Том 335 № 12 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/12/4758
Влияние термообработки на структурно-реологические свойства высокопарафинистой нефти
Актуальность. Трубопроводная транспортировка тяжелых нефтей от места добычи до пункта переработки связана с серьезными проблемами из-за их высокой вязкости и температуры застывания. При прокачке тяжелых нефтей быстро образуются нефтяные отложения, снижающие свободный проход в трубе, а повышенное содержание сероводорода и хлористых солей приводит к росту скорости коррозии. Известно, что структурно-механические свойства и предел текучести высокозастывающих парафинистых нефтей зависят от многих факторов, в частности от температуры термостатирования нефти. Исследование влияния условий термообработки на вязкостно-температурные характеристики и процесс осадкообразования высокопарафинистой смолистой нефти позволит понизить энергопотребление и оптимизировать технологию перекачки и транспортировки проблемных нефтей в условиях пониженных температур. Цель: выявление критических интервалов температур термообработки высокопарафинистой смолистой нефти Южно-Майского месторождения на основании анализа данных структурно-реологического поведения, состава нефтяного осадка и изменения радиусов нефтяных агрегатов, формирующихся в исследуемой нефти при различных условиях термообработки. Методы. Реологических свойства нефти определены на ротационном вискозиметре HAAKE Viscotester iQ с измерительным устройством и системой управления HAAKE RheoWin; температуру застывания нефти анализировали с помощью измерителя низкотемпературных показателей нефтепродуктов «Кристалл»; выделение асфальтенов проводили «холодным» способом Гольде; содержание масляных и смолистых компонентов в нефти определяли методом колоночной жидкостной адсорбционной хроматографии; индивидуальный состав н-алканов определяли методом хромато-масс-спектрометрии (Thermo Scientific); размеры нефтяных агрегатов фиксировались на спектрометре динамического и статического рассеяния света Photocor Complex c программой обработки данных DynaLS методом фотонной корреляционной спектроскопии. Результаты. Изучено влияние температуры термообработки на вязкостно-температурные и энергетические характеристики высокопарафинистой смолистой нефти, процесс осадкообразования и состав асфальтосмолопарафиновых отложений. Установлено значение критической температуры термообработки 40 °С, при которой в исследуемой нефти формируется наиболее плотная кристаллизационная структура, характеризуемая высокой вязкостью, интенсивным образованием осадка, энергией активации вязкого течения и внутренней энергии разрушения дисперсной структуры. Методом фотонной корреляционной спектроскопии показано, что после термообработки нефти при 40 °С происходит спонтанный рост размеров нефтяных агрегатов в интервале температур 35–25 °С.
Ключевые слова:
нефть, вязкость, парафины, смолы, асфальтены, температура застывания, термообработка, радиус частиц