressant properties it also possesses dispersive properties. The use of the PMA D-210 pour point depressant allows the level of paraffin deposits on the pipe walls and those of the reservoirs to be reduced and hence reduce the frequency and cost of cleaning them. The pour point depressant helps maintain the liquid state of the flow which improves the operation of the well in the oil field, the pumpability and filterability of oil. The put-through of the pipelines increases, the cost of transporting oil by railroad tanker cars and sea goes down and the same goes for the energy use for heating up the oil flow.
In conclusion, it has to be underlined that crude oils from various oil fields significantly differ in terms of composition and contain paraffins of various structure and concentrations. There does not exist a universal depressant which could be effectively used to reduce the setting point and viscosity of all the oils. Therefore individual selection of a pour point depressant for oils of specific oil fields is needed. The Engineering and Technical Center of JSC «DOS» is in a position to carry out tests on oil samples produced in different oil fields and select the most effective recipe from a number of those available.
22
40
Вязкость кинематическая при 500С, (сСт), не более 50
(Kinematic viscosity at 500C, (cSt), no more than)
Температура застывания, 0С не более (Setting point, °C no more than 22)
Массовая доля активного вещества, % не менее (Mass fraction of active substance, % no less than)
Растворимость в дизельном топливе (Solubility in diesel fuel)
Снижение температуры застывания *, 0С не менее: (Reduction in setting point*, °C no less than)
• высокопарафинистой нефти, содержащей 0,05% присадки ПМА Д-210
(high paraffin oil containing 0.05% of the PMA D-210)
• прямогонного мазута из парафинистых нефтей, сод. 0,05% присадки ПМА Д-210
(straight-run fuel oil from paraffin oils, containing 0.05% of the PMA D-2101012)
• показатель является факультативным и определяется по требованию потребителя по представлению образца нефти
(the indicator is optional and determined at the customer's request upon submission of an oil sample)
Полная
10 12
Табл. 1 / Tab. 1
выше 200С, но существенно снижает кинематическую вязкость при температуре, близкой к точке застывания нефти, и расширяет температурный диапазон текучести нефти. Преимуществом присадки ПМА Д-210 является ее жидкая товарная форма при температуре выше 200С, что не требует дополнительных затрат на разогрев присадки перед ее вовлечением.
Следует особо отметить, что эффективность депрессорной присадки в значительной мере зависит от температуры ее вовлечения в нефть. Присадка будет работать в нефти только в том случае, если будет вовлечена до момента кристаллизации парафинов. Как правило, эта температура должна быть выше точки застывания нефти на 15-200С.
Дополнительной отличительной особенностью присадки ПМА Д-210 является тот факт, что кроме депрессорных она обладает еще и диспергирующими свойствами. Применение присадки ПМА Д-210 позволяет снизить уровень отложений парафинов на стенках труб и резервуаров, а, следовательно, и периодичность и затраты на их чистку. Присадка способствует поддержанию жидкого состояния потока, что улучшает работу скважины на нефтепромысле, прокачиваемость и фильтруемость
нефти. Повышается пропускная способность трубопроводов, снижаются затраты на транспортировку ж/д цистернами и морским транспортом, а также на энергетику для нагрева потока нефти.
В заключение необходимо отметить, что сырые нефти различных месторождений существенно отличаются по составу и содержат парафины различного строения и концентраций. Не существует универсальной присадки, которая могла бы эффективно применяться для понижения температуры застывания и вязкости всех нефтей. Поэтому необходим индивидуальный подбор депрессора для нефтей конкретных месторождений.
Инженерно-технический центр ОАО «ДОС» имеет возможность провести испытания на образцах нефти, добываемой на различных месторождениях и подобрать наиболее эффективную рецептуру из ряда имеющихся. ■
ОАО «Дзержинское Оргстекло» 606000 г. Дзержинск, Нижегородской области, Восточный промрайон т. (8313) 27-70-76, 27-72-72 ф. (8313) 27-74-47 e-mail: [email protected] www.dzor.com
Наименование образца Концентрация депрессора, г/тн Вязкость кинематическая, сСт (Kinematic viscosity, cSt)
(Description of the sample) (Pour Point Depressant concentration, g/ton) 200С 150С 120С 100С
Исходная нефть 0 4,78 24,88 Не течет Не течет
(Initial oil) (does (does
not flow) not flow)
Исходная нефть 90 - 8,46 17,72 -
(Initial oil)
+ПМА Д -210 180 5,89 - 13,68 17,52
Табл. 2 / Tab. 2
