
Крюковского месторождения
.pdf14
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/т |
- |
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 »