Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Крюковского месторождения

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
15.08.2024
Размер:
10.53 Mб
Скачать

14

эмульгатор гидрофильное вещество – получается прямая эмульсия: Н/В; если эмульгатор гидрофобное вещество – получается обратная эмульсия: В/Н, вне зависимости от класса эмульгатора [6].

Несомненно, что после диспергирования сравнимых между собой объемов нефти и воды в первый момент существуют капли и воды и нефти. Затем капли одного типа, менее устойчивые, коалесцируют, образуя дисперсионную среду, а более устойчивые выживают и становятся дисперсной фазой. Устойчивость обеспечивается в том случае, если защитный барьер расположен вне капли, в дисперсионной среде, а не внутри капли.

При смене типа эмульгатора, например в результате добавления электролита, может произойти обращение фаз эмульсии.

Таким образом, если управлять прочностью адсорбционных слоев, изменяя рН, концентрацию ионов, вводя ПАВ и т.д., то можно, следовательно, воздействовать и на устойчивость дисперсной системы.

Интересно отметить, что сравнительные исследования эмульгаторов промысловых водонефтяных эмульсий показали, что:

Øдаже близкие по характеристикам нефти могут значительно отличаться по составу эмульгаторов;

Øэмульсионные пробы нефтей, отобранные в разное время и из различных точек системы сбора одного и того же месторождения могут значительно отличаться по устойчивости и составу эмульгаторов.

Электрический заряд на поверхности частицы. В водной среде вокруг глобул создается двойной электрический слой, который подобно адсорбционным оболочкам, защищает частицы дисперсной фазы от слипания (рис.1.4).

Консорциум « Н е д р а »

15

Рисунок 1.4 – Двойной электрический слой на глобулах нефти в водной среде

Частицы дисперсной фазы одинакового состава заряжены одноименно и поэтому они электростатически должны отталкиваться.

Температура. При повышении температуры вязкость системы снижается Т®n¯ и, согласно формуле (1), КУ¯ (D¯).

Объяснить это можно тем, что при повышении температуры в менее вязкой среде возрастает подвижность частиц дисперсной фазы (броуновское движение), это приводит к увеличению частоты столкновений. Одновременно при повышении температуры уменьшается механическая прочность адсорбционных (защитных, бронирующих) оболочек.

Поэтому увеличение частоты столкновений, при возрастающей их эффективности, приводит к ускорению коалесценции капель и снижению агрегативной устойчивости [7].

Минерализация и рН эмульгированной воды. Минерализация и солевой состав водной фазы, несомненно, влияют на устойчивость и тип нефтяных эмульсий.

Однако нужно отметить две особенности:

1. Это влияние косвенное, через образование химических соединений с полярными компонентами нефти.

Например, нафтеновые кислоты нефтей, обладающие высокими поверхностноактивными свойствами, могут

взаимодействовать с ионами , , , 3+ и , находящимися в пластовых водах. При этом нафтенаты К и Na

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»

16

способствуют образованию эмульсий типа Н/В, так как хорошо растворимы в воде, и снижают устойчивость эмульсий типа В/Н, стабилизированной САВ. Mg-, Fe- и Al – соли нафтеновых кислот, в отличие от Na и К солей, обладают большей растворимостью в нефтяной фазе и сами по себе способны стабилизировать эмульсию обратного типа В/Н. Но в сочетании со смолисто-асфальтеновым природным эмульгатором ослабляют его действие, вероятно, за счет снижения сил межмолекулярного взаимодействия молекул смолисто-асфальтеновых веществ между собой.

2. Характер влияние зависит от углеводородного состава нефтей и состояния асфальтенов в объеме нефти.

Для многих нефтей повышение минерализации ведет к увеличению устойчивости эмульсии.

Влияние рН. Обобщение данных показывает, что при кислой и нейтральной реакциях воды (рН£7) адсорбционные слои на глобулах воды жесткие, твердообразные и, соответственно, устойчивые эмульсии типа В/Н, в щелочной среде

(рН>7) формируются жидкообразные пленки, т.е. устойчивость эмульсии снижается.

При дальнейшем увеличении рН (до сильнощелочной среды) наблюдается резкое снижение межфазного натяжения s и образование эмульсии прямого типа (Н/В).

При изменении рН водной фазы возможно выпадение солей, в частности и , которые сами могут

являться стабилизаторами (эмульгаторами) эмульсий прямого или обратного типа.

Таким образом, рН эмульгированной воды влияет на реологические свойства бронирующих оболочек: чем выше рН, тем ниже устойчивость.

Другие факторы.

Наиболее стойкие эмульсии образуют высоковязкие нефти: повышенная вязкость дисперсионной среды препятствует столкновению глобул воды и их укрупнению [8].

Консорциум « Н е д р а »

17

Абсолютная величина обводненности. Нефть с относительно небольшим содержанием воды образует более стойкие эмульсии. С увеличением содержания воды стойкость эмульсий снижается.

Присутствие газовой фазы: с ростом объемной доли газовой фазы эмульгирование увеличивается лишь до определенных ее значений (газ способствует дроблению капель воды, перемешиванию). Дальнейшее возрастание доли газа в потоке уменьшает эмульгирование. Вероятно, существует связь со структурным режимом потока.

Маловязкие, малосмолистые, низкокислотные, легкие нефти при движении с нейтральными пластовыми водами образуют нестойкую эмульсию, время существования которой равно времени движения эмульсии в трубопроводе.

Турбулентность потока - важнейший фактор, влияющий на образование и разрушение эмульсий.

1.2 Возможность использования для повышения эффективности процессов подготовки нефти

Определение дисперсности эмульсий является важным при подготовке нефти до товарных кондиций, в зависимости от величины дисперсности эффективность применяемых методов различна.

Теоритически, зная точную дисперсность эмульсий можно подобрать наилучший метод для подготовки нефти.

Однако если переходить к практике, состав поступаемой продукции различен, и унифицирован для всех величин дисперсности, чтобы на выходе при различных входных параметрах получать товарную нефть. Строить разные технологические цепочки на одной установке не имеет экономическо смысла.

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»

18

2. ПРОРАБОТКА НА ТЕМУ: Анализ патентных решений по способам установления дисперсности водонефтяных эмульсий

2.1 Цели и задачи патентного обзора Цель – провести анализ существующих способов установления дисперсности водонефтяных эмульсий. Найти

положительные и отрицательные стороны, сделать вывод Глубина поиска 30 лет Использованная база данных:

ФИПС Ключевые слова:

Нейтрализатор, дисперсность водонефтяных эмульсий Количество патентных документов найденных по ключевым словам: 75. 2.2 Краткое описание патента Выбор патентов осуществлялся по типу технического решения

3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ И ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ. 3.1 Физико-химические свойства нефти, газа и воды Физико-химические свойства нефти и растворенного газа продуктивных пластов Крюковского месторождения

изучены по данным исследований глубинных и поверхностных проб, выполненных ЦНИЛом ПО «Куйбышевнефть»,

ООО НПФ «Нефтетехпроект», ОАО «Гипровостокнефть», ООО «Сиам Мастер».

Лабораторный анализ пластовых проб проведен методом дифференциального дегазирования [9].

Консорциум « Н е д р а »

19

Компонентный состав растворенного в нефти газа определен методом газовой хроматографии.

Свойства пластовой нефти Крюковского месторождения представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Свойства пластовой нефти Крюковского месторождения

Параметр

Численные значения

Диапазон значений

Принятые значения

 

1

2

3

Пластовое давление, МПа

19,63-20,5

20,5

Пластовая температура, 0С

43,4-46,48

45

Давление насыщения, МПа

5,45-5,91

5,72

Газосодержание, м3

-

102,0

Газовый фактор при дифференциальном разгазировании в рабочих условиях, м3/т:

-

-

Р1= МПа; t1= 0С

 

 

Р2= МПа; t2= 0С

 

 

Р3= МПа; t3= 0С

 

 

Р4= МПа; t4= 0С

 

 

Плотность в условиях пласта, кг/м3

721,5-739,2

731

Вязкость в условиях пласта, мПа∙с

0,68-0,7545

0,73

Коэффициент объемной упругости, 1/МПа∙10-4

-

-

Плотность нефтяного газа, кг/м3, при 20 0С:

-

-

- при однократном (стандартном) разгазировании

-

-

- при дифференциальном (ступенчатом) разгазировании

 

 

 

 

 

Плотность дегазированной нефти, кг/м3, при 20 0С:

786,1-788,0

787

- при однократном (стандартном) разгазировании

-

796

- при дифференциальном (ступенчатом) разгазировании

 

 

 

 

 

По результатам исследований и расчетов плотность пластовой нефти 0,731 г/см3, давление насыщения нефти газом при пластовой температуре 5,72 МПа, газосодержание при однократном разгазировании нефти 84,97 м3/т, динамическая

вязкость пластовой нефти 0,73 мПа∙с [10].

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»

20

Физико-химическая характеристика дегазированной нефти Крюковского месторождения представлена в таблице

3.2.

Таблица 3.2 - Физико-химическая характеристика дегазированной нефти Крюковского месторождения

Параметр

Число исследованных

Диапазон значений

Среднее

скважин

проб

значение

 

 

1

2

3

4

5

Плотность при 20 0С, кг/м3

1

5

786,1-788,0

787

Вязкость, мПа∙с:

 

 

 

 

при 20 0С

1

5

1,73-4,37

2,41

при 50 0С

 

 

 

 

Молярная масса, г/моль

1

5

-

-

Температура застывания, 0С

1

5

-12-(-22)

-15

Массовое содержание, %:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

серы

1

5

0,49-1,02

0,75

смол силикагелевых

1

5

1,1-2,65

1,68

асфальтенов

1

5

0,11-0,14

0,13

парафинов

1

5

2,48-5,2

3,71

воды

1

5

0,15-41,27

10,9

механических примесей

 

 

-

-

Содержание микрокомпонентов, г/т:

 

 

 

 

ванадий

 

 

-

-

никель

 

 

-

-

Температура плавления парафина, 0С

1

5

51-69

60

Температура начала кипения, 0С

1

5

36-60

47

Фракционный состав (объемное содержание выкипающих), %:

 

 

 

 

до 100 0С

1

5

9-17

13

до 150 0С

1

5

26-36

30

до 200 0С

1

5

41-50

44

до 250 0С

1

5

54-60

56

до 300 0С

1

5

64-70

67

Шифр технологической классификации

 

 

 

 

Консорциум « Н е д р а »