С начала 2000-х годов в мировой практике добычи нефти и газа на шельфе стала известна проблема отложений кальциевых солей высокомолекулярных нафтеновых кислот в технологическом оборудовании морских платформ. Быстрое образование и накопление этих солей в установках подготовки нефти (сепараторах, коалесцерах) может стать причиной срыва добычи нефти на шельфовых месторождениях, а также добычи тяжелых биоразлагаемых нефтей на материке. На объектах проекта «Сахалин-2» такие отложения обнаружены в 2015 г. и однозначно идентифицированы в 2020 г. Обнаруженные в 2015 г. эмульсии значительно ухудшали процесс подготовки нефти, что требовало увеличенного расхода деэмульгатора. Отложения блокировали технологические аппараты (сепараторы и коалесцеры) и уменьшали их пропускную способность, что приводило к долгосрочным ежегодным остановкам оборудования для его очистки. Сделано предположение, что рассматриваемые отложения представляют собой продукты нежелательного взаимодействия компонентов добываемой нефти и буровых жидкостей или продукты реакции при применении полимерных ингибиторов солеотложений. В 2019-2020 гг. проведен глубокий анализ компонентного состава образующихся отложений, в том числе поиск «нетипичных» компонентов. Установлено, что одной из вероятных причин образования отложений могут быть кальциевые соли нафтеновых кислот. Современными физико-химическими методами анализа исследован состав отложений из технологических аппаратов на платформе Пильтун-Астохская–Б ООО «Сахалинская Энергия». Дополнительно проведены идентификация и полуколичественное определение высокомолекулярных нафтеновых кислот в нефти методами ИК-спектроскопии и выскоэффекетивной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС). Проведены опытно-промысловые испытания реагента на основе сульфата тетракис(гидроксиметил) фосфония (THPS) в качестве ингибитора нафтенатных отложений. Показана эффективность данного реагента, предложена программа его применения.
Список литературы
1. Characterization of naphthenic acids in crude oil samples – A literature review / E.V. Barros, P.R. Filgueiras, Jr.V. Lacerda [et al.] // Fuel. – 2022. – V. 319. – P. 123–775. – DOI:10.1016/j.fuel.2022.123775
2. The discovery of high molecular-weight naphthenic acids (ARN acid) responsible for calcium naphthenate deposits / T.D. Baugh, K.V. Grande, H. Mediaas [et al.] // SPE-93011-MS. – 2005. - DOI:10.2118/93011-MS
3. Eke W.I., Victor‑Oji C., Akaranta O. Oilfield metal naphthenate formation and mitigation measures // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. – 2020. – № 10. – P. 805–819. - DOI:10.1007/s13202-019-00797-0
4. Identification of Calcium Naphthenate Deposition in South American Oil Fields / P. Juyal, M.M. Mapolelo, A. Yen [et al.] // Energy Fuels. – 2015. – V. 29. – № 4. – P. 2342–2350. - DOI:10.1021/acs.energyfuels.5b00414
5. Taylor S.E., Hiu Tung Chu. Metal Ion Interactions with Crude Oil Components: Specificity of Ca2+ Binding to Naphthenic Acid at an Oil/Water Interface // Colloids Interfaces. – 2018. -V. 2. – № 3. http://dx.doi.org/10.3390/colloids2030040
6. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия / пер. с англ. – М.: Мир, 1982. – 382 с.
7. Andrey R.E. Liquid Chromatography-Mass Spectrometry - An Introduction. – Chichester: Wiley, 2003. – 276 p.
8. Calcium naphthenates in complex production systems-evaluation and chemical inhibition challenges / D.A. Nichols, F.F. Rosario, M.C.M. Bezerra [et al.] // SPE-169756-MS. – 2014.
9. Monitoring the liquid/liquid extraction of naphthenic acids in brazilian crude oil using electrospray ionization FT-ICR mass spectrometry (ESI-ICR MS) / K.A.P. Colati, G.P. Dalmaschio, E.V.R. de Castro [et al.] // Fuel. – 2013. – V.108. – P. 647–655. - DOI:10.1016/j.fuel.2013.02.007
10. Analysis of ,ARN’ naphthenic acids by high temperature gas chromatography and high performance liquid chromatography / B.E. Smith, P.A. Sutton, C.A. Lewis [et al.] // J. Sep. Sci. – 2007. – V. 30. – P. 375–380. - DOI:10.1002/jssc.200600266
11. Kelland M.A. Production Chemicals for the Oil and Gas Industry. - CRC Press., 2014. – https://doi.org/10.1201/b16648.
12. Rosseau G., Zhou H., Hurtevent C. Calcium carbonate and naphthenate mixed scale in deep offshore fields / SPE-68307-MS. – 2001. – DOI:10.2118/68307-MS
