Методики испытаний деэмульгаторов для промысловой подготовки нефти (90

где WI(II) – остаточное содержание воды пробы после первой (второй) сту-

пени обезвоживания, %;

Wисх – исходная (уточненная) обводненность пробы, %;

Vпр – объем пробы, мл;

VI(II) – объем воды, отделившейся в пробе на первой (второй) ступени

обезвоживания, мл.

3.4.5Значения остаточного содержания воды в каждой пробе после первой и второй ступеней фиксируют в колонках 14 и 20 таблицы А.1 (Приложение А).

3.4.6При существенном отклонении значений исходной обводнен-

ности Wисх, рассчитанных по формуле 2, от значений обводненности, за-

ложенных в формулу 1, уточняют дозировку деэмульгатора (истинную дозировку) для каждой пробы по формуле:

21

3.4.7 Наиболее эффективные деэмульгаторы выбирают исходя из минимальных значений остаточной обводненности после каждой1 ступе-

ни.

4 Методика определения оптимальной дозировки деэмульгатора

4.1 По результатам испытаний, выполненных в разделе 3, выбирают несколько наилучших деэмульгаторов, для которых определяют опти-

мальные дозировки.

4.2 Для определения оптимальной дозировки проводят серию испы-

таний с выбранными деэмульгаторами. При этом в исследуемую эмуль-

сию дозируют деэмульгатор не менее, чем с четырьмя дозировками, с та-

ким расчетом, чтобы хотя бы при одной дозировке обеспечить разделение эмульсии на ступени холодного обезвоживания до остаточного содержания воды в пределах 5-10 %, на ступени глубокого обезвоживания - около 1 %.

4.3 В качестве деэмульгатора сравнения используют деэмульгатор,

который применяется для промысловой подготовки данной нефти.

4.4 Порядок проведения испытаний и обработки результатов см. в

разд.3. По полученным результатам строят деэмульсационные кривые

(рисунок 1) для разных ступеней (температур), по которым определяют оптимальную дозировку деэмульгатора.

22

Рисунок 1 – Деэмульсационные кривые

4.5 Оптимальная дозировка деэмульгатора, определенная по резуль-

татам лабораторных испытаний, является ориентировочной и служит критерием для снижения дозирования деэмульгатора в системе нефтесбо-

ра относительно деэмульгатора сравнения. Если в результате обработки результатов испытаний установлено, что оптимальная дозировка испы-

туемого деэмульгатора меньше, чем у деэмульгатора сравнения, в к раз,

23

то можно предположить, что промысловая дозировка испытуемого де-

эмульгатора может быть снижена также в к раз. Окончательную дозиров-

ку деэмульгатора определяют по результатам промысловых испытаний.

5 Методика определения показателя передиспергирования

5.1 Эффект увеличения остаточного содержания воды эмульсии при увеличении расхода деэмульгатора и интенсивности перемешивания эмульсии характеризуется как передиспергирование. Показатель пере-

диспергирования характеризует возможность образования эмульсий вы-

сокой устойчивости в присутствии избытка деэмульгатора при интенсив-

ном гидродинамическом воздействии и показывает степень увеличения остаточного содержания воды в нефти. Степень передиспергирования за-

висит как от свойств деэмульгатора, так и от свойств обрабатываемых нефтей. В большей степени это свойство характерно для деэмульгаторов с небольшой долей перехода в воду и для тяжелых высокосернистых неф-

тей.

5.2Для определения показателя передиспергирования используют промысловую или искусственную эмульсию. Искусственную эмульсию готовят по п. 3.1.3 и разливают в отстойники объемом 100 –150 мл.

5.3В навески эмульсии дозируют деэмульгатор из расчета нормального удельного расхода (100 г/т) и из расчета избыточного дозирования - 400 г/т в

товарной форме при температуре 20 ° С и перемешивают с помощью пропел-

лерной мешалки при скорости вращения 1000 мин-1 в течение 10 минут, затем на мешалке - встряхивателе при интенсивности 60 двойных ходов в мину-

ту в течение 10 минут.

24

5.4 Пробы отстаивают в водяной бане при температуре 60 ° С в тече-

ние 2 часов.

5.5 По завершении отстаивания отстойники вынимают из бани и от-

деляют свободную воду с помощью делительных воронок. При этом пробу из отстойника осторожно переливают в делительную воронку со-

ответствующего объема. После отстаивания пробы в делительной ворон-

ке в течение 15 минут свободную воду медленно сливают через краник

(при необходимости в мерный цилиндр), затем осторожно сливают 3-5

капель нефти, после чего нефть переливают в бутылки объемом 150-200

мл.

5.6Отделенную нефть тщательно перемешивают и отбирают пробу на анализ остаточного содержания воды.

5.7Остаточное содержание воды Wост определяют по ГОСТ 2477

(метод центрифугирования в данном случае использовать нельзя).

5.8 Проводят дисперсный анализ проб нефти с помощью микроско-

па при увеличении не менее 140х. При этом фиксируют максимальный размер капель, размер основного числа капель, наличие и размер ассоциа-

тов.

5.9 Показатель передиспергирования рассчитывают по формуле:

где П(t , 400 ) – показатель передиспергирования (при данной температуре t

100

и увеличении дозировки деэмульгатора со 100 до 400 г/т);

25

W100 – остаточное содержание воды в нефти после обработки эмуль-

сии деэмульгатором из расчета 100 г/т, %;

W400 – остаточное содержание воды в нефти после обработки эмуль-

сии деэмульгатором из расчета 400 г/т , %.

остаточного содержания воды при увеличении дозировки деэмульгатора,

5.11 При проведении данного анализа дозировка деэмульгатора 100

г/т должна обеспечивать оптимальную глубину обезвоживания испытуе-

мой эмульсии – не более 1,0 %. Если необходимая глубина при этой до-

зировке не достигается, то подбирают другую дозировку деэмульгатора,

минимальное значение которой обеспечивает необходимую глубину обезвоживания.

6 Методика оценки влияния деэмульгаторов на реологические свойства эмульсии

6.1 Общие положения

6.1.1 В результате воздействия деэмульгатора на эмульсию при ус-

ловии дозирования его в пределах оптимальных дозировок происходит отделение эмульгированной воды в свободную фазу. Однако начальным этапом этого процесса является слияние (коалесценция) и укрупнение ка-

26

пель, которое происходит вследствие ослабления бронирующих оболочек под воздействием деэмульгатора. Изменение степени дисперсности эмульсии приводит к соответствующему изменению ее вязкости, т.е. пер-

воначально воздействие деэмульгатора проявляется в снижении вязкости эмульсии. Обработка эмульсий деэмульгатором применяется для сниже-

ния гидравлических сопротивлений и давления в трубопроводах промы-

словой системы сбора.

6.1.2 Деэмульгаторы, применяемые для снижения вязкости эмуль-

сий, должны быть эффективны при низких температурах и иметь не-

большое время срабатывания, т.е. время от момента введения деэмульга-

тора до проявления эффекта от его воздействия. При этом степень сниже-

ния вязкости эмульсии обусловлена количеством скоалесцировавших ка-

пель, которое определяется активностью и дозировкой деэмульгатора. С

увеличением дозировки до некоторых значений достигается определен-

ная степень укрупнения капель эмульгированной воды, выше которой вязкость эмульсии существенно не изменяется. И дальнейшее увеличение дозировки для снижения вязкости оказывается малозначимым, а, следова-

тельно, малоэффективным. При этом отделения эмульгированной воды в свободную фазу не происходит, для этого требуется более высокая дози-

ровка деэмульгатора.

6.1.3 Данная методика предназначена для выбора марки деэмульга-

тора и оценки его дозировки, необходимой для снижения вязкости эмуль-

сии, транспортируемой по трубопроводам промысловой системы сбора.

27

6.2 Порядок проведения испытаний

6.2.1 Для испытаний отбирают пробу устойчивой эмульсии объемом

не менее 5 л. При отборе пробы замеряют температуру.

6.2.2 В эмульсии определяют содержание эмульгированной воды по ГОСТ 2477, производят дисперсный анализ пробы под микроскопом и замеряют исходную динамическую вязкость на ротационном вискозимет-

ре (типа «Реотест») при температуре, которую имеет эмульсия в трубо-

проводе.

6.2.3 Эмульсию разливают в отстойники объемом 150 мл и термо-

статируют при необходимой температуре.

6.2.4 В эмульсию дозируют деэмульгатор в виде раствора в смеси растворителей (см разд. 3), перемешивают на мешалке-встряхивателе при интенсивности 60 двойных ходов в минуту в течение 30 мин. Деэмульга-

тор можно дозировать в товарной форме с использованием микродозато-

ра, в этом случае перемешивание эмульсии с деэмульгатором производят с использованием пропеллерной мешалки при интенсивности 1000

об/мин в течение 10 мин.

6.2.5 При исходной динамической вязкости эмульсии менее 2000

мПа·с дозировка деэмульгаторов составляет 20, 40, 60, 80·10-6 кг/кг (20, 40, 60, 80 г/т) и далее может быть увеличена с шагом 20·10-6 кг/кг (20 г/т);

при исходной динамической вязкости более 2000 мПа·с – 40, 80, 120, 160·10-6 кг/кг (40, 80, 120, 160 г/т) и далее может быть увеличена с шагом

40·10-6 кг/кг (40 г/т) до достижения значений дозировок, превышение ко-

торых не приводит к заметному уменьшению динамической вязкости. 6.2.6 Сразу после перемешивания определяют динамическую вяз-

кость эмульсии при заданной температуре и производят дисперсный ана-

лиз пробы под микроскопом. При этом замеряют диаметр максимальной

28

капли, основного числа капель (оценивают степень укрупнения эмульги-

рованной воды под воздействием деэмульгатора).

6.2.7Измерения вязкости на вискозиметре необходимо производить

всоответствии с руководством по эксплуатации.

6.2.8Испытания проводят для деэмульгаторов нескольких марок, в

том числе для деэмульгатора, применяемого в системе нефтесбора для обработки эмульсии, отобранной для проведения испытаний.

6.3 Обработка результатов

6.3.1 Результаты определения динамической вязкости эмульсий при различных градиентах скорости оформляют в виде таблицы Б.1 (Прило-

жение Б).

6.3.2 По полученным результатам строят графические зависимости динамической вязкости (или кратности снижения вязкости относительно исходной) от расхода деэмульгатора при одном значении градиента ско-

рости. (Приложение Б). По графикам определяют наименьшую дозировку деэмульгатора, при которой происходит максимальное снижение вязко-

сти.

6.3.3 Лучшим считается деэмульгатор, обеспечивающий максималь-

ную степень снижения вязкости при минимальных дозировках, увеличе-

ние выше которых ведет к несущественному снижению вязкости (на ри-

сунке обозначено стрелкой).

29

7 Требования безопасности

7.1 Нефть является природным жидким токсичным продуктом. Кон-

такт с нефтью вызывает сухость кожи, пигментацию или стойкую эрите-

му.

7.2 Острые отравления парами нефти вызывают повышение возбу-

димости центральной нервной системы, снижение кровяного давления и

обоняния.

7.3 Нефть содержит легкоиспаряющиеся вещества, опасные для здо-

ровья и жизни человека и для окружающей среды. Предельно-

допустимые концентрации нефтяных паров и опасных веществ нефти в воздухе рабочей зоны установлены в ГОСТ 12.1.005.

7.4 При отборе проб нефть относят к 3-му классу опасности (пре-

дельно-допустимая концентрация аэрозоля в воздухе рабочей зоны – не более 10 мг/м3), при хранении и лабораторных испытаниях – к 4-му клас-

су опасности (предельно-допустимая концентрация по легким углеводо-

родам в пересчете на углерод – не более 300 мг/м3). Нефть, содержащую сероводород массовой доли более 200 млн-1, считают сероводородсодер-

жащей и относят к 3 классу опасности. Предельно-допустимая концен-

трация сероводорода в смеси с углеводородами С1-С5 в воздухе рабочей

зоны – не более 3 мг/м3.

7.5 При отборе проб нефти, проведении испытаний необходимо со-

блюдать общие правила техники безопасности, инструкции по безопасно-

сти труда. При работе с нефтью необходимо применять индивидуальные средства защиты согласно типовым отраслевым нормам, утвержденным в установленном порядке.

7.6Работающие с нефтью должны знать правила безопасности труда

всоответствии с ГОСТ 12.0.004.

30