Изучение процесса образования стойких промежуточных слоев при

разрушении водонефтяных эмульсий в системе подготовки

скважинной продукции нефтяных месторожденийВыполнил: Кронин А.М.Научные руководители:

к.т.н. Ламбин Д.Н.; д.ф.-м.н. Евдокимов И.Н.

Свойства промежуточного слоя: Повышенная

вязкость Повышенная

устойчивость

В 1978 году на Киенгопских головных сооружений ПО «Удмуртнефть» остановлен процесс подготовки нефти из-за большого скопления промежуточных слоев

При дестабилизации промысловых водонефтяных эмульсий образуются стойкие промежуточные слои

Промежуточный

слой

Нефть

Вода

НефтьПограничное

месторождение пласт Ю1Согласно ГОСТ Р 51858-2002 относится к особо легким

нефтям

Объект исследования: эмульсия на основе нефти и дистиллированной воды

Свойства ЗначениеПлотность (20°С), кг/м3 828,3Коэффициент объемного расширения (20–27 °С), 1/°С 0,0012Вязкость (20°С), мПа·с 2,94Показатель преломления (20°С) 1,464Коэффициент поверхностного натяжения (23 °С), мН/м 29,08Содержание асфальтенов, мг/г 1,32Парафинов, % вес. 2,59Смол,% вес. 3,82

СвойстваИзмеренные

Справочные

pH (23 °C) 6,5–7,0 7,0Коэффициент поверхностного натяжения (23 °C), мН/м

71,4 72,3

Коэффициент преломления (20 °C)

1,333 1,333

ВодаДистиллированная

Приготавливали эмульсию 50% об. сод.

воды, перемешивая «вручную»

с частотой 2-3 с-1

в течение 10 мин

Методика приготовления образцов для исследования

Фотографии дестабилизации образца в

статических условиях Темный слой

Прозрачный светлеющий обводненны

й слой

Определяли границы двух

слоевЦифрами указано

время отстаивания

образца

Начальная стадия процесса дестабилизации образца (28 сек отстаивания)

Изображена увеличенная

нижняя часть

образца

Начало формирования структуры двужидкостной пены

«Двужидкостные пены»

Двужидкостные пены состоят из:

Тонких пленок дисперсионной среды на нефтяной основе

Крупных глобул воды полиэдрической формы (дисперсная фаза)

Микроскопический анализ тонких пленок дисперсионной среды в двужидкостной пене

Материал тонких пленок двужидкостных пен представляет собой стабильную В/Н миниэмульсию с каплями воды

микронных размеров

Образование промежуточного слоя

Из разрушенной исходной эмульсии образуется двужидкостная пена (ДП)

После разрушения двужидкостной пены формируются «обрывки» ДП

«Обрывки» ДП всплывают и создают промежуточный слой

Эмульсия

Двужидкост-ная пена

«Обрывки» ДП

График зависимости относительной высоты прозрачного светлеющего обводненного слоя от времени

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Время, сек

h'в

Быстрая стадия

дестаби-лизации Медленная стадия

дестабилизации

hв′=hhв 0

–высота прозрачного светлеющего обводненного слоя – высота слоя исходной воды до эмульгирования

110 сек

Быстрая и медленная стадия дестабилизации образца

Медленная стадия(фото136-1036) Продолжается

процесс разрушения двужидкостной пены

Формируется промежуточный слой из материала «обрывков» ДП

За 1318 секунд выделилось всего лишь 10% воды

Быстрая стадия(фото 46-108) Доминирующий

процесс – разрушение исходной эмульсии

Вторичный процесс – разрушение двужидкостной пены

За 110 секунд выделилось 78% воды Промежуточный слой

содержит 12 % первоначальной воды в

стабильной миниэмульсии

Новые результаты Принято считатьПродуктами дестабилизациями -вода, нефть и «обрывки» ДП. Промежуточный слой образуется вследствие всплывания «обрывков» ДП (В/Н миниэмульсии)

Продукты дестабилизации – вода и нефть. Промежуточный слой образуются вследствие оседаниякрупных капель воды из нефтяной фазы в водную и увлечения тонких пленок нефти

Материал промежуточного слоя первоначально формируется по всему объему обводненного слоя разрушающейся эмульсии

Материал промежуточного слоя образуется только на границе раздела воды и нефти

В связи с продолжительным периодом контакта «обрывков» материала промежуточного слоя с водной фазой, рекомендовано расширенное использование водорастворимых ПАВ при первичном отстаивании эмульсии

Для разрушения промежуточного слоя не предполагается преимущественное использование водорастворимых ПАВ.Рекомендуется выводить промежуточные слои и обрабатывать их во вторичных процессах

Выводы

Экономическая часть и безопасность и экологичность проекта

В экономической части проекта был произведен анализ двух инвестиционных проектов модельного месторождения с разной системой подготовки нефти

В части «безопасность и экологичность» проекта был произведен анализ труда лаборанта, а также был произведен расчет естественного освещения лаборатории

Спасибо за внимание!

Анализ экономической эффективности двух модельных систем сбора и подготовки

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

Дегидратор

Отстойник

Время, год

NPV,

млн

руб

Модель включает в себя:

МодельОтстойни

к ЭлектродегидраторNPV, млн р 18524 17258ИД 3,585 3,614IRR 0,5145 0,514Тв, год 2 2

Расчет естественного освещения исследовательской лаборатории

График для определения площади оконных проемов (СП 23-102-2003 Естественное освещение жилых и общественных

зданий):

 

 

Фактическая величина площади световых проемов больше полученной нормативной величины: окна построены в соответствии с нормами строительства

Схема установки для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

К – компрессор, Б – буфер, Кр – кран, Д – датчик, С – стакан с исследуемой жидкостью.

Схема сталагмометра