Способ определения содержания высокомолекулярных компонентов в газовом конденсате Российский патент 2022 года по МПК G01N21/35 

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано для оперативного контроля методами ИК-спектрометрии высокого разрешения содержания парафинов в газовом конденсате при разработке газоконденсатных месторождений.

В настоящее время основным способом определения парафинов в газоконденсатах и нефтях является способ, указанный в ГОСТ 11851-2018 [1].

Способ состоит в предварительном удалении асфальто-смолистых веществ из нефти методами экстракции и последующей адсорбции на силикагеле, а выделение парафина происходит после растворения смесью ацетона и толуола при температуре -20°С.

Известен способ определения парафина методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) [2]. Метод основан на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися фазами - подвижной и неподвижной.

Известен способ определения парафина в нефтях методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) [3]. Однако метод не работает при содержании парафина меньше 5% и имеет очень сложную калибровку.

Наиболее близким к описываемому является способ количественного ИК-спектрометрического анализа углеводородных растворов, основанный на измерениях интегральной оптической плотности (ИОП) растворов в диапазоне 400-4000 см^-1 в окнах прозрачности углеводородных растворов. При его использовании определяют содержания нефти по спектрам ИОП и спектрам первой производной спектров ИОП, полученных с помощью ИК-Фурье-спектрометра высокого разрешения [4].

Однако данный способ не позволяет оперативно определять содержание парафинов в продукции газоконденсатных скважин.

Техническим результатом изобретения является создание способа определения массовой доли парафинов в стабильном газовом конденсате, обеспечивающего оперативность получения результатов анализа и практически полную автоматизацию измерений.

Поставленная задача и требуемый технический результат достигается тем, что в способе определения содержания парафинов в газовом конденсате, включающем отбор пробы стабильного газового конденсата и измерение спектра ее интегральной оптической плотности с помощью ИК-Фурье-спектрометра в диапазоне 4000 см^-1 - 400 см^-1, определение массовой доли парафина в газовом конденсате осуществляют методом PLS в соответствии с калибровочной моделью, созданной по стандартам, представляющим собой образцы газоконденсата с известной концентрацией парафинов, а выбор регионов для создания калибровочной модели осуществляют на участках спектров интегральной оптической плотности, изменяющейся на выбранных участках монотонно.

Под интегральной оптической плотностью подразумевается оптическая плотность раствора (пробы), измеренная в кювете, оптическая толщина которой позволяет получать спектры пропускания в диапазоне 4000 - 400 см^-1 без выделения характеристических линий поглощения исследуемых веществ, т.е. только на участках прозрачности углеводородных растворов [4]. Все измерения исследуемых и калибровочных растворов (стандартов) проводят в кюветах с оптической толщиной 1,5-2,5 мм.

Выбор регионов для создания калибровочной модели осуществляется на участках спектров, на которых интегральная оптическая плотность минимальна и изменяется монотонно.

На рис. 1 показаны спектры пропускания конденсата ГП-1 с содержанием н-эйкозана (С20Н42) от 0 до 20% масс, измеренные в кюветах 0,1 и 2,4 мм. Спектры пропускания кюветы 2,4 мм расположились на трех участках спектров пропускания этих же растворов, измеренных в кювете 0,1 мм.

На рис. 2, 3 и 4 показаны три участка спектров оптической плотности калибровочных растворов, измеренных в кювете 2,4 мм в формате, который позволяет выбирать участки (регионы) для создания калибровочной модели при определении содержания парафинов методом PLS.

Для каждого раствора были сняты спектры в кювете 2,4 мм в диапазоне от 4000 до 400 см^-1. Затем определялись участки частот (регионы), где прослеживалась монотонная зависимость оптической плотности от содержания парафина в растворе.

В таблице 1 показаны регионы с монотонной зависимостью оптической плотности конденсата от содержания парафина.

На этих участках хорошо заметно изменение оптической плотности конденсата от содержания парафина, поэтому они и были использованы в качестве регионов при определении содержания парафинов методом PLS в программном обеспечении Nicolet TQ Analyst.

По результатам построения калибровок, представленных в таблицах 2 и 3, можно сделать вывод, что все модели получились работоспособными, среднеквадратичный остаток поверки не превышает 0,4.

По результатам измерений, представленных в таблицах 4-5, можно сделать вывод, что все модели получились работоспособными, среднеквадратичный остаток поверки не превышает 0,5.

Использование изобретения позволяет наблюдать за изменением содержания парафинов в продукции газоконденсатных скважин, что облегчает борьбу с отложениями парафина в промысловом оборудовании и контролировать компонентный состав добываемой продукции практически в реальном времени.

Литература

1. ГОСТ 11851-2018 Нефть. Методы определения парафинов. - 15 с.

2. Иванова Л.В., Гордадзе Г.Н., Кошелев В.Н. Определение массового содержания твердых парафинов в нефти методом капиллярной газожидкостной хроматографии. Труды РГУ нефти и газа им. И.М. ГУБКИНА, 2011, №3 (264).

3. Способ определения содержания парафинов и асфальтенов в нефти. RU 2333476 С1. 10.09.2008.

4. Василенко П.А., Корниенко С.Г., Примерова О.В. Определение массовых долей нефти и газового конденсата в продукции нефтегазоконденсатных скважин методом ИК-спектрометрии. Журнал аналитической химии, 2018, том 73, №8, С. 613-621.

5. Соловьев А.В. Разработка экспресс-метода определения содержания н-парафинов в углеводородных системах с помощью ИК-спектрометрии. Магистерская диссертация, РГУ нефти и газа (ниу) им. И.М. Губкина, 2019.

6. Михалев А.Ю., Михалева Е.В., Волков А.Н. Применение оптических методов измерения для контроля объемного содержания парафина в газовом конденсате // Научные исследования и инновации. 2011, Т. 5, №2, С. 92-94.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано для оперативного контроля методами ИК-спектрометрии содержания парафинов в газовом конденсате при разработке газоконденсатных месторождений. Способ определения содержания парафинов в газовом конденсате включает отбор пробы стабильного газового конденсата и измерение спектра ее интегральной оптической плотности с помощью ИК-Фурье-спектрометра в диапазоне 4000 см^-1 - 400 см^-1. Определение массовой доли парафина в газовом конденсате осуществляется методом PLS в соответствии с калибровочной моделью, созданной по стандартам, представляющим собой образцы газоконденсата с известной концентрацией парафинов, а выбор регионов для создания калибровочной модели осуществляют на участках спектров интегральной оптической плотности, изменяющейся на выбранных участках монотонно. Техническим результатом является возможность экспрессного определения массового содержания парафинов в продукции газоконденсатных скважин. 4 ил., 5 табл.

Способ определения содержания парафинов в газовом конденсате, включающий отбор пробы стабильного газового конденсата и измерение спектра ее интегральной оптической плотности с помощью ИК-Фурье-спектрометра в диапазоне 4000 см^-1 - 400 см^-1, отличающийся тем, что определение массовой доли парафина в газовом конденсате осуществляется методом PLS в соответствии с калибровочной моделью, созданной по стандартам, представляющим собой образцы газоконденсата с известной концентрацией парафинов, а выбор регионов для создания калибровочной модели осуществляют на участках спектров интегральной оптической плотности, изменяющейся на выбранных участках монотонно.