Чинники, що впливають на утворення парафінових відкладень
Механізм формування відкладень на поверхні металу полягає у виникненні і зростанні кристалів парафіну безпосередньо на поверхні, що контактує з нафтою, а потім на смоло-парафіновій підкладці, що утворилася. Звідси випливає, що спосіб накопичення парафінових відкладень однаковий як для дво-і трифазної системи, так і для чотирифазної системи, за винятком моменту, що визначає можливість флотації кристалів парафіну глобулами води та утворення рухомої водної плівки на поверхні обладнання.
Поява в нафті піску чи інших механічних домішок, як і поява води, суттєво змінити механізм парафінізації обладнання не може.
За сучасними уявленнями промеханізмутворення та зростання парафінових відкладень особлива роль відводиться транспорту частинок парафіну в прикордонному ламінарному шарі.
В результаті охолодження нафти під впливом холоднішого навколишнього середовища в тонкому пристінному шарі виникає радіальний температурний градієнт.
Існування радіального температурного градієнта призводить до утворення градієнта концентрації розчиненого парафіну. За рахунок цього відбувається рухрозчиненихчастинок парафіну до стінки труби під дієюмолекулярної дифузії. Після досягнення частинками парафіну стінки труби або межі твердих відкладень відбувається їх кристалізація та виділення з розчину.
Якщо температура в пристінному шарі нижче рівня, при якому парафін починає випадати з нафти, то в потокінафти будуть міститися кристали парафіну, а рідка фаза перебуватиме в стані термодинамічної рівноваги з твердою фазою. Під дією градієнта концентрації зважених частинок броунівський рух призводить до поперечного перенесення речовини.
заНа думку Тронова (1970 р.), кристали парафіну, що утворилися вобсязінафти у формуваннівідкладеньпрактично не беруть участь. Бургер ж та ін. (1981 р.) вважають, що відкладення утворюються внаслідок руху як молекул, так і зважених у нафті мікрокристалів парафіну в напрямку, перпендикулярному до напрямку течії нафти.
Швидкість зростання твердих відкладень на стінці трубопроводу за рахунок молекулярної дифузії визначається рівнянням дифузії.
dG/dt = Dm * A * dC/dy, (159)
де G – загальний обсяг відкладень парафіну;
Dm – коефіцієнт молекулярної дифузії;
dC/dy – похідна від об'ємної частки розчинених у нафті частинок парафіну на відстані від стінки труби;
A – площа поверхні.
Підкреслимофактори, що впливають на відкладення парафінів.
НЕОБХІДНИМИ умовами утворення відкладень є:
- Зниженнятемпературипотоку нафти до значень, за яких можливе виділення з нафти твердих парафінів. Необхідні температурні умови виникають насамперед на внутрішній стіні труби.
- Міцнезчепленняпарафінових відкладень із поверхнею трубопроводу.
Також має значення:
Перепад температур: зі збільшенням різниці між температурами навколишнього середовища і потоку нафти кількість парафіну, що відкладається, пропорційно зростає.
- Тиск і газовий фактор: при тисках вище тиску насичення температура початку випадання парафінів зростає зі збільшенням тиску. Якщо тиск нижче тиску насичення, то при зниженні тиску спостерігається зростання температури початку кристалізації, що пояснюється збільшенням обсягу газу, що виділяється, який істотно впливає на розчинність парафіну в нафті іЗниження температури нафтогазового потоку (рис. 36).
Рис.36. Залежність температури насичення пластової нафти парафіном від тиску
Зоні початку утворення відкладень відповідає широкий діапазон тисків: 5 – 10 МПа. Той факт, що в деяких свердловинах процес накопичення відкладень починався при тисках, що значно перевищують тиск насичення, говорить про те, що розгазування не є фактором, що визначаєпочатокнакопичення відкладень, хоча і є причиною більш інтенсивного протікання процесу.
Багатьом покладів Західного Сибіру характерна висока температура насичення нафти парафіном: 48 – 50 оС.