Сорочинско-Никольского месторождения

9

Рис.1.1.

Центрифуги обладают очень большими недостатками: они имеют цилиндрический барабан и, разделяемая жидкость поступает в него с одного конца, а разделенные компоненты выходят с другого конца барабана, т.е.

перемещение жидкости идет вдоль оси центрифуги с очень небольшой скоростью, а присутствующие в жидкости механические примеси, как материал, имеющий большую плотность, прижимаются к стенкам барабана центрифуги

иеще больше замедляют движение жидкости вдоль оси центрифуги. Поток жидкости при такой малой скорости неспособен смыть и унести с собой механические примеси. По этим причинам применяемые центрифуги имеют очень низкую производитльность и большую энергоемкость.

Число оборотов центрифуги имеет огромное значение. При малой скорости будет недостаточна центробежная сила

ицентрифуга не выполнит своего назначения. При слишком большой скорости вращения стенки барабана могут не выдержать разрывающих усилий и произойдет авария. При эксплуатации центрифуг нужно иметь в виду, что в начальной стадии, когда барабан развивает вращение, осадок неравномерно распределяется по поверхности барабана. В

результате барабан начинает «бить», что крайне вредно отражается на прочности станины. Для смягчения толчков и ударов центрифугам придаются резиновые амортизаторы. По этим же соображениям на центрифугах устанавливают тормоз, позволяющий после выключения электромотора плавно и сравнительно быстро остановить барабан. Также важно, чтобы при изготовлении центрифуги барабан был тщательно сбалансирован (центр тяжести барабана и вала должен совпадать с осью вращения. Пусковой период для двигателя представляет наибольшую трудность, поскольку ему приходится преодолевать инерцию барабана, инерцию находящейся в нем жидкости и трение барабана о воздух. В

Консорциум « Н е д р а »

10

связи с этим мощность центрифуги всегда рассчитывают на пусковой период. Рабочая мощность обычно в 2-3 раза меньше пусковой.[7]

На работу центрифуг существенно влияет вязкость жидкой фазы. С увеличением этого параметра производительность центрифуги уменьшается. Поэтому в некоторых случаях (когда это допустимо) для уменьшения вязкости жидкости прибегают к ее нагреву.

Предлагаемый способ промысловой подготовки нефти решает большинство актуальнейших задач, стоящих перед добывающей нефтяной промышленностью.

Для размещения оборудования предлагаемого способа не нужно много места, оно очень компактно и его легко монтировать и обслуживать.

Центрифуги могут иметь практически любую производительность, их очень легко можно будет автоматизировать.

Термическое воздействие на водонефтяные эмульсии заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию,

перед отстаиванием нагревают до температуры 45-80 0С. При нагревании уменьшается прочность слоев эмульгатора на поверхности капель, что облегчает их слияние. Кроме того, уменьшается вязкость нефти и увеличивается разница плотностей воды и нефти, что способствует быстрому разделению эмульсии. Подогрев осуществляют в резервуарах,

теплообменниках и трубчатых печах.

Разложение эмульсий электрическим методами, ввиду сравнительной простоты необходимых для этой цели установок, применимости для большинства эмульсий и достаточной надежности в работе, получило широкое распространение.

Консорциум « Н е д р а »

В обоих случаях используют электрическое поле высокой напряженности. Под действием электрического поля взвешенные частицы воды сливаются в более крупные, которые под действием силы тяжести осаждаются вниз.

Отстоявшаяся вода с растворенными в ней солями выводится из нижней части электородегидратора, обезвоженная нефть - из верхней части. Для достижения минимального содержания солей нефть промывают на ЭЛОУ, состоящих из

2-3 последовательно соединенных ступеней электродегидраторов.

Основными технологическим параметрами процесса являются: температура, давление, удельная производительность дегидраторов, расход диэмульгатора, расход промывной воды и степень ее смешения с нефтью,

напряженность электрического поля. Применяемый на ЭЛОУ подогрев нефти позволяет уменьшить ее вязкость, что существенно повышает подвижность капелек воды в нефтянойсреде и ускоряет их коалесценцию. Вместе с тем подогрев нефти на ЭЛОУ сопряжен с серьезными недостатками. С повышением температуры сильно увеличивается электропроводность нефти и, соответственно, повышается расход электроэнергии, значительно усложняются условия работы проходных и подвесных изоляторов. Поэтому подогрев разных нефтей на ЭЛОУ проводят в интервале температур 60-1500С, выбирая для каждой нефти оптимальное значение, обеспечивающее минимальные затраты на ее обессоливание.

Внутритрубную деэмульсацию проводят посредством добавления в эмульсию химического реагента-деэмульгатора.

Это позволяет разрушать эмульсию в трубопроводе, что снижает ее вязкость и уменьшает гидравлические потери.

Консорциум « Н е д р а »

12

Для каждого состава нефти подбирают свой наиболее эффективный деэмульгатор, предварительно оценив результаты отделения пластовой воды в лабораторных условиях.[8]

Любое органическое вещество, обладающее моющими свойствами, может с той или иной эффективностью использоваться в качестве деэмульгатора. Высокоэффективные деэмульгаторы, применяемые на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах для обезвоживания и обессоливания нефти, содержат смесь ПАВ различных структур

имодификаций. Теории, объясняющие механизм действия деэмульгаторов, разделяют на две группы:

-физическая, предполагающая протекание физической адсорбции молекул деэмульгатора на коллоидных частицах,

разрыхляющее и модифицирующее действие деэмульгаторов на межфазный слой, которое способствует вытеснению и миграции молекул (частиц) стабилизатора в ту или иную фазу;

- химическая, основанная на предположении о преобладающей роли хемосорбции молекул деэмульгатора на компонентах защитного слоя с образованием прочных химических связей, в результате чего природные стабилизаторы нефти теряют способность эмульгировать воду.

Согласно общепринятой в настоящее время теории, разработанной под руководством академика П.А. Ребиндера,

при введении ПАВ в нефтяную эмульсию на границе раздела "нефть - вода" протекают следующие процессы. ПАВ,

обладая большей поверхностной активностью, вытесняет природные стабилизаторы с поверхности раздела фаз,

адсорбируясь на коллоидных или грубодисперсных частицах природных стабилизаторов нефтяных эмульсий. Молекулы деэмульгаторов изменяют смачиваемость, что способствует переходу этих частиц с границы раздела в объем водной или нефтяной фаз. В результате происходит коалесценция.

Консорциум « Н е д р а »

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

Консорциум « Н е д р а »

13

Таким образом, процесс разрушения нефтяных эмульсий является в большей степени физическим, чем химическим

изависит от:

-компонентного состава и свойства защитных слоев природных стабилизаторов;

-типа, коллоидно-химических свойств и удельного расхода применяемого деэмульгатора;

-температуры, интенсивности и времени перемещения нефтяной эмульсии с деэмульгатором.

Технологический эффект применения деэмульгатора заключается в обеспечении быстрого и полного отделения пластовой воды при его минимальном расходе.

Как правило, подбор высокоэффективного, оптимального для конкретной водонефтяной эмульсии деэмульгатора осуществляют эмпирически. Это обусловлено тем, что в зависимости от технологии добычи и подготовки нефти, ее химического состава, физико-химических свойств и обводненности, минерализации пластовой воды, наличия в ней механических примесей и других факторов к деэмульгатору предъявляются специфические требования.

На нефтегазодобывающих предприятиях нашел также применение метод предотвращения образования стойких эмульсий (метод искусственного увеличения обводненности нефти). Сущность метода заключается в возврате на прием насоса некоторой части добываемой воды, расслоившейся в отстойной расширительной камере или в поле центробежных сил. Избыток водной фазы, образовавшейся в насосе, приводит к переходу водонефтяной смеси из одной структуры потока в другую. Вязкость образовавшейся прямой эмульсии в десятки и сотни раз меньше вязкости обратных эмульсий. В соответствии с этим резко снижается и стойкость прямых эмульсий, что создает благоприятные условия для отделения водной фазы и возвращения некоторого ее объема на прием насоса. Подачу оборотной воды на

Консорциум « Н е д р а »

14

прием насоса можно осуществить самоподливом в затрубное пространство скважины, без применения дополнительных перекачивающих органов.

Метод самоподлива предполагает потерю производительности установки за счет рециркулируемой части водной фазы. Однако многократное снижение вязкости нефти в колонне труб позволяет существенно увеличить коэффициент подачи установок, что не только компенсирует потерю, но и в ряде случаев повышает производительность насосов.

Заключение Наличие значительного количества и разнообразия методов разрушения эмульсий крайне осложняет и затрудняет

выявление наиболее рациональных из них. Между тем, нашей задачей является выбор и применение такого метода,

который был бы наиболее рациональным. С целью облегчения этой задачи при описаниях различных методов,

приведенных выше, дается оценка положительных и отрицательных особенностей каждого из них. Рациональность методов определяется следующим основными показателями качественности их: эффективность, возможность полного отделения воды, максимальная простота метода и оборудования, экономичность процесса.

Современные деэмульгаторы»

Деэмульгатор - реагент, используемый для разрушения эмульсий, которые образованы из взаимно нерастворимых

(мало растворимых) веществ, одно из которых раздробленно в другом в виде мелких капелек (глобул).

На сегодняшний день изобретено много различных деэмульгаторов, различающихся своим составом,

эффективностью действия и другими параметрами.

В патентном обзоре рассмотрены следующие деэмульгаторы:

Консорциум « Н е д р а »

15

Патент [25] описывает деэмульгаторы в растворяющих основаниях для отделения эмульсий и способы их применения.

Также настоящее изобретение относится к способам разрушения эмульсий масла и воды. Техническим результатом настоящего изобретения является получение растворяющих оснований для применения в деэмульгирующих композициях, которые будут обладать меньшей токсичностью и будут более экологически безопасными.

Область техники Данное изобретение в общем относится к деэмульгаторам типа вода в масле и масло в воде и их соответствующим

растворяющим основаниям, содержащим деэмульгирующую композицию, обладающую низкой токсичностью, и

которые являются безопасными для окружающей среды для применения в распадающихся эмульсиях в неочищенной нефти. Более конкретно, данное изобретение относится к композициям, содержащим анионное поверхностно-активное вещество и неионное поверхностно-активное вещество в растворяющих основаниях, содержащих смеси эфиров двухосновных кислот.

Преимущества: повышенная эффективность реагента при меньших концентрациях по сравнению с другими деэмульгаторами.

Недостатки: не выявлены.

Патент [26] описывает состав для обезвоживания и обессоливания нефти.

Состав для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий ие иоиогенный деэмульгатор типа блок сополимеров окисей алкиленов и растворитель , отличающийся тем, что, с целью повыщения деэмульгирующей способности состава, в качестве растворителя он содержит, легкую пиролиную СМОЛУ - отход производства этилена,,

Консорциум « Н е д р а »

16

содержащую фракцию ароматических углеводородов и остатки производства бутанола оксосинтезом. содержащие алифа тические спирты их эфиры.

Преимущества: фактическими испытаниями превосходство данного реагента не выявлено. Простой состав, дешевое производство.

Недостатки: Обладает не высокой эффективностью.

Патент [27] описывает деэмульгаторы нефтяных эмульсий.

Изобретение касается применения известных непредельных тиодиэфиров (I) общей формулы R - СВ2(ОН)-СНг18,

где а) R, - Н; R2 - CH2-O-CH2-CH CH2i б) R, - CH2, R2 - CH2-CH-CH2 B) R,,R2 CH2-CH CH2, которые могут быть использованы в нефтяной промышленности в качестве деэмульгаторов нефтяных эмульсий(ЦНЭ). Для определения деэмульгирующей способности (ДС) i в эмульсию - -добавляют соединения. (1а-1в) в виде 1%-ного метанольного раствора. Пробы помещают на отстой в водяную баню при 60°С на 4 ч. Каждые 15, 30,.60, 120, 180 и 240 мин замеряют в отстойниках. количество отделившейся воды, а в исходной эмульсии определяют процентное содержание остаточной воды. ДНЭ 1 в дозировке 250 мг/л проявляют ту же ДС, что известный ДНЭ - полиэти- ленполиамино-Ы-метилен-в-

оксихинолин в дозировке 500 мг/л.

Преимущества: фактическими испытаниями превосходство данного реагента не выявлено.

Недостатки: широко распрастранен.

Патент [29] описывает деэмульгатор.

Изобретение относится к области деэмульсации нефти (обезвоживание, обессоливание и очистка от механических примесей), а также к новым составам деэмульгаторов для разрушения стойких нефтяных эмульсий. Дэмульгатор,

Консорциум « Н е д р а »

17

содержащий неиногенное поверхностно-активное вещество - Лапрол марки 3603, нафтенат натрия, полученный при щелочной очистке светлых нефтепродуктов и воды, дополнительно содержит нанокомпозиты, изготовленные на основе наноразмерных (50-200 нм) стабильных кластеров алюминия или стабильных кластеров наноразмерного оксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Лапрол 3603 - 28-30; нафтенат натрия, полученный при щелочной очистке светлых нефтепродуктов, - 58-61; наноразмерные (50-200 нм) стабильные кластеры алюминия или стабильные кластеры наноразмерного оксида - 0,001-0,002; вода - остальное. Технический результат - разработка деэмульгатора с высоким деэмульгирующим действием, экономически выгодного, и расширение ассортимента.

Изобретение относится к области деэмульсации нефти (обезвоживанию, обессоливанию и очистке от механических примесей) с использованием деэмульгаторов, а также к новому составу деэмульгатора для разрушения стойких нефтяных эмульсий.

Известны различные составы деэмульгаторов для разрушения нефтяных эмульсий посредством деэмульгаторов [1-

3].

Известен состав деэмульгатора для очистки нефти от воды и солей [4], содержащий неионогенное поверхностно-

активное вещество - ОП-10, нафтенаты натрия и воду, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Преимущества: повышенное деэмульгирующее воздействие, простой состав, невысокая стоимость.

Недостатки: не выявлены.

Консорциум « Н е д р а »