К числу нефтепродуктов, связанных с твердыми углеводородами, относятся такие вещества, как церезины, петролатумы, парафины, озокериты и многие другие. Эти материалы нашли массовое применение в различных сферах промышленности, включая и электротехническую. Кроме того, они активно применяются в медицине, кроме того при производстве пластичных смазочных материалов. Парафиновая масса, получаемая из нефти, представляет собой пористую структуру, образованную кристаллами парафина, соединенными между собой. В поры этой структуры попадают нефть и вода. Плавление этой массы происходит при температуре около +40 C. При снижении температуры нефти и увеличении содержания парафина в ней, вязкость нефти возрастает, а ее текучесть, наоборот, уменьшается.

К сожалению, в процессе добычи и перекачки парафинистой нефти значительное количество парафина откладывается на внутренней поверхности трубопроводов. Это приводит к сужению проходного сечения нефтепроводов и может вызывать серьезные засоры, вплоть до полной остановки транспортировки нефти.

На процесс образования парафиновых отложений на внутренней поверхности трубопроводов влияют несколько факторов:

Свойства нефти: физико-химические характеристики нефти, такие как её плотность, вязкость и состав, играют важную роль. Чем выше содержание парафина, тем больше риск его кристаллизации и осаждения на стенках труб.

Температурные колебания: снижение температуры нефти во время транспортировки вызывает кристаллизацию парафина. При достижении определенного температурного порога парафиновые вещества начинают выпадать в осадок и накапливаться на стенках труб.
Режим перекачки: условия транспортировки, такие как давление и скорость потока, тоже имеют значение. Если поток нефти замедляется или снижается давление, это создает благоприятные условия для отложения парафина.
Изменение газового состава: колебания в количестве растворенных в нефти газов также влияют на процесс осаждения парафина. Изменение концентрации газов может способствовать выпадению твердых частиц и образованию отложений.

Парафиновые отложения в трубопроводе распределяются неравномерно. В начальной части трубы нефть сохраняет высокую температуру, поэтому кристаллизация парафина практически не происходит, и его отложения на стенках минимальны. Однако по мере продвижения нефти по трубопроводу температура снижается, и парафин начинает кристаллизоваться интенсивнее. В этот момент его отложение на внутренних стенках значительно возрастает.

На более длинных участках трубопровода, где температура нефти стабилизируется и приближается к температуре окружающей среды, процесс образования парафиновых отложений замедляется. В нижних сегментах трубы парафиновые кристаллы уже не оказывают столь значительного воздействия, так как большая их часть оседает в верхних участках. Дополнительно этому процессу препятствуют механические примеси в нефти, которые помогают частично удалить образовавшиеся отложения и снизить риск образования крупных парафиновых комков.
Для обеспечения нормальной проходимости трубопровода применяются различные методы профилактики и удаления отложений. Сначала анализируются условия образования парафина на каждом конкретном участке, а также его физико-химические свойства. На основании этого разрабатываются меры по предотвращению образования отложений и их эффективной очистке.

В настоящее время в нашей стране применяются различные методы, направленные на предотвращение выпадения парафина в процессе добычи, хранения и транспортировки нефти:

Выполнение обязанностей теплоизоляционных работ: изоляция трубопроводов помогает поддерживать стабильную температуру нефти, предотвращая ее охлаждение и кристаллизацию парафина на стенках труб.
Удаление парафиновых взвесей из резервуаров: это предотвращает их попадание в трубопровод и дальнейшее образование отложений на внутренних поверхностях.

Периодическая очистка резервуаров: регулярное удаление нефтяных остатков и парафина позволяет поддерживать чистоту резервуаров и снижает риск последующего засорения системы.

Смешивание нефтей с различным содержанием парафина: разбавление более парафинистой нефти менее насыщенной позволяет снизить концентрацию парафина и уменьшить вероятность его осаждения.
Подогрев нефти: различные способы нагрева (электрообогрев, использование кипятка или пара) позволяют поддерживать температуру нефти выше точки кристаллизации парафина.

Поддержание давления: регулирование давления в резервуарах выше уровня, при котором начинается процесс разгазирования, помогает предотвратить выпадение парафина.
Постоянный устойчивый режим добычи: поддержание стабильного потока нефти минимизирует вероятность осаждения парафина в трубопроводах.

Применение растворителей: использование химических веществ, которые повышают растворимость парафина в нефти, способствует его удалению из трубопроводов.
Специальные покрытия для НКТ: нанесение анти парафиновых поверхностей снижает вероятность налипания парафина на стенки труб и облегчает их очистку.
Использование ингибиторов парафиноотложения: введение специальных химических веществ в нефть, которые препятствуют кристаллизации парафина и его оседанию на трубопроводах.

Тем не менее, ни один из методов очистки парафина в стволе скважины не может полностью исключить его последующее накопление в трубопроводах. Следовательно, сейчас активно вырабатываются и применяются различные способы удаления парафиновых кристаллов, которые осаждаются на внутренней поверхности в процессе транспортировки нефти.

Системы, применяемые для очищения включают:

Гидрохимические методы: проточины промываются водой, в которую добавляют ингибиторы или химические реагенты. Такая смесь эффективно растворяет парафиновые отложения и смывает их с поверхности труб.

Механические методы: используются специальные скребки различных конструкций, которые физически счищают парафиновые отложения с внутренней поверхности труб. Эти устройства бывают разных форм и размеров в зависимости от особенностей трубопровода и типа отложений.
Волновые методы: применяются акустические, ультразвуковые или взрывные волны, которые создают колебания в трубопроводе и тем самым разрушают структуру парафиновых отложений, облегчая их удаление.
Методы с использованием магнитных полей: магнитное воздействие изменяет структуру кристаллов парафина и препятствует их прилипанию к стенкам труб. Это позволяет частично или полностью удалить уже существующие отложения.
Термические методы: трубы нагревают. Повышение температуры способствует плавлению парафина и его дальнейшему удалению из трубопровода.

Заключение

Каждый из перечисленных выше методов имеет свои преимущества и недостатки, и их выбор зависит от специфики месторождения, типа нефти и условий эксплуатации трубопроводов. Однако даже самые современные технологии требуют значительных финансовых затрат и иногда приводят к временной приостановке добычи нефти, что стимулирует дальнейшие исследования и разработку более эффективных и экономичных решений.