tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2024-4-147-158tumnig-1237Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTНеобычные закономерности взаимодействия асфальтенов с апротонными растворителямиUnusual patterns of interaction of asphaltenes with aprotonic solventshttps://orcid.org/0000-0002-8453-1858ШутковаС. А.ShutkovaS. A.

Шуткова Светлана Александровна, кандидат химических наук, доцент кафедры теплоэнергетики и физики

Уфа

Svetlana A. Shutkova, Candidate of Chemistry, Associate Professor at the Department of Heat Power Engineering and Physics

Ufa

svetlana-shutkova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2677-6993ДоломатовМ. Ю.DolomatovM. Yu.

Доломатов Михаил Юрьевич, доктор химических наук, профессор кафедры технологии нефти и газа

Уфа

Mikhail Yu. Dolomatov, Doctor of Chemistry, Professor at the Oil and Gas Department

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-0822-8515ТелинА. Г.TelinA. G.

Телин Алексей Герольдович, кандидат химических наук, заместитель директора по научной работе

Уфа

Alexey G. Telin, Candidate of Chemistry, Deputy Director for Scientific Work

Ufa

Башкирский государственный аграрный университетРоссияBashkir State Agrarian UniversityRussian FederationУфимский государственный нефтяной технический университетРоссияUfa State Petroleum Technological UniversityRussian FederationООО «Уфимский научно-технический центр»РоссияUfa Scientific and Technical Center LLCRussian Federation20240609202404147158Copyright © Шуткова С.А., Доломатов М.Ю., Телин А.Г., 20242024Шуткова С.А., Доломатов М.Ю., Телин А.Г.Shutkova S.A., Dolomatov M.Y., Telin A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1237

Применение органических растворителей для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) является одним из самых распространенных методов в технологических процессах добычи, транспорта, хранения и переработки высокосмолистых нефтей. Несмотря на определенные результаты, проблема направленного подбора растворителя с учетом природы нефти и АСПО в конкретных условиях далека от разрешения. Целью данной работы является проверка гипотезы о взаимосвязи растворимости асфальтенов с их средним сродством к электрону и энергией ионизации растворителей. С использованием изотермы растворимости асфальтенов в неионогенных растворителях оценена растворимость образцов асфальтенов западносибирской нефти и модельных фрагментов. Исследования показали, что максимальной растворимостью обладают асфальтены с высоким эффективным сродством к электрону. Наибольшую растворяющую способность имеют растворители с низким потенциалом ионизации, что подтверждает термодинамику растворимости через образование донорно-акцепторных комплексов. Выполненные исследования помогут промысловым специалистам и инженерам сервисных компаний в научно обоснованном подборе растворителя в зависимости от типа отложений тяжелых компонентов нефти.

Application of organic solvents for removal of asphalt-tar-paraffin deposits is one of the most widespread methods in technological processes of production, transportation, storage and processing of high-resin oils. In spite of certain results, the problem of directional solvent selection taking into account the nature of oil and asphalt-tar-paraffin deposits in specific conditions is far from being solved. The aim of the article is to test the hypothesis of the relationship between the solubility of asphaltenes and their average electron affinity and solvent ionization energy. Using the solubility isotherm of asphaltenes in non-ionogenic solvents, the solubility of West Siberian oil asphaltene samples and model fragments was evaluated. The studies have shown that asphaltenes with high effective electron affinity have the maximum solubility. Solvents with low ionization potential have the highest solubility, which confirms the thermodynamics of solubility through the formation of donor-acceptor complexes. The performed studies will help field specialists and engineers of service companies in scientifically justified selection of solvent depending on the type of deposits of heavy components of oil.

асфальтенырастворителирастворимостькомплексы с переносом зарядаэнергия ионизациисродство к электронуasphaltenessolventssolubilitycharge transfer complexesionization energyelectron affinityReferencesИбрагимов, Г. З. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти : справочник / Г. З. Ибрагимов, К. С. Фазлутдинов, Н. И. Хисамутдинов. – Москва : Недра, 1991. ‒ 384 с. – Текст : непосредственный.Ibragimov, G. Z. Fazlutdinov, K. S., & Khisamutdinov, N. I. (1991). Primenenie khimicheskikh reagentov dlya intensifikatsii dobychi nefti: spravochnik. Moscow, Nedra, Publ., 384 p. (In Russian).Опыт восстановления и регулирования производительности добывающих и нагнетательных скважин / Г. З. Ибрагимов, Н. И. Хисамутдинов, Н. И. Кобяков [и др.]. – Текст : непосредственный // Обзорная информация. Серия : Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. – Вып. 1. – Москва : ВНИИОЭНГ, 1990. – 50 с.Ibragimov, G. Z., Khisamutdinov, N. I., Kobyakov, N. I., Muslimov, R. Kh., Telin, A. G., Kim, M. B., & Khazipov, R. Kh. (1990). Opyt vosstanovleniya i regulirovaniya proizvoditel'nosti dobyvayushchikh i nagnetatel'nykh skvazhin. Obzornaya informatsiya. Seriya: Tekhnika i tekhnologiya dobychi nefti i obustroystvo neftyanykh mestorozhdeniy. Vyp. 1. Moscow, VNIIOENG Publ., 50 p. (In Russian).Разработка комплексной технологии применения композиционного растворителя / В. И. Дарищев, С. А. Харланов, А. А. Халиулов [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефть. Газ. Новации. ‒ 2023. ‒ № 5 (270). – С. 56–59.Darishchev, V. I., Kharlanov, S. A., Khaliulov, A. A., Babinets, Yu. I., Zinoviev, A. V., & Antonova, D. O. (2023). Designing the complex procedure of composite solvent application. Neft. Gas. Novacii, (5(270)), pp. 56-59. (In Russian).Иванова, И. К. Физико-химические подходы к выбору эффективных растворителей асфальтосмолопарафиновых отложений : специальность 02.00.13 «Нефтехимия» : диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук / Иванова Изабелла Карловна ; Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук. – Якутск, 2019. – 266 с. – Текст : непосредственный.Ivanova, I. K. (2019). Fiziko-khimicheskie podkhody k vyboru effektivnykh rastvoriteley asfal'tosmoloparafinovykh otlozheniy. Diss. … dokt. khim. nauk. Yakutsk, 266 р. (In Russian).Тагер, А. А. Физико-химия полимеров / А. А. Тагер ; под редакцией А. А. Аскадского. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва : Научный мир, 2007. – 573 с. – Текст : непосредственный.Tager, A. A. (2007). Fiziko-khimiya polimerov. 4th edition, revised and expanded. Moscow, Nauchnyy mir Publ., 573 p. (In Russian).К вопросу о донорно-акцепторных взаимодействиях при растворении асфальтенов / Д. Ф. Варфоломеев, М. Ю. Доломатов, И. Р. Хайрудинов, Ф. Г. Унгер. – Текст : непосредственный // Достижения в исследовании высокомолекулярных соединений нефти : тезисы докладов Всесоюзн. совещ. Томск, 1985. – С. 11.Varfolomeev, D. F., Dolomatov, M. Yu., Khayrudinov, I. R., & Unger, F. G. (1985). K voprosu o donorno-aktseptornykh vzaimodeystviyakh pri rastvorenii asfal'tenov. Dostizheniya v issledovanii vysokomolekulyarnykh soedineniy nefti: tezisy dokladov Vsesoyuzn. soveshch. Tomsk, pp. 11. (In Russian).Патент SU 1404936 А1 Российская Федерация, МПИ G01N31/02. Способ определения потенциала ионизации молекул органических соединений : № 4120231/23-04 : заявл. 16.09.1986 : опубл. 23.06.1988. Бюл. № 23 / Доломатов М. Ю., Хайрудинов И. Р., Унгер Ф. Г. – Текст : непосредственный.Dolomatov, M. Yu., Khayrudinov, I. R., & Unger, F. G. Method of measuring the potentials of ionization of organic compound molecules. Pat. RF SU 1404936 А1. No. 4120231/23-04. Applied: 16.09.86. Published: 23.06.88. Byul. No. 23. (In Russian).Физико-химические основы направленного подбора растворителей асфальтосмолистых веществ : монография / М. Ю. Доломатов, А. Г. Телин, М. Б. Ежов [и др.]. – Москва : ЦНИТЭНЕФТЕХИМ, 1991. – 47 с. – Текст : непосредственный.Dolomatov, M. Yu., Telin, A. G., Ezhov, M. B., Khisamutdinov, N. I., & Baymukhametov, M. N. (1991). Fiziko-khimicheskie osnovy napravlennogo podbora rastvoriteley asfal'tosmolistykh veshchestv. Moscow, TSNITENEFTEKHIM Publ., 47 p. (In Russian).Хайрудинов, И. Р. Современные процессы сольвентной деасфальтизации нефтяных остатков / И. Р. Хайрудинов, Ф. М. Султанов, Э. Г. Теляшев. – Уфа : ГУП ИНХП РБ, 2011. – 208 с. – (Библиотека нефтепереработчика). – Текст : непосредственный.Khayrudinov, I. R., Sultanov, F. M., & Telyashev, E. G. (2011). Sovremennye protsessy sol'ventnoy deasfal'tizatsii neftyanykh ostatkov. Ufa, GUP INKHP RB Publ., 208 p. (In Russian).Доломатов, М. Ю. Донорно-акцепторные свойства и растворимость асфальтосмолистых веществ / М. Ю. Доломатов, А. Б. Касьянова, М. К. Рогачев. – Текст : непосредственный // Башкирский химический журнал. – 2001. – Т. 8, № 5. – С. 12–21.Dolomatov, M. Yu., Kas'yanova, A. B., Rogachev, M. K. (2001). Donorno-aktseptornye svoystva i rastvorimost' asfal'tosmolistykh veshchestv. Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal, 8(5), pp. 12-21. (In Russian).Доломатов, М. Ю. Способ определения потенциалов ионизации и сродства к электрону атомов и молекул методом электронной спектроскопии / М. Ю. Доломатов, Г. Р. Мукаева. – Текст : непосредственный // Журнал прикладной спектроскопии. – 1992. – Т. 56, № 4. – С. 570–574.Dolomatov, M. Yu., & Mukaeva, G. R. (1992). Method for determining the ionization potential and electron affinity of atoms and molecules using electron spectroscopy. Journal of Applied Spectroscopy, (56(4)), pp. 344-347. (In English).Состав, свойства, структура и фракции асфальтенов нефтяных дисперсных систем / Г. А. Галимова, Т. Н. Юсупова, Д. А. Ибрагимова, И. Р. Якупов. – Текст : непосредственный // Вестник технологического университета (Казанский национальный исследовательский технологический университет). – 2015. – Т. 18, № 20. – С. 60–64.Galimova, G. A., Yusupova, T. N., Ibragimova, D. A., & Yakupov, I. R. (2015). Composition, properties, structure and fractions of asphaltens of oil dispersion systems. Herald of technological university, (18(20)), pp. 60-64. (In Russian).Доломатов, М. Ю. Структура молекулярных наночастиц нефтяных асфальтенов / М. Ю. Доломатов, С. А. Шуткова, С. В. Дезорцев. – Текст : непосредственный // Журнал структурной химии. – 2012. – Т. 53, № 3. – С. 569–573.Dolomatov, M. Yu., Shutkova, S. A., & Dezortsev, S. V. (2012). Structure of molecular nanoparticles of petroleum asphaltenes. Journal of Structural Chemistry, (53(3)), pp. 563-567. (In Russian).Petrophase 2009 panel discussion on standardization of petroleum fractions / D. Merino-Garcia, J. Shaw, H. Carrier [et al.]. – Direct text // Energy & Fuels. – 2010. – Vol. 24, Issue 4. – P. 2175–2177.Merino-Garcia, D., Shaw, J., Carrier, H., Yarranton, H., & Goual, L. (2010). Petrophase 2009 panel discussion on standardization of petroleum fractions. Energy & Fuels, 24(4), pp. 2175-2177. (In English).Энергии разрыва химических связей : потенциалы ионизации и сродство к электрону / Л. В. Гурвич, Г. В. Карачевцев, В. Н. Кондратьев [и др.] ; под редакцией В. Н. Кондратьева ; Институт химической физики. Институт высоких температур. – Москва : Наука, 1974. – 351 с. – Текст : непосредственный.Gurvich, L. V., Karachevtsev, G. V., Kondrat'ev, V. N., Lebedev, Yu. A., Medvedev, V. A., Potapov, V. K., & Khodeev, Yu. S. (1974). Energii razryva khimicheskikh svyazey: potentsialy ionizatsii i srodstvo k elektronu. Moscow, Nauka Publ., 351p. (In Russian).Шуткова, С. А. Исследование растворимости нефтяных асфальтенов / С. А. Шуткова, М. Ю. Доломатов. – Текст : непосредственный // Актуальные проблемы энергообеспечения предприятий : материалы V Всероссийской научно-практической конференции в рамках Российского энергетического форума и XXVI международной выставки «Энергетика Урала», Уфа, 27–28 октября 2020 г. – Уфа : Башкирский государственный аграрный университет, 2021. – С. 117–123.Shutkova, S. A., & Dolomatov, M. Yu. (2021). Issledovanie rastvorimosti neftyanykh asfal'tenov. Aktual'nye problemy energoobespecheniya predpriyatiy : materialy V Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii v ramkakh Rossiyskogo energeticheskogo foruma i XXVI mezhdunarodnoy vystavki "Energetika Urala", Ufa, October, 27-28, 2020. Ufa, Bashkir State Agrarian University Publ., pp. 117-123. (In Russian).Доломатов, М. Ю. Способ определения потенциалов ионизации молекул органических соединений. Авторское свидетельство на изобретение SU 1404936 А1, 23.06.88, Бюл. № 23 / М. Ю. Доломатов, И. Р. Хайрудинов, Ф. Г. Унгер. – Текст : непосредственный.Dolomatov, M. Yu., Khayrudinov, I. R., & Unger, F. G. Sposob opredeleniya potentsialov ionizatsii molekul organicheskikh soedineniy. Avtorskoe svidetel'stvo na izobretenie SU 1404936 A1, 23.06.88, Byul. No. 23. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.