132. Гидравлический расчет газопроводов. Цели и задачи.
133. Подготовка нефти на промысле. Цели и задачи.
Цель: получение нефти, соответствующей заданным нормам по ряду показателей, предъявляемых к качеству товарной нефти. Из скважин извлекается смесь: нефть+вода+попутный газ+мех. примеси, перемещать по трубопроводам такую смесь нельзя. Наличие воды приводит к лишним затратам на перекачку, перекачка смеси ведет к большим потерям на преодоление сил трения, минерализованная вода вызывает ускоренную коррозию трубопроводов и резервуаров и т.д.
Во время подготовки нефть может проходить 3 основных технологических процесса: обезвоживание, обессоливание, стабилизация. Наиболее сложным является обезвоживание нефти. Трудность заключается в том, что нефть и вода склонны к образованию эмульсий обратного типа (т.е. вода в нефти) при этом, содержание воды может достигать 80-90%. Механизм разрушения эмульсий основан на процессах коагуляции (слипания) и коалисценции (слияния) глобул воды. Для проведения данных процессов применяют в основном тепловые и химические методы. Тепловой метод: жидкость подогревается в печах до температуры 35-70 С и отправляется в отстойники. В процессе нагрева снижается вязкость жидкости, а значит и силы внутреннего трения, увеличивается объем и снижается плотность, причем плотность нефти снижается значительнее плотности воды, а следовательно увеличивается разность плотностей воды и нефти и увеличивается гравитационный фактор. Большие глобулы воды начинают догонять маленькие, пробивают бронирующий слой и объединяются. Химические методы: предполагают разбить ПАВ или убрать их с поверхности глобул воды. Добавляют реагенты, которые усиливают сродство АСПВ к нефти или к воде, т.о. добиваясь их ухода или в нефть или в воду. Наиболее хорошие деэмульгаторы это ПАВ неионогенного типа (т.е. которые не диссациируют на ионы в воде). После чего более интенсивно будут идти процессы коагуляции и коалисценции. Также применяются такие методы как электродеэмульсация, центрифугирование, фильтрация или их совокупность. Обессоливание: обеспечивается добавлением в нефть пресной воды, которая забирает на себя часть солей. Также существуют установки по электрообессоливанию. Стабилизация: регулирует давление насыщенных паров. Если нефть не стабилизировать, она будет терять легкие УВ везде, где есть контакт с атмосферой. Стабилизация-это процесс отделения легких УВ(пропан-бутановая фракция), а также растворенных газов(сероводород,азот…). Для этого нагретую нефть прогоняют через сепаратор или проводят ректификацию нефти (процесс многократного испарения и конденсации УВ). Легкие фракции используются как сырье в нефтехимии и как топливо.
134. Характеристика нефтяных эмульсий.
Под нефтяными эмульсиями будем понимать мелкодисперсную механическую смесь нефти и воды(2 взаимно нерастворимые жидкости), образование которых может происходить в призабойной зоне скважины, в стволе скважины и в поверхностном оборудовании.
Дисперсные системы бывают 2х типов: 1)прямая-нефть в воде 2)обратная-вода (раздробленная фаза) в нефти (сплошная фаза)
Образование эмульсий происходит не в пластовых условиях, а в призабойной зоне или в скважине, причем интенсивность образования их в глубиннонасосных, компрессорных и фонтанных скважинах неодинакова.
Эмульсии характеризуются:
1.Дисперсностью (раздробленностью внутренней фазы) D=1/d, d-диаметр капелек. 2.Плотностью(р)-средневзвешенная величина рэм. =pн(1-B)+pвB, B-объемная доля воды в эмульсии. 3.Вязкостью. Вязкость эмульсии в сотни раз больше вязкости нефти, она изменяется в зависим-ти от градиента скорости, содержания воды в нефти, исходной температуры образования эмульсии, степени дисперсности, вязкости самой нефти. 4.Временем существования- характеризует эмульсию с точки зрения устойчивости к разрушению (любая эмульсия с различной скоростью разрушается). На устойчивость н.эмульсий влияют: 1)Дисперсность системы- чем выше дисп-ть, тем устойчивее эмульсия. 2)Физ.-хим. свойства эмульгаторов, образующие на поверхности капель адсорбционные защитные оболочки, препятствующие слиянию этих капель. В образовании оболочек принимают участие вещества с высокой поверхностной активностью( асфальтены, смолы, нафтены и т.д.). 3)Электрический заряд на поверхности частиц, образующийся в водной среде. Двойной электрический слой защищает частицы эмульсии от слипания подобно адсорбционным оболочкам. 4)Температура смешивающихся жидкостей. При повышении температуры устойчивость эмульсии понижается, т.к. механическая прочность оболочек снижается до нуля, происходит слияние капель и разрушение эмульсии. 5)Водородный фактор рН. С увеличением рН снижаются реологические свойства поверхностных слоев на границе нефть-вода, что влечет за собой расслоение эмульсии. Увеличение рН обычно достигается введением в эмульсию щелочи.
Старение (утолщение межфазного бронированного слоя) нефтяных эмульсий имеет большое значение, т.к. свежие эмульсии разрушаются легче и быстрее. Нефти, не содержащие эмульгаторов, и пластовые воды, не содержащие солей и кислот, не образуют устойчивых эмульсий.