Парафиннің түзілуіне әсер ететін факторлар

Қ атты кө мірсутегілер, парафиндер, тә жірибе жү зінде барлық мұ найдың қ ұ рамында кездеседі. Олардың мө лшері 20÷ 28%-ғ а дейінгі аралық та кездеседі.

Кө птеген мұ най кен орындарында жү ргізілген зерттеу жә не талдау жұ мыстарының нә тижесі, қ алыпты жағ дайда парафиннің қ ұ рамы мен олардың шө гу қ арқ ындылығ ының аралығ ында байланыс жоқ екенін кө рсетті. Парафиндердің қ арқ ынды шө гуі, мұ найдың қ ұ рамындағ ы олардың мө лшері ө те аз болғ анда да (шамамен» 0, 4%) байқ алады.

Осығ ан байланысты, парафиннің шө гуімен кү ресу мә селесі қ азіргі таң дағ ы кү рделі, кең ауқ ымды ғ ылыми-техникалық проблемалардың бірі болып отыр.

Егер, қ ұ быр қ абырғ асындағ ы температура мұ най қ ұ рамындағ ы парафиннің еру температурасынан тө мен болса, онда мұ най ағ ысында парафин кристалдары тү зіле бастайды.

Парафиннің шө гуіне ә сер ететін негізгі факторларды атап ө тетін болсақ, онда шө гінділердің тү зілуіне қ ажетті шарттар болып есептелетін себептер:

- Мұ най қ ұ рамынан парафиндер бө ліне бастағ ан мә ніне дейін, мұ най ағ ыны температурасының тө мендеуі. Қ ажетті температуралық шарттар бә рінен бұ рын қ ұ бырдың ішкі қ абырғ асында тү зіледі.

- Парафин шө гінділерінің қ ұ быржелісінің беткі бө лігімен жанасуының басқ а да ә сері бар: қ оршағ ан ортамен мұ най ағ ынының арасындағ ы температура айырмашылығ ының жоғ арылауынан, парафиннің бө ліну кө лемі пропорционалды ө седі.

- Қ ысым жә не газ факторы: қ анығ у қ ысымынан жоғ ары қ ысым кезінде, парафиннің тү зілу температурасы қ ысымның жоғ арылауы ә серінен ө седі. Егер, қ ысым қ анығ у қ ысымынан тө мен болса, онда қ ысымның тө мендеуі кезінде кристалдану температурасының ө скендігі байқ алады, яғ ни мұ найдағ ы парафиннің еруіне жә не мұ най-газ ағ ыны температурасының тө мендеуіне ә сер ететін жә не бө лінетін газдың кө лемі ө сетіндігімен тү сіндіріледі.

- Шө гінділердің пайда болу аумағ ында қ ысымның ө згеру аралығ ы 5÷ 10МПа-ғ а сә йкес келеді. Кейбір деректер бойынша бірқ атар ұ ң ғ ымаларда шө гінділердің жиналуы қ анығ у қ ысымының жоғ арылауынан басталады, яғ ни газдану нә тижесі шө гінділердің жиналуының басталуын анық тайтын фактор болып табылмайды, дегенмен процестің қ арқ ынды жү руіне себебін тигізеді.

- Мұ най ағ ынының жылдамдығ ы ө суіне байланысты шө гіндінің жиналу қ арқ ындылығ ы бастапқ ыда ө седі. Масса тасымалының ө суіне байланысты ең жоғ арғ ы дең гейге жетеді жә не белгілі жылдамдық та бә сең дейді, яғ ни мұ най жылдамдығ ының ө суі кезінде парафин кристалдарын араласқ ан кү йде ұ стау керек жә не жанама тығ ыздығ ының кү ші жоғ ары болуына байланысты парафин бө лшектерімен қ ұ быр бетінің арасындағ ы ү йкеліс кү шінен шө ккен парафинді жуып тазалау мү мкіндігі ө седі.

- Қ ұ быр бетінің сипаттамасы парафин шө гінділерінің бетпен жабысу беріктігіне тә уелді болады. Басқ а да шарттарда ә ртү рлі материалдар беттерінің парафинсіздену қ арқ ындылығ ы олардың полярлану дә режесіне тә уелді болады. Парафинмен нашар ұ стасатын материалдар жоғ ары полярлы (гидрофильды) болады. Материалдардың ішінде парафинсіздену қ арқ ындылығ ы ең тө мені – шыны, ал ең жоғ арысы – полиэтилен. Сонымен қ атар фторопласт полярлы емес зат болып табылады жә не парафиндену қ арқ ындылығ ы тө мен. Демек, полярлы материалдар парафинденуге жақ сы қ арсыласады. Болат қ ұ бырлардың ішкі бетінің жоғ ары сапалы ө ң делуі парафиннің жиналуына мү мкіндік бермейді. Тек қ ана парафинденудің алғ ашқ ы сатысында болат қ ұ бырлардың сапалы ө ң делмеуі ә сер етеді, яғ ни қ ұ бырдың ішкі бетінің кедір-бұ дырлығ ы турбулентті режимде қ арқ ынды араласады да газбен парафиннің бө лінуіне септігін тигізеді. Бірақ та, парафиннің жұ қ а қ абаты тү зілгеннен кейін (яғ ни, уақ ыт аралығ ында) парафиннің шө гіп жиналу жылдамдығ ы бетті тазалап ө ң деуге тә уелді болмай қ алады. Материалдың полярлы дә режесі жоғ арылағ ан сайын жә не парафин шө гінділерін жуу мұ най ағ ынының жылдамдығ ы тө мендегенде жү ргізіледі.

- Мұ найдың қ ұ рамындағ ы судың ү лесі жоғ арылағ ан сайын парафиннің шө гуі екі себепке байланысты тө мендейді: а) жалпы жылу сыйымдылық ө скен сайын (судың жылу сыйымдылығ ы мұ найдың жылу сыйымдылығ ынан жоғ ары) ағ ынның температурасы жоғ арылайды жә не парафиннің шө гуінің тө мендеуіне алып келеді, б) қ ұ быр бетін жуу сипаттамасының ө згеруіне байланысты қ ұ быр қ абырғ асының сумен жанасу ауданы жоғ арылайды.

- Асфальт-шайырлы заттар (АШЗ): қ иын, тығ ыз тазаланатын метал бетінде парафин шө гінділері мұ най қ ұ рамында АШЗ бар болғ ан кезде тү зіледі. Шө гінділердің бетте болуы – қ ұ быр бетінің кедір-бұ дырлығ ын жоғ арылатады, олар болмаса – беті тегіс болады, ал шө гінді - бос қ ұ рылымды жә не тө менгі механикалық сипатта болады. Асфальтендер ерітіндіден шө гуге жә не ө з бетінше тығ ыз шө гінділер тү зуге қ абілетті. Шайырдың болуы сұ йық тың шө гу процесін жылдамдатады. Яғ ни, парафин - негізгі шө гетін материал болады да, шайыр – цементтеуші қ асиетке ие болады.

- Парафинмен салыстырғ анда мұ найдың ерігіштік қ асиеті мұ найдың компоненттік қ ұ рамына тә уелді болады: ашық фракция кө п бө лінсе (+350⁰С дейін қ айнайтын), осығ ан сә йкес парафинде кө п шө геді. Қ ұ рамында нафтенді жә не ароматты кө мірсутегілер қ атары кө п мө лшерде кездесетін мұ найда, мық ты парафин шө гінділерінің тү зілуіне мү мкіндік мол, ал қ ұ рамында метанды немесе парафинді қ атарлы қ оспалар басым болатын мұ найда, жоғ ары молекулярлы қ оспаның аз мө лшерде болуы парафиннің мық ты шө гіндісін тү зеді.

- Тығ ыздығ ы, тұ тқ ырлығ ы жоғ ары мұ наймен салыстырғ анда жең іл, тұ тқ ырлығ ы тө мен, жең іл фракциясы кө п, 300⁰С-дейін қ айнайтын мұ найда парафиннің шө гіп жиналуы тез болады. Бұ л, бірқ алыпты температуралық шартта қ ұ рамында жең іл фракциясы бар мұ найдың ерігіштік қ асиеті, ауыр мұ найғ а қ арағ анда жоғ ары, ол негізінен парафиннің массалық кристалдану температурасын тө мендете отырып ә сер етеді. Шө гіндінің тү зілу жә не жиналу процесіне (парафиннің қ ұ рылымдық тү зілуі) жә не оның агрегаттық беріктігіне негізінен шайыр жә не асфальтендер (негізгі қ ұ рылыс материалдары) ә сер етеді.

Уақ ыт ө те парафиннің шө гу жылдамдығ ы мен кө лемі артады. Парафиннің қ арқ ынды шө гуі процестің басында байқ алады, осыдан кейін шө гіндінің ө су жылдамдығ ы парафин шө гінділері қ алың дығ ының жоғ арылауы ә серінен мұ найдың сыртқ ы ортағ а берілетін жылу бергіштігі тө мендеуіне байланысты азаяды. Іс-тә жірибе кө рсеткендей, негізгі асфальт-шайыр-парафин шө гінділері тү зілетін обьектілерге - ұ ң ғ ымалық сораптар, сорапты-компрессорлық қ ұ быр, ұ ң ғ ыманың шығ у желісі, ө ндірістік мұ най жинау резервуарлары жатады. Парафиннің қ арқ ынды шө гетін орны сорапты-компрессорлық қ ұ бырдың ішкі қ абырғ асы [15]. Терең діктің азаюына байланысты асфальт-шайыр-парафин шө гінділері (АШПШ) қ ұ рамындағ ы асфальт-шайырлы заттар ү лесі азаяды жә не механикалық қ оспалар мен қ атты парафин мө лшері жоғ арылайды (8.1 сурет).

8.1 – сурет. Ұ ң ғ ыма терең дігі бойынша асфальт-шайыр-парафин шө гінділерінің шө гу динамикасы

«ПҚ Қ Р» АҚ қ арасты мұ най кен орындары аумағ ында жү ргізілген зерттеу жұ мыстарының нә тижесінде, диаметрлері ә ртү рлі қ ұ бырларда парафиннің қ абырғ ағ а шө гуі шамамен алғ анда бірдей екені анық талғ ан [15]. Тү зілген шө гіндінің қ алың дығ ы 500÷ 900м терең діктен бастап жайлап жоғ арылайды жә не ұ ң ғ ыма сағ асынан тө мен 50÷ 200м терең дікте ең жоғ арғ ы мә нге ие болады, содан кейін ұ ң ғ ыма сағ асы аумағ ында 1÷ 2 мм қ алың дық қ а дейін тө мендейді. Терең дік таяздағ ан сайын АШПШ қ ұ рамында асфальтты-шайырлы заттардың тө мендегені, жә не қ атты парафиндер мен механикалық қ оспалардың жоғ арылағ аны байқ алады (8.2-сурет).

8.2 - сурет. Ұ ң ғ ыма терең дігі бойынша асфальтты-шайырлы заттар жә не парафин шө гінділері

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Парафиннің тү зілуіне ә сер ететін негізгі факторлар?

2. Парафиннің қ арқ ынды шө гетін орны қ ай жерде болады?

3. Парафиннің шө гу жылдамдығ ы қ андай факторларғ а тә уелді болады?