Исследование и разработка технологического решения по очистке устья нефтяных скважин от асфальтосмолопарафиновых отложений с использованием сверхкритических флюидных технологий

Совершенствование эффективности технологии добычи тяжелых и парафинистых нефтей является одной из основных задач нефтедобывающего комплекса России. При добыче парафинистых нефтей, образование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) является серьезной проблемой, вызывающей снижение производительности системы и эффективности работы насосных установок. АСПО представляют собой сложную смесь: асфальтены, смолы, парафины, масла, сера, металлы, растворы солей органических кислот, комплексные соединения, коллоидно-диспергированные минеральные вещества, а также воду и механические примеси. К настоящему времени разработаны и применяются различные методы борьбы с АСПО, но не смотря на большое количество разработанных методов борьбы с АСПО отложениями, все они на данный момент являются дорогостоящими, малоэффективными и экологически не безопасными. Для решения вышеописанных проблем авторами проекта предложены и обоснованы новые подходы, связанные с использованием СКФ технологий. В случае СКФ сред отсутствует граница раздела фаз, поверхностное натяжение, а, соответственно, и капиллярный эффект. Что в совокупности определяет их высокую проникающую способность в пористые структуры и значимые перспективы в задачах переработки разнообразных твердых матриц применительно к самому широкому спектру технологических задач. Интенсивно развивающиеся сверхкритические флюидные (СКФ) технологии в мире реализованы практически с использованием лишь двух сред в СКФ состоянии: СО2 и Н2О, тогда как, большой группе задач в нефтедобыче, нефтепереработке и нефтехимии предпочтительным экстрагентом являются углеводороды и прежде всего, н-алканы и конечно в СКФ состоянии. С учетом выше описанного, в рамках данного проекта в качестве СКФ экстрагента и растворителя выбраны н-алканы, а именно пропан и бутан. Результаты проведенной работы в рамках этого проекта (2022-2025гг) по экстракции углеводородов из АСПО показали свою эффективность. Разработанная технология позволила не только очистить скважины, но и получить ценный продукт -церезин. При этом было использовано АСПО с высоким содержанием парафинов и смол, но низким содержанием механических примесей и воды (содержание парафинов составляет 33,7%; асфальтенов – 3,9%; смол – 30,55%, механических примесей – 3,1 %, серы – 3,2% масс.). И в ходе выполнения проекта были выявлены очень сложные, но важные проблемы как с точки зрения фундаментальной науки, так и прикладной . А именно, в настоящее время сложность переработки АСПО усложняется такими факторами, как высокое содержание в составе механических примесей (например, песок или песчаник), которые в некоторых случаях образуют основу этих отложений. В этом случае требуются уже выделить не только углеводороды из объема АСПО, но и необходимо разработать механизмы и способы выделения их из пористой структуры. Другая большая проблема- обводненность скважин, в том числе соленой водой. Все это создает сложную структуру "пористая механическая структура-парафины-смолы-вода". А если учесть тот факт, что эта смесь в скважинах находится под давлением и при различных температурах, то такие данные в литературе практически отсутствуют. Поэтому необходимо: провести исследования фазового равновесия данных систем при различных термодинамических параметрах; Установить характер изменения фазового состояния многокомпонентной системы в присутствии СКФ экстрагента (пропана, бутана); изучить кинетику выделения углеводородов из пористой структуры СКФ экстрагентом; Установить влияние воды на характер процесса экстракции; Установить влияние соленой воды на фазовое поведение смеси под давлением. Предполагается получение отсутствующих в литературе данных по равновесным, переносным и кинетическим характеристикам описанных выше систем. Эти данные являются фундаментальной основой сверхкритических флюидных технологий направленных на решение проблем применительно к задачам очистки устья нефтяных скважин от асфальтосмолопарафиновых отложений с использованием сверхкритических флюидных технологий.