Нефтяные эмульсии

Продукция скважин представляет собой смесь газа, нефти и воды. Вода и нефть при перемешивании образуют механическую смесь водо- нефтяную эмульсию, причем количественное соотношение воды и нефти в процессе разработки месторождения может меняться в широких пределах.

Эмульсия - это смесь дисперсных частиц, которые образуются под влиянием затраченной энергии. Большинство исследователей считает, что в пластовых условиях диспергирование газо-водо-нефтяных систем исключается. Глубинные пробы жидкости, отобранные у забоя скважины, как правило состоят из безводной нефти и воды.

При подъеме нефти и понижении давления газ выделяется с такой энергией, что ее уже достаточно для диспергирования капель пластовой воды. Но наиболее устойчивые нефтяные эмульсии образуются при механическом способе, компрессорном способе добычи нефти, когда в качестве рабочего агента применяется воздух

Эмульсией называется такая система двух взаимно нерастворимых жидкостей (или не вполне растворимых), в которых одна содержится в другой во взвешенном состоянии в виде огромного количества микроскопических капель (глобул) исчисляемых триллионами на

Нефтяные эмульсии характеризуются следующими свойствами:

1. Дисперсность - т.е. степень раздробленности.

Дисперсионность является основной характеристикой эмульсии и характеризуется тремя величинами (параметрами):

1. d_к - диаметр капли

2. 1/d_к - обратная величина диаметру капли (дисперсность)

3. S_уд - удельная межфазная поверхность

2. Вязкость эмульсии – не аддитивное свойство.

μ_э ≠ μ_н + μ_в (2.5)

где μ_н - абсолютная вязкость нефти;

μ_в - абсолютная вязкость воды.

, (2.6)

а измеряемая вязкость μ* называется кажущейся.

d_к может быть самым разнообразным и колебаться в пределах от 0,1 до 100мк (микрон) 10^-5–10^-2 см.

Эмульсии могут быть:

1. монодисперсные, состоящие из d_к одинакового диаметра,

2. полидисперсные, микрогетерогенные системы, видны в микроскоп,

3. коллоидные, ультрамикрогетерогенные системы.

Для оценки вязкости используются различные эмпирические формулы:

(2.7)

(2.8)

где μ_э - вязкость эмульсии;

μ - внешняя вязкость;

ε - отношение объема диспергированного вещества к общему объему.

3. Плотность эмульсии - функция почти аддитивная и потому определяется относительно легко (на основании структурно молекулярной особенности молекул).

(2.9)

где g - содержание Н₂О и растворимых солей в эмульсии, %:

(2.10)

где g_o - содержание чистой воды,%;

X - содержание растворимых солей в воде, %.

4. Электрические свойства эмульсии. И нефть и вода, хорошие диэлектрики, (φ - удельная электропроводность). Дана в таблицах. Электропроводность нефтяных эмульсий обусловлена не только количественным содержанием Н₂О, нефти дисперсностью и количественным содержанием кислот и солей.

5. Устойчивость - способность в течении некоторого времени не разрушаться и не разделятся на нефть и воду.