СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАБИЛИЗАТОРОВ АСФАЛЬТЕНОВ Российский патент 2020 года по МПК C07D413/06 C10G21/00 C10G21/06 C10G21/30 C10G75/00 C10G75/04 G01N33/28 

Область техники настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к способу исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов. В частности, настоящее изобретение относится к способу исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов с применением углеводородной текучей среды, в которой диспергировано содержащее асфальтены твердое вещество, такое как удаляемые скребком асфальтеновые отложения.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Асфальтены представляют собой полярные полиароматические высокомолекулярные соединения, которые присутствуют в сырых нефтях, сопровождая смолы, ароматические соединения и алканы. Как правило, асфальтены присутствуют в сырых нефтях в количестве, составляющем от 0,1 до 10% массы сырой нефти, хотя в тяжелых сырых нефтях может быть обнаружено и более высокое содержание асфальтенов.

При высоком давлении в условиях пласта асфальтены являются устойчивыми и считаются существующими в равновесии в форме отдельных молекул или устойчивых наноагрегатов, суспендированных в сырой нефти. Однако когда условия изменяются, и равновесие нарушается, асфальтены могут осаждаться и образовывать более крупные агрегаты посредством флокуляции. Флокуляция представляет собой состояние, в котором осажденные асфальтены начинают увеличиваться в размере и становятся неустойчивыми.

Осаждение происходит, когда флокулированные асфальтены больше не переносятся потоком сырой нефти и образуют отложения, которые прикрепляются к буровым трубам и трубопроводам ниже по потоку относительно устья скважины. Отложения из промысловой скважины могут содержать приблизительно 70 мас.% асфальтена, а также смолы, ароматические соединения и алканы в меньших количествах.

Осаждение асфальтенов представляет собой основную проблему в расположенных выше по потоку трубопроводах для добычи и транспортировки и расположенных ниже по потоку трубопроводах для переработки, потому что оно может приводить, например, к закупориванию стволов скважин и выкидных линий, ухудшению качеств пласта, образованию эмульсии, неисправности насосов и засорению теплообменников. Таким образом, осаждение асфальтенов вызывает значительные эксплуатационные и экономические последствия.

Чтобы избежать дорогостоящего ремонта скважин, потери добычи и циклов с большим объемом технического обслуживания, операторы промысловых работ обычно используют механические средства для удаления осажденных асфальтенов, а также химические средства для предотвращения возникающего первоначально осаждения и/или отложения асфальтенов.

Механическое ограничение осаждения асфальтенов обычно осуществляют с применением скребков для очистки. Отложения, которые удаляются из трубопровода с применением скребков для очистки, известны как "удаляемые скребком отложения".

Химическое ограничение осаждения асфальтенов обычно осуществляют посредством введения стабилизатора асфальтенов на уровне нескольких частей на миллион. Стабилизаторы асфальтенов включают в себя ингибиторы, которые замедляют или предотвращают первоначальное осаждение молекул асфальтенов из раствора, и диспергаторы, которые замедляют или предотвращают флокуляцию осажденных молекул асфальтенов в более крупные частицы.

Стабилизаторы асфальтенов могут быть идентифицированы рядом различных способов. Согласно некоторым способам стабилизаторы асфальтенов могут быть идентифицированы и исследованы посредством отделения осажденного асфальтена от сырой нефти и применения осажденного асфальтена для исследования стабилизаторов асфальтенов.

Например, в документе US 2011/162558 раскрыт способ, согласно которому образец осажденного асфальтена добавляют в композицию гексана и диспергатора и подвергают перемешиванию в ультразвуковой ванне. Через 6 часов количество осажденного асфальтена измеряют и сравнивают с эталонным образцом для определения эффективности композиции диспергатора.

Согласно документу US 8,177,960 асфальтеновые компоненты отделяют от углеводородной среды посредством осаждения н-гептаном. Указанные компоненты затем растворяют в толуоле. В раствор добавляют вещества, стабилизирующие асфальтены. Осадитель асфальтенов (н-гексан) добавляют в образцы, которые наблюдают в течение 24 часов в отношении признаков осаждения. Эксперименты повторяют, чтобы определить количество стабилизирующих асфальтены веществ, необходимое для сохранения асфальтенов в растворе.

Однако посредством осуществления в лаборатории указанных экспериментов в растворителях и посредством применения асфальтена, который был осажден из углеводородной текучей среды, могут быть получены результаты, которые не отражают эксплуатационные характеристики стабилизатора асфальтенов, например, в сырой нефти, которая присутствует в трубопроводе для добычи, транспортировки или переработки.

Согласно другим способам стабилизаторы асфальтенов часто выбирают на основании лабораторных способов исследования, в которых использована товарная резервуарная нефть (также известная как "дегазированная нефть" или "неочищенная нефть"). Это обусловлено очень высокой стоимостью получения газированной нефти и осуществления способов исследования с применением газированной нефти.

Например, в работе Oskui et al., "Laboratory Technique for Screening Asphaltene Inhibitors for Kuwaiti Reservoirs", SPE 106361 (2006), раскрыт способ, согласно которому влияние различных ингибиторов асфальтена было проанализировано посредством титрования н-гептаном образцов товарной резервуарной нефти, в которую были добавлены ингибиторы.

Однако поскольку товарная резервуарная нефть может не содержать наиболее проблематичные асфальтены, например, потому что они уже осадились в течение добычи нефти и/или образовали отложения ила в резервуарах для хранения, применение товарных резервуарных нефтей в способах исследования стабилизаторов асфальтенов может приводить к ошибочным или неоднозначным результатам.

Соответственно, требуется более точный способ исследования эффективности потенциальных стабилизаторов асфальтенов.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Настоящее изобретение предлагает способ исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов, причем вышеупомянутый способ предусматривает:

получение восстановленной нефти посредством диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде;

добавление потенциального стабилизатора асфальтенов в восстановленную нефть с получением модифицированной нефти; и

анализ устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти.

Авторы считают, что посредством применения восстановленной нефти, а не товарной резервуарной нефти, может быть обеспечено более точное исследование потенциальных стабилизаторов асфальтенов. Таким путем могут быть определены наиболее эффективные кандидаты, ингибирующие осаждение, флокуляцию и/или отложение асфальтена.

Соответственно, настоящее изобретение предлагает также способ, предотвращающий осаждение асфальтенов, причем вышеупомянутый способ предусматривает:

исследование эффективности множества потенциальных стабилизаторов асфальтенов с применением способа, описанного в настоящем документе;

выбор кандидата на основании сравнения эффективности множества кандидатов; и

добавление выбранного кандидата в углеводородную текучую среду для предотвращения осаждения асфальтенов.

выбор кандидата на основании сравнения эффективности множества кандидатов; и

добавление выбранного кандидата в углеводородную текучую среду для предотвращения осаждения асфальтенов.

Кроме того, предложено применение восстановленной нефти для исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов, где вышеупомянутая восстановленная нефть может быть получена способом, согласно которому содержащее асфальтены твердое вещество диспергируют в углеводородной текучей среде.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 представлены результаты, полученные в экспериментах согласно настоящему изобретению, в которых гептан титровали восстановленной нефтью содержащей различные потенциальные стабилизаторы асфальтенов; и

На фиг. 2 представлены результаты, полученные в сравнительных экспериментах, в которых гептан титровали товарной резервуарной нефтью, содержащей различные потенциальные стабилизаторы асфальтенов.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

Способ согласно настоящему изобретению предусматривает получение восстановленной нефти посредством диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде. В восстановленную нефть добавляют потенциальный стабилизатор асфальтенов и анализируют устойчивость асфальтенов в полученной модифицированной нефти. Авторы считают, что применение восстановленной нефти, а не товарной резервуарной нефти, улучшает точность способа исследования.

Содержащее асфальтены твердое вещество может содержать асфальтены в количестве, составляющем по меньшей мере 30 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% и предпочтительнее по меньшей мере 65 мас.% твердого вещества. Асфальтены присутствуют в содержащем асфальтены твердом веществе предпочтительно в количестве, составляющем от 30 до 90 мас.%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 65 до 85 мас.% твердого вещества. Содержание асфальтенов в твердом веществе может быть измерено согласно стандарту ASTM D2007-11.

Помимо асфальтенов, содержащее асфальтены твердое вещество может содержать другие компоненты, которые обычно присутствуют в отложениях, образующихся в течение добычи, транспортировки или переработки углеводородов. Например, содержащее асфальтены твердое вещество может содержать одно или несколько соединений, представляющих собой насыщенные соединения (т. е. алканы), ароматические соединения и смолы.

Насыщенные соединения присутствуют в содержащем асфальтены твердом веществе предпочтительно в количестве, составляющем от 5 до 40 мас.%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 8 до 25 мас.% твердого вещества. Содержание насыщенных соединений в содержащем асфальтены твердом веществе может быть измерено согласно стандарту ASTM D2007-11.

Ароматические соединения присутствуют в содержащем асфальтены твердом вещество предпочтительно в количестве, составляющем от 3 до 20 мас.%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 5 до 15 мас.% твердого вещества. Содержание ароматических соединений в содержащем асфальтены твердом веществе может быть измерено согласно стандарту ASTM D2007-11.

Смолы присутствуют в содержащем асфальтены твердом веществе в количестве, предпочтительно составляющем от 0,5 до 10 мас.%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 1 до 5 мас.% твердого вещества. Содержание смол в содержащем асфальтены твердом веществе может быть измерено согласно стандарту ASTM D2007-11.

Согласно варианту осуществления содержащее асфальтены твердое вещество содержит асфальтены в количестве, составляющем от 30 до 90 мас.%, насыщенные соединения в количестве, составляющем от 5 до 40 мас.%, ароматические соединения в количестве, составляющем от 3 до 20 мас.%, и смолы в количестве, составляющем от 0,5 до 10 мас.% твердого вещества. Согласно конкретному варианту осуществления содержащее асфальтены твердое вещество содержит асфальтены в количестве, составляющем от 65 до 85 мас.%, насыщенные соединения в количестве, составляющем от 8 до 25 мас.%, ароматические соединения в количестве, составляющем от 5 до 15 мас.%, и смолы в количестве, составляющем от 1 до 5 мас.% твердого вещества.

Другие компоненты, которые могут присутствовать в содержащем асфальтены твердом веществе, включают в себя неорганические твердые вещества, такие как оксид железа, сульфиды железа и глины.

Содержащее асфальтены твердое вещество может представлять собой твердое вещество, которое осаждается из сырой нефти, предпочтительно в течение добычи (т. е. извлечения газированной нефти из подземного пласта), транспортировки (т. е. в выкидных линиях) или переработки (т. е. очистки сырой нефти). Можно считать, что компоненты в указанных отложениях содержат наиболее "проблематичные" асфальтены в среде, из которой образовались отложения, поскольку они представляют собой компоненты, которые подвержены осаждению, флокуляции и отложению на внутренних поверхностях труб, когда происходят изменения условий в трубопроводе в течение добычи, транспортировки и переработки сырой нефти. Изменения условий в трубопроводе включают в себя, помимо прочих факторов, изменения давления, температуры или химического состава. С другой стороны, образцы, которые осаждены в лаборатории, могут не содержать наиболее проблематичные асфальтены, поскольку наиболее проблематичные асфальтены, как правило, осаждаются уже в течение добычи, транспортировки и/или переработки лабораторного образца.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой удаляемые скребком отложения, т. е. отложения, получаемые посредством удаления содержащих асфальтены отложений из трубопровода с применением скребка для очистки. Содержащие асфальтены отложения проявляют тенденцию к накоплению на поверхности трубопроводов, и, таким образом, отложения обычно удаляют из указанных мест.

Согласно вариантам осуществления содержащее асфальтены твердое вещество выбирают на основании места, для которого предназначено применение потенциального стабилизатора асфальтенов. Если способ согласно настоящему изобретению используют для исследования эффективности стабилизатора асфальтенов в определенном месте, содержащее асфальтены твердое вещество может представлять собой твердое вещество, которое осаждается из сырой нефти в условиях, которые представляют собой условия, существующие в указанном месте. Например, если способ используют в исследовании эффективности множества стабилизаторов асфальтенов для применения в добыче, транспортировке или переработке сырой нефти, содержащее асфальтены твердое вещество предпочтительно представляет собой твердое вещество, которое осаждается в течение добычи, транспортировки или переработки сырой нефти, соответственно.

Содержащее асфальтены твердое вещество предпочтительно используют в форме порошка. Согласно варианту осуществления порошок имеет средний диаметр частиц, составляющий менее чем 10 мкм, предпочтительно менее чем 5 мкм и предпочтительнее менее чем 1 мкм. Диаметр можно измерять как медианный средний диаметр (т. е. D50), например, с применением лазерной дифракции, например, согласно стандарту ISO 13320:2009. Согласно наблюдениям содержащие асфальтены твердые вещества в форме порошка, имеющего указанные размеры частиц, проявляют хорошее диспергирование в углеводородной текучей среде.

Таким образом, согласно вариантам осуществления способы настоящего изобретения предусматривают измельчение содержащего асфальтены твердого вещества с образованием порошка. Для уменьшения размера частиц содержащего асфальтены твердого вещества может быть использован любой способ, такой как измельчение с помощью высокосдвигового смесителя или шаровой мельницы.

Содержащее асфальтены твердое вещество, например, в форме порошка, повторно диспергируют в углеводородной текучей среде с образованием восстановленной нефти.

Углеводородная текучая среда предпочтительно представляет собой товарную резервуарную нефть (т. е. негазированную нефть или неочищенную нефть). Товарная резервуарная нефть может быть получена посредством доведения сырой нефти (т. е. газированной нефти) из подземного пласта до атмосферных условий, представляющих собой, например, 20°C и 100 кПа. В течение этого процесса удаляются газы, которые растворяются в газированной нефти в подземных условиях.

Следует понимать, что точность способа исследования будет улучшаться, если в углеводородной текучей среде отсутствуют любые стабилизаторы асфальтенов. В углеводородной текучей среде предпочтительно отсутствуют также и любые другие стабилизаторы, например, диспергаторы. При этом в некоторых случаях может оказаться полезным исследование стабилизатора асфальтенов в отношении эффективности и совместимости с другими компонентами, которые могут быть использованы в течение добычи, транспортировки и/или переработки углеводородной текучей среды.

В углеводородной текучей среде предпочтительно отсутствуют буровой раствор и любые другие примеси. Присутствие любых ранее существующих твердых веществ в углеводородной текучей среде может препятствовать диспергированию содержащего асфальтены твердого вещества и, таким образом, исследованию стабилизаторов асфальтенов. Изначально присутствующие твердые вещества могут также сделать затруднительным определение начала осаждения асфальтенов в течение исследования. Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления способы настоящего изобретения предусматривают стадию удаления любых твердых веществ из углеводородной текучей среды перед диспергированием в ней содержащего асфальтены твердого вещества. Это предпочтительно обеспечивают посредством применения центрифугирования, хотя может быть также использовано простое фильтрование.

Восстановленная нефть может быть получена посредством диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде в количестве, составляющем от 0,05 до 8 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 5 мас.% и предпочтительнее от 0,5 до 3 мас.% углеводородной текучей среды. Как упомянуто ниже, оказывается возможным, что в углеводородной текучей среде будет диспергирована только часть содержащего асфальтены твердого вещества.

Содержащее асфальтены твердое вещество предпочтительно смешивают с углеводородной текучей средой. Это предназначено для улучшения диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде. Для диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде может быть использован вихревой смеситель.

Для диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде может быть также использована ультразвуковая обработка. Ультразвуковая обработка способствует измельчению и диспергированию содержащего асфальтены твердого вещества, в частности, если присутствуют более крупные частицы. Может быть использована ультразвуковая обработка в ванне или ультразвуковая обработка с помощью зонда высокой мощности.

Согласно вариантам осуществления содержащее асфальтены твердое вещество может быть смешано с углеводородной текучей средой, например, посредством применения вихревого смесителя, и воздействия на получаемую в результате смесь ультразвуковой обработки, например, ультразвуковой обработки в ванне (например, в течение приблизительно часа) с последующей ультразвуковой обработкой с помощью зонда высокой мощности (например, в течение приблизительно 3 минут).

Восстановленная нефть может быть затем модифицирована потенциальным стабилизатором асфальтенов.

Однако согласно предпочтительному варианту осуществления любое недиспергированное содержащее асфальтены твердое вещество удаляют из восстановленной нефти перед его модификацией. Недиспергированное содержащее асфальтены твердое вещество предпочтительно удаляют из восстановленной нефти с применением центрифугирования, частности, когда вещество присутствует в форме тонкого порошка, хотя могут быть также использованы и другие способы. Удаленные содержащие асфальтены твердые вещества можно взвешивать, например, после промывания (предпочтительно осадителем асфальтенов) и высушивания, чтобы определять количество содержащих асфальтены отложений, которые диспергированы в восстановленной нефти.

Восстановленную нефть модифицируют потенциальным стабилизатором асфальтенов.

Термин "стабилизатор асфальтенов" использован в настоящем документе для обозначения химических композиций, которые удерживают асфальтены в растворенном или диспергированном состоянии в текучей среде, например, посредством ингибирования (например, предотвращения или замедления) осаждения, флокуляции и/или отложения асфальтенов в текучей среде. В качестве стабилизатора асфальтенов может присутствовать ингибитор асфальтенов или диспергатор асфальтенов.

Способы согласно настоящему изобретению могут быть использованы для исследования потенциального стабилизатора асфальтенов и определения проявляемой им активности в указанном качестве. Например, может быть исследован кандидат, который был предложен для применения в качестве стабилизатора асфальтенов, но еще не был известен как проявляющий активность в качестве стабилизатора асфальтенов. Тот факт, что кандидат проявляет какую-либо активность в качестве стабилизатора асфальтенов, может быть определен посредством сравнения устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти и в восстановленной нефти.

Способы согласно настоящему изобретению могут быть также использованы для исследования кандидата в целях определения степени его эффективности в качестве стабилизатора асфальтенов. Например, кандидат может быть исследован для определения того, является ли он слабым, умеренным или сильным стабилизатором асфальтенов. Согласно некоторым вариантам осуществления может быть исследован кандидат, который проявляет известную активность в качестве стабилизатора асфальтенов. Степень эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов может быть определена посредством сравнения устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти и в восстановленной нефти или в восстановленных нефтях, которые были модифицированы другими химическими композициями, такими как стабилизаторы асфальтенов, имеющие известную степень эффективности.

Потенциальный стабилизатор асфальтенов может представлять собой соединение или композицию (т. е. смесь соединений). Как правило, кандидат представляет собой твердое вещество, которое является растворимым в углеводородной текучей среде, или жидкость. Как упомянуто выше, кандидат может представлять собой известный стабилизатор асфальтенов, или кандидат может быть предложен для применения в качестве стабилизатора асфальтенов.

Потенциальные стабилизаторы асфальтенов могут быть исследованы в отношении их эффективности для конкретной цели, например, в отношении эффективности в качестве стабилизатора асфальтенов в трубопроводах для добычи, транспортировки или переработки сырой нефти. Согласно указанным вариантам осуществления содержащее асфальтены твердое вещество предпочтительно получают из трубопровода, имеющего такую же цель.

Потенциальный стабилизатор асфальтенов может быть добавлен в эталонную нефть в количестве, составляющем от 0,001 до 0,5%, предпочтительно в количестве, составляющем от 0,005 до 0,2%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 0,01 до 0,1% массы эталонной нефти.

Модифицированная нефть может быть перемешана для обеспечения надлежащего смешивания потенциального стабилизатора асфальтенов и эталонной нефти.

Устойчивость асфальтенов в модифицированной нефти может быть проанализирована с применением разнообразных способов. Подходящие способы включают в себя способы на основе оптической микроскопии, автоматической титриметрии, турбидиметрии, нефелометрии, измерения коэффициента отражения сфокусированного лазерного луча, измерения показателя преломления, измерения размеров частиц, способы осаждения образцов, технологию RealView от компании Schlumberger, микровесы на кристалле кварца (QCM), осаждение на капиллярной петле и осаждение на колонке.

Подходящие способы анализа могут включать в себя стадию добавления потенциального стабилизатора асфальтенов в восстановленную нефть и индуцирование осаждения асфальтенов в восстановленной нефти. Степень, в которой должно быть индуцировано осаждение асфальтенов, может быть использована в качестве меры эффективности.

Предпочтительные способы анализа включают в себя стадию добавления осадителя асфальтенов в восстановленную нефть до или после ее модификации. Осадитель асфальтенов может представлять собой алкан, предпочтительно C_4-20-алкан и предпочтительнее н-C_4-20-алкан или изо-C_4-20-алкан. Подходящие осадители асфальтенов включают в себя гептан, ундекан и пентадекан, причем предпочтительно используют н-гептан.

Как правило, осадитель асфальтенов добавляют в восстановленную нефть после ее модификации (т. е. в модифицированную нефть), хотя его также можно добавлять, например, посредством объединения осадителя асфальтенов с потенциальным стабилизатором асфальтенов и последующего совместного добавления потенциального стабилизатора и осадителя асфальтенов в восстановленную нефть.

Согласно некоторым вариантам осуществления осадитель асфальтенов можно добавлять в восстановленную нефть перед ее модификацией, чтобы индуцировать осаждение асфальтенов. Потенциальный стабилизатор асфальтенов можно затем добавлять в восстановленную нефть, чтобы определять его способность повторного диспергирования осажденного асфальтена.

Однако согласно предпочтительным вариантам осуществления способ анализа включает в себя титрование осадителя асфальтенов модифицированной нефтью в целях определения количества осадителя асфальтенов, которое может быть добавлено перед наблюдением осаждения. Чем больше количество осадителя асфальтенов, которое может быть добавлено перед наблюдением осаждения, тем выше степень эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов.

Могут быть использованы интервалы титрования, составляющие менее чем 15 об.%, предпочтительно менее чем 10 об.% и предпочтительнее менее чем 5 об.% восстановленной нефти.

Модифицированную нефть и потенциальный стабилизатор асфальтенов предпочтительно перемешивают в течение титрования, например, с применением мешалки.

Модифицированная нефть и потенциальный стабилизатор асфальтенов могут быть выдержаны до достижения равновесия для каждого интервала титрования, например, в течение периода, составляющего по меньшей мере 1 минуту, предпочтительно по меньшей мере 5 минут и предпочтительнее по меньшей мере 10 минут.

Модифицированную нефть и потенциальный стабилизатор асфальтенов можно наблюдать в оптический микроскоп, чтобы определять, когда происходит осаждение асфальтенов. В качестве альтернативы, они могут подвергаться центрифугированию, причем любые твердые вещества промывают (например, с применением осадителя асфальтенов) и взвешивают, чтобы определять количество осажденных асфальтенов.

Согласно некоторым вариантам осуществления может быть реализован способ анализа с применением автоматической флокуляционной титриметрии.

Способы согласно настоящему изобретению могут быть использованы для исследования эффективности множества потенциальных стабилизаторов асфальтенов. Согласно указанным вариантам осуществления, исследуют эффективность каждого потенциального стабилизатора асфальтенов.

Способы, согласно которым исследуют множество кандидатов, могут составлять часть способа предотвращения осаждения асфальтенов. После исследования множества кандидатов может быть выбран кандидат на основании сравнения эффективности множества кандидатов.

Может быть выбран кандидат, который оказался наиболее эффективным в качестве стабилизатора асфальтенов, хотя помимо эффективности могут быть приняты к рассмотрению и другие факторы, такие как стоимость кандидата.

Выбранный кандидат может быть затем использован в качестве стабилизатора асфальтенов. Например, выбранный кандидат может быть добавлен в углеводородную текучую среду для предотвращения осаждения асфальтенов. Согласно варианту осуществления выбранный кандидат поступает в углеводородную текучую среду, которая присутствует в трубопроводе для добычи, транспортировки или переработки.

Выбранный кандидат может быть добавлен в любую углеводородную текучую среду, которая проявляет склонность к осаждению асфальтенов. Например, выбранный кандидат может оказаться полезным для добавления в сырую нефть.

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие неограничительные фигуры и примеры.

Примеры

Пример 1: получение восстановленной нефти

Удаляемые скребком отложения были получены из выкидной линии газированной нефти. Удаляемые скребком отложения имели следующий состав (при измерении по отношению к массе отложений согласно стандарту ASTM D2007-11):

Насыщенные соединения 15,4% Ароматические соединения 9,7% Смолы 2,9% Асфальтены 72%

В циклогексане растворялось 0,1 мас.% удаляемых скребком отложений растворяли. В толуоле растворялось 48,5 мас.% удаляемых скребком отложений. В смеси дихлорметана и метанола растворялось 23,5 мас.% удаляемых скребком отложений.

Удаляемые скребком отложения измельчали в тонкий порошок, имеющий диаметр частиц, составляющий менее чем 1 мкм, с применением высокосдвигового смесителя.

Товарную резервуарную нефть центрифугировали для удаления любых твердых веществ, которые присутствовали в ней.

Измельченные в порошок отложения добавляли в профильтрованную товарную резервуарную нефть в количестве, составляющем приблизительно 1 мас.%. Для диспергирования измельченных в порошок отложений в товарной резервуарной нефти использовали вихревой смеситель. Для дополнительного диспергирования измельченных в порошок отложений и измельчения любых крупных частиц затем использовали ультразвуковую ванну в течение приблизительно часа и после этого ультразвуковой зонд высокой мощности в течение приблизительно 3 минут.

Любые остаточные твердые вещества удаляли из полученной в результате восстановленной нефти с помощью центрифуги. Нерастворенную часть удаляемых скребком отложений промывали, высушивали и взвешивали, чтобы определить массовую процентную долю отложений, которые были диспергированы в углеводородной текучей среде.

Пример 2: исследование ингибиторов асфальтенов с применением восстановленной нефти

Шесть различных имеющихся в продаже потенциальных ингибиторов асфальтенов добавляли к порциям восстановленной нефти в количестве, составляющем 0,5% по отношению к массе нефти.

Проводили эксперименты, в которых гептан титровали каждой из порций модифицированной нефти. Кроме того, проводили эксперимент, в котором гептан титровали восстановленной нефтью.

Результаты экспериментов представлены на фиг. 1. ∆CPH представляет собой изменение количества гептана, которое было добавлено в различные модифицированные нефти перед наблюдением осаждения (т. е. критическое процентное содержание гептана) по сравнению с восстановленной нефтью.

Для сравнения эксперименты повторяли с применением товарной резервуарной нефти, а не восстановленной нефти. Результаты представлены на фиг. 2.

Можно видеть, что результаты экспериментов, которые были проведены с применением товарной резервуарной нефти, оказались неоднозначными, в то время как результаты, которые были получены с применением восстановленной нефти, представляют собой полезную информацию в отношении эффективности различных потенциальных ингибиторов асфальтенов.

Изобретение относится к способу исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов, причем вышеупомянутый способ предусматривает получение восстановленной нефти посредством диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде, где содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой твердое вещество, которое осаждается из сырой нефти, предпочтительно в течение добычи, транспортировки или переработки, и углеводородная текучая среда представляет собой товарную резервуарную нефть, добавление потенциального стабилизатора асфальтенов в восстановленную нефть с получением модифицированной нефти и анализ устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

1. Способ исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов, причем вышеупомянутый способ предусматривает:

получение восстановленной нефти посредством диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде, где содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой твердое вещество, которое осаждается из сырой нефти, предпочтительно в течение добычи, транспортировки или переработки, и углеводородная текучая среда представляет собой товарную резервуарную нефть;

добавление потенциального стабилизатора асфальтенов в восстановленную нефть с получением модифицированной нефти; и

анализ устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти.

2. Способ по п. 1, в котором содержащее асфальтены твердое вещество содержит асфальтены в количестве, составляющем по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% и предпочтительнее по меньшей мере 60 мас.% твердого вещества.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором содержащее асфальтены твердое вещество содержит одно или несколько соединений из насыщенных соединений, ароматических соединений и смол.

4. Способ по п. 3, в котором содержащее асфальтены твердое вещество содержит асфальтены в количестве, составляющем от 30 до 90 мас.%, насыщенные соединения в количестве, составляющем от 5 до 40 мас.%, ароматические соединения в количестве, составляющем от 3 до 20 мас.%, и смолы в количестве, составляющем от 0,5 до 10 мас.% твердого вещества, и предпочтительно асфальтены в количестве, составляющем от 65 до 85 мас.%, насыщенные соединения в количестве, составляющем от 8 до 25 мас.%, ароматические соединения в количестве, составляющем от 5 до 15 мас.%, и смолы в количестве, составляющем от 1 до 5 мас.% твердого вещества.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой удаляемые скребком отложения.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором содержащее асфальтены твердое вещество присутствует в форме порошка, например порошка, имеющего средний диаметр частиц, составляющий менее чем 10 мкм, предпочтительно менее чем 5 мкм и предпочтительнее менее чем 1 мкм.

7. Способ по п. 6, который предусматривает измельчение содержащего асфальтены твердого вещества с образованием порошка и диспергирование порошка в углеводородной текучей среде.

8. Способ по любому из пп. 1-7, который предусматривает удаление любых твердых веществ из углеводородной текучей среды, например, посредством центрифугирования перед диспергированием в ней содержащего асфальтены твердого вещества.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором содержащее асфальтены твердое вещество диспергировано в углеводородной текучей среде в количестве, составляющем от 0,05 до 8 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 5 мас.% и предпочтительнее от 0,5 до 3 мас.% углеводородной текучей среды.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором содержащее асфальтены твердое вещество смешано с углеводородной текучей средой, например, с применением вихревого смесителя.

11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором ультразвуковая обработка, например ультразвуковая обработка в ванне или ультразвуковая обработка с помощью зонда высокой мощности, использована для диспергирования содержащего асфальтены твердого вещества в углеводородной текучей среде.

12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором недиспергированное содержащее асфальтены твердое вещество удаляют из восстановленной нефти, например, посредством центрифугирования перед модифицированием восстановленной нефти.

13. Способ по любому из пп. 1-12, который включает исследование потенциального стабилизатора асфальтенов в отношении степени его эффективности.

14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором потенциальный стабилизатор представляет собой соединение или композицию.

15. Способ по любому из пп. 1-14, который предусматривает исследование эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов для конкретной цели, и содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой твердое вещество, которое получено из трубопровода, имеющего такую же цель.

16. Способ по п. 15, в котором исследована эффективность потенциального стабилизатора асфальтенов в трубопроводах для добычи, транспортировки или переработки сырой нефти.

17. Способ по любому из пп. 1-16, в котором потенциальный стабилизатор асфальтенов добавлен в восстановленную нефть в количестве, составляющем от 0,001 до 0,5%, предпочтительно в количестве, составляющем от 0,005 до 0,2%, и предпочтительнее в количестве, составляющем от 0,01 до 0,1%, по отношению к массе восстановленной нефти.

18. Способ по любому из пп. 1-17, в котором анализ устойчивости асфальтенов в модифицированной нефти включает в себя стадию добавления осадителя асфальтенов в модифицированную нефть.

19. Способ по п. 18, в котором осадитель асфальтенов представляет собой алкан и предпочтительно C4-20-алкан.

20. Способ по п. 18 или 19, в котором осадитель асфальтенов титруют модифицированной нефтью в целях определения количества осадителя асфальтенов, которое может быть добавлено перед наблюдением осаждения асфальтенов.

21. Способ по любому из пп. 1-20, который предусматривает исследование эффективности множества потенциальных стабилизаторов асфальтенов.

22. Способ предотвращения осаждения асфальтенов, который предусматривает:

исследование эффективности множества потенциальных стабилизаторов асфальтенов с применением способа по п. 21;

выбор кандидата на основании сравнения эффективности множества кандидатов; и

добавление выбранного кандидата в углеводородную текучую среду для предотвращения осаждения асфальтенов.

23. Способ по п. 22, в котором выбранный кандидат добавлен в углеводородную текучую среду, которая присутствует в трубопроводе для добычи, транспортировки или переработки.

24. Способ по пп. 22, 23, в котором выбранный кандидат добавлен в сырую нефть.

25. Применение восстановленной нефти для исследования эффективности потенциального стабилизатора асфальтенов, где вышеупомянутая восстановленная нефть может быть получена способом, в котором содержащее асфальтены твердое вещество диспергировано в углеводородной текучей среде, где содержащее асфальтены твердое вещество представляет собой твердое вещество, которое осаждается из сырой нефти, предпочтительно в течение добычи, транспортировки или переработки, и углеводородная текучая среда представляет собой товарную резервуарную нефть.