Состав и структурно-реологические свойства асфальтосмолопарафиновых отложений в зависимости от условий их образования и химического типа нефти

• Автор: Бешагина, Евгения Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ АСПО

Литературный обзор

1.1 Химический состав нефтей

1.2 Строение твердых углеводородов и их кристаллизация

1.3 Смолистоасфалътеновые вещества

1.4 Общие представления о природе нефтяных дисперсных систем

1.5 Состав асфальтосмолопарафиновых отложений

1.6 Механизм формирования АСПО

1.7 Факторы, влияющие на образование АСПО
1.8 Предотвращение и удаление нефтяных отложений
1.8.1 Основные методы
1.8.2 Механизм действия депрессорных и ингибирующих присадок
1.8.3 Факторы, влияющие на эффективность действия присадок
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования
2.2.1 Методика определения группового состава
2.2.2 Методика определения состава и относительного
содержания налканов
2.2.3 Методика определения элементного состава нефти
2.2.4 Метод инфракрасной спектроскопии
2.2.5. Методика определения количества асфальтосмолопарафиновых отложений методом холодного стержня
2.2.6 Методика определения температур помутнения,
плавления и застывания
2.2.7 Методика определения динамической, эффективной вязкости, напряжения сдвига и предельного напряжения сдвига нефти и
нефтяного осадка
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ
ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
3.1 Влияние температуры на кристаллизацию парафина
в модельной системе
3.2 Состав смолистоасфальтеновых веществ
3.3 Влияние состава смол и асфальтенов на образование АСПО
3.4 Индивидуальный .состав алканов нстроения технического парафина и осадков, образованных из модельных систем
с добавками смол и асфальтенов
3.5 Влияние состава модельной системы на количество дисперсной фазы и
дисперсионной среды в осадке. Групповой состав дисперсной фазы
3.6 Влияние компонентного состава модельных систем с добавками
САВ на температуры помутнения, плавления и застывания
3.7 Особенности кристаллической структуры парафиновых
отложений
3.7.1 Изменение микроструктуры осадка во времени
3.7.2 Изучение влияние САВ на микросгруктуру осадка
3.8 Исследование реологических свойств осадков, выделенных
из модельных растворов парафина
4 ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОСТАВА И СВОЙСТВ ВЫСОКОЙАРАФИ1ТИСТЫХ НЕФТЕЙ И НЕФТЯЫХ ОСАДКОВ
4.1 Групповой состав исследуемых нефтей
4.2 Распределение парафиновых углеводородов в нефтях
4.3 Количественное определение нефтяных отложений
4.4 Исследование vii состава нефтяных осадков
4.5 Изучение состава парафиновых углеводородов в осадках,
выделенных при различных температурах
4.6 Исследование микроструктуры нефти и нефтяных осадков
4.7 Исследование реологических свойств нефтяных осадков
5 ВЛИЯНИЕ ПРИСАДОК НА СОСТАВ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЯНЫХ ОСАДКОВ
5.1 Разработка ингибирующей присадки НХТИ
5.2 Влияние присадок на кристаллизацию парафина из модельных систем
5.2.1 Влияние концентрации присадок на изменение количества осадка, полученного из модельных систем
5.2.2 Индивидуальный состав налканов в осадках, образованных из модельных систем с присадками
5.2.3 Влияние компонентного состава модельных систем с добавками синтетических присадок на температуру помутнения и застывания
5.2.4 Особенности кристаллической структуры парафиновых отложений с добавками присадок
5.2.5 Исследование реологических свойств осадков, выделенных из модельных систем с присадками
5.3 Изучение действия ингибирующих присадок на физикохимические свойства нефтяных осадков
5.3.1 Влияние присадок на изменение количества АСПО
5.3.2 Влияние присадки НХТИ на содержание парафиновых углеводородов в нефтяных осадках и их групповой состав
5.3.3 Исследование реологических свойств нефтяных осадков с присадками
5.3.4 Микроструктура нефтяных осадков с присадками
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Углеводороды в нефтях представлены следующими гомологическими рядами алканы парафиновые, циклоалканы нафтеновые, арены ароматические и смешанные гибридные, нафтеноароматические . Присутствуют в ней так же производные углеводородов кислород, азот, серосодержащие вещества, металлорганические соединения, углеродистые частицы карбены и карбоиды. Общее содержание алканов в нефтях может изменяться в пределах без растворенных газов. Оли представлены изомерами нормального и разветвленного строения, соотношение которых зависит от типа нефти. Большое значение имеет присутствие в нефтях алканов с высокой температурой плавления, которая повышается с ростом их молекулярной массы. Начиная с гексадекана СН и выше в обычных температурах нормальные алканы являются твердыми веществами, которые в зависимости от температуры и их концентрации могут находиться в нефти в растворенном или кристаллическом состоянии. При равной молекулярной массе разветвленные алканы характеризуются болсс низкими температурами плавления. Содержание циклоалканов в нефтях колеблется от до . Они представлены гомологами циклопентана и цпклогексана. Высококипящие фракции нефги содержат также многокольчатые циклоалканы в основном би и трицикл ические. Циклоалканы с длинной боковой алкильной группой термодинамически менее устойчивы, чем замещенные двумя и тремя более короткими заместителями. Полициклические циклоалканы сложной конденсированной структуры представляют собой при обычной температу ре твердые вещества, находящиеся в нефтях в растворенном или кристаллическом состоянии . Арены содержатся в нефтях от до , редко достигая . Этот класс углеводородов представлен в нефтях гомологами бензола, производными би и полициклических соединений. Температура плавления зависит не только от их молекулярной массы, но и от формы молекул. Чем симметричнее и компактнее молекулы арснов, тем выше их температура кристаллизации при одинаковой молекулярной массе. Для гомологических рядов аренов характерно, что наиболее высокоплавкими являются первые члены гомологического ряда. При этом с ростом числа колец в молекуле резко растет температура плавления. Нарушение симметричности молекулы введением алифатического заместителя может снижать температуру плавления арена . Гибридные циклоалканоарсны в значительных количествах представлены в высококипящих фракциях нефтей. Молекулы их содержат ароматическое и нафтеновое кольца. Гетероатомные соединения, включающие такие гстероатомы, как сера, кислород и азот, сосредоточены в основном в высококипящнх фракциях. Кислородсодержащие соединения в нефтях редко составляют больше мае. Серосодержащие соединения нефти весьма разнообразны, представлены меркаптанами, сульфидами, полисульфидами и производными тиофена. Основная часть сернистых соединений сосредоточенна в высококипящнх и остаточных фракциях нефтей. Кроме того, в нефтях содержатся смешанные серо и кислородсодержащие соединения сульфоны, сульфоксиды и сульфоновые кислоты . Азотистые гетероатомные соединения в нефтях представлены производными карбазола, пиррола, пиридина, хинолина, индола. В высококипящнх фракциях нефтей содержатся высокомолекулярные гетероатомные соединения гибридной структуры, включающие в состав молекулы азот, серу, кислород, а также некоторые металлы. Выделить их в виде индивидуальных соединений и идентифицировать современными методами не удается. Поэтому их относят суммарно к группе САВ и не выделяют в определенный класс органических соединений. Содержание их в нефтях колеблется в значительных пределах от десятых долей процента до масс. Выделение САВ из нефти и разделение их на более узкие фракции носит условный характер и основано на их различной растворимости в стандартных условиях в разных растворителях . К минеральным компонентам относят содержащиеся в нефтях соли, металлические комплексы, а так же коллоиднодиспергированные минеральные вещества. В настоящее время в нефтях найдено более различных элементов, в том числе, в заметно больших количествах, ванадий в сернистых нефтях и никель в малосериистьтх нефтях. Эти металлы входят в состав порфириновых.