Водонефтяные эмульсии. Основные типы водонефтяных эмульсий. Факторы влияющие на устойчивость эмульсий. Методы разрушения водонефтяных эмульсий.
Нефтяные эмульсии - это механическая смесь нефти и пластовой воды, нерастворимых друг в друге и находящихся в мелкодисперсном состоянии.
Эмульсии обратного типа (вода в нефти В/Н) – I группа. В ней содержание дисперсной фазы (воды) в дисперсионной среде (нефти) может колебаться от следов до 90 – 95 %.
Эмульсия прямого типа (нефть в воде Н/В) – II группа. Они образуются в процессах разрушения обратных эмульсий, при высоком содержании воды в продукции скважин и при деэмульсации нефти. Стойкие эмульсии прямого типа могут формироваться также в процессе паротеплового воздействия на пласт.
«Множественная эмульсия» – III группа. Это эмульсия в эмульсиях: вода-нефть-вода и т.д., либо – нефть-вода-нефть. Такие эмульсии характеризуются обычно повышенным содержанием различных механических примесей.
Факторы, определяющие устойчивость эмульсии
Средний диаметр частиц воды. Чем меньше диаметр, тем медленнее она будет оседать в массе нефти, тем устойчивее эмульсия, следовательно, для снижения устойчивости эмульсий необходимо создать условия для эффективной коалесценции.
Время жизни эмульсии. Чем больше проходит времени с момента образования эмульсии, тем толще сольватная оболочка вокруг капель воды, что препятствует коалесценции капель.
Гидродинамическое воздействие на поток нефти. Чем больше нефть подвергается таким воздействиям, тем устойчивее эмульсия. Например, число насосов, задвижек, длина и профиль трубопровода и т.д.
Физико-химические свойства нефти и состав эмульгированной воды. Имеется ввиду плотность, вязкость и состав эмульгаторов. Следует учитывать, что разность плотности воды и нефти возрастает с увеличением температуры, т.к. плотность нефти изменяется значительно сильнее, чем плотность воды.
Температура эмульсии. С повышением температуры изменяется состав и толщина сольватного слоя вокруг капель воды и за счет этого устойчивость эмульсий снижается.
Разрушение эмульсий заключается в превращении их из устойчивого мелкодисперсного состояния в кинетически неустойчивые, крупнодисперсные, расслаивающиеся системы.
Условная классификация способов деэмульгирования нефтей:
механические (фильтрация, центрифугирование, обработка акустическими и ультразвуковыми колебаниями и др.);
термические (подогрев с отстаиванием, промывка горячей водой);
электрические (обработка в электромагнитных полях);
химические (обработка реагентами-деэмульгаторами).
Реагенты-деэмульгаторы, применяемые для разрушения водонефтяных эмульсий. Классификация реагентов-деэмульгаторов. Подбор реагентов-деэмульгаторов.
Деэмульгатор — реагент, используемый для разрушения эмульсий.
Ионогенные деэмульгаторы в водных растворах диссоциируют на ионы. В зависимости от того, какие ионы (анионы или катионы) являются поверхностно-активными, ионогенные деэмульгаторы подразделяются на анионоактивные и катионоактивные.
Неионогенные вещества в водных растворах на ионы не распадаются. Их получают присоединением окиси этилена к органическим веществам с подвижным атомом водорода, т.е. содержащим карбоксильную, гидроксильную, сульфгидрильную, аминную или амидную группы.
Анионоактивные вещества в водных растворах диссоциируют на отрицательно заряженные ионы, в состав которых входит углеводородная часть молекулы, и на положительно заряженные ионы металла и водорода.
Катионоактивные вещества в водных растворах распадаются на положительно заряженный радикал и отрицательно заряженный ион кислоты. К ним относятся в основном азотистые основания: нечетвертичные или четвертичные. Катионоактивные вещества как деэмульгаторы применяют весьма ограниченно.