Определение органических отложений (АСПО)

Под процессом формирования органических отложений (асфальтено-смоло-парафиновых отложений),  (АСПО) подразумевается процесс образования на поверхности естественных отложений, основу которых составляют высокомолекулярные парафиновые углеводороды     (С16 Н34).

Термин «парафиноотложения» обычно используется для обозначения отложений, которые включают не только собственно парафины, но также и асфальтены, смолы, сырую нефть, воду, песок, глину, соли и т.д. Состав и интенсивность формирования парафиновых отложений зависит от состава нефти и термодинамических условий, при которых формируются отложения.

Область формирования органических отложений: пласт - призабойная зона пласта- подземное оборудование скважин - система нефтесбора в значительной степени определяется температурой насыщения нефти парафином, которая тесно связана с содержанием высокомолекулярных парафиновых углеводородов и природных поверхностно-активных компонентов, в частности, асфальтенов, смол, нафтеновых кислот, порфириновых комплексов, компонентным и групповым составом нефти.

Под температурой насыщения нефти парафином следует понимать температуру, при которой в процессе изобарического охлаждения нефть из однофазного состояния переходит в двухфазное (нефть + твердая фаза) при термодинамическом равновесии, т. е. когда в нефти появляются первые кристаллы парафина.

Температура насыщения нефти парафином зависит от давления и температуры пласта. С понижением давления снижается и температура насыщения нефти парафином.

При снижении температуры пласта на 1°С (за счет охлаждения при выделении растворенного газа в пласте в процессе эксплуатации ниже давления насыщения и др. факторов) интервал начала образования парафиноотложений снижается в среднем на 45 м (Н = 1/0,022 = 45 м), а общий объём АСПО увеличивается пропорционально этой величине.

Парафин - Смесь высокомолекулярных углеводородов метанового ряда, в молекулах которых содержится больше 16 атомов углерода , обычно называется парафином (С16 Н34).

Парафин растворяется в жидких углеводородах, но растворимость его зависит от температуры.

При понижении температуры растворимость парафина в легких метановых углеводородах сильно уменьшается.

Лучше парафин растворяется в бензоле, хлороформе, сероуглероде. В парафине в небольшом количестве содержатся высокомолекулярные непредельные углеводороды.

В химическом отношении парафин инертен, даже очень активные окислители, такие, как серная, и азотная кислоты, при низкой температуре не действуют на него.

Состояние парафина в нефти зависит от условий: температуры, содержания и состава растворенных газов, давления и т. д.

Агрегативная неустойчивость парафиновых углеводородов с большим молекулярным весом объясняется особенностями строения их молекул: они имеют цепную зигзагообразную форму.

С понижением температуры молекула парафина приобретает все более вытянутую форму, соответствующую минимуму потенциальной энергии. Кристаллизации парафинов при снижении температуры предшествует «распрямление» их молекул.

СМОЛЫ

В состав смол входит большое число элементов, основные из которых:

Углерод

Водород

Кислород

Сера

Азот.

Выделенные из нефти смолы имеют мазеобразную консистенцию и темно-коричневый цвет.

Плотность смол около 1 г/см3.

Молекулярный вес смол может достигать 1200.

Смолы хорошо растворяются в жидких парафиновых углеводородах — пентане и высших, а также в нафтеновых и ароматических углеводородах.

С уменьшением молекулярного веса парафиновых углеводородов их растворяющая способность по отношению к смолам уменьшается. Содержание смол в нефтях может достигать 30%.

АСФАЛЬТЕНЫ

Асфальтены по химическому составу близки к смолам, но отличаются более высоким молекулярным весом. Асфальтены обладают меньшей растворимостью в углеводородах, чем смолы: они растворяются в ароматических углеводородах и нерастворимы в парафиновых углеводородах. Молекулярный вес их может доходить до 10 000. Асфальтены в нефти имеют очень высокую степень дисперсности.

Асфальтены представляют собой твердые тела темно-бурого или чёрного цвета.

Плотность асфальтенов больше единицы.

При нагревании асфальтены не плавятся, становятся пластичными при 300°С, а при более высокой температуре разлагаются с образованием газообразных и жидких веществ и твёрдого остатка - кокса.

Факторы, существенно влияющие на  образование АСПО

интенсивное газовыделение;

уменьшение температуры;

скорость движения газожидкостной смеси и отдельных ее компонентов;

качество и состояние поверхности оборудования.