Презентация: Инициирование деэмульгирующих свойств реагентов физическими полями
Инициирование деэмульгирующих свойств реагентов физическими полями
к.т.н. Багиров О.Т., Келова И.Н.
АзНИПИнефть
В статье рассмотрены вопросы ресурсосбережения при операциях по подготовке нефти на промыслах. Проблема сокращения расходов деэмульгаторов является важнейшей экономической и экологической задачей позволяющей, наряду с экономией ресурсов, обеспечивать высокое качество подготавливаемой нефти. Незначительные затраты на инициирования процесса деэмульсации физическими полями, высокая технологичность проводимых операций и экологическая приемлемость позволяет рекомендовать для практических целей комбинированные методы обработки, позволяющие частично покрывать дефицит в дорогостоящих реагентах.Технологические операции по подготовке нефти к транспорту в настоящее время немыслимы без процесса деэмульсации нефтей химическими реагентами. В настоящее время промышленностью выпускаются различные деэмульгаторы, синтезированные из органических соединений. По характеру действия деэмульгаторы классифицируются на водо- и нефтерастворимые. С экологической точки зрения, применение водорастворимых деэмульгаторов ограничено ввиду того, что отделившаяся от эмульсии пластовая вода является носителем реагента, причем концентрация реагента-деэмульгатора в воде, как правило, превышает концентрацию этого реагента в общем объеме эмульсии. Относительно широко используются нефтерастворимые деэмульгаторы, а также реагенты с двойным характером действия. Эффективность применения того или иного вида реагента во многом определяется водосодержанием эмульсии, а устойчивость эмульсии помимо прочего, зависит от качественного состава нефтей. Ввиду этого технологический регламент, в части касающейся дозировки, водонефтяной системы реагентом часто не выдерживается и в зависимости от качественного состава нефти и количественного содержания компонентов углеводородной системы и воды, расход реагента изменяется.
Для стимулирования деэмульсирующих свойств реагентов, снижения их расхода и как следствие частичного покрытия дефицита в дорогостоящих реагентах ввозимых в республику, нами рассмотрена возможность использования комбинации реагента с физическими полями.
Возможность стимулирования свойств реагентов физическими полями позволяет также привлекать к процессу деэмульсации малоэффективные и в тоже время дешёвые и экологически приемлемые реагенты.
Синергетический подход к решению проблемы деэмульсации нефтей требует определения оптимальных условий и режимов проводимых процессов.
В качестве инициирующих процесс деэмульсации физических полей, нами рассмотрены магнитные поля различной напряженности, ультразвуковые волны в диапазоне частот 15-37кГц, виброполя с различными амлитудно-частотными характеристиками, лазерные лучи малой и средней интенсивности.
Экспериментальные исследования инициирующего влияния магнитных полей на процесс деэмульсации проводилось в следующей последовательности. Водонефтяные эмульсии дозировались различными добавками реагента, отбирались контрольные пробы и приготовленные растворы обрабатывались магнитным полем в узле омагничевания при расходных характеристиках потока соответствующих переходному режиму течения. Время обработки во всех исследованиях выдерживалась идентичной. После омагничевания водонефтереагентной смеси вновь изучалось время расслоения и глубина обезвоживания нефтей. Результаты исследования синергетического действия магнитных полей и реагента «Алкан» на процесс деэмульсации нефти из объекта эксплуатации «СальянОйла» при температуре 303 К представлены в таблице
Параметры
Напряжённость магнитного поля, эрстед
760
1240
Концентрация реагента, г/т
100
150
250
100
150
250
100
150
250
Количество остаточной воды после деэмульсации, %
28
16
7
19
12
0,5
14
3
0,2
Анализ результатов синергетического действия магнитных полей и химреагентов показывает, что эффективность такого вида воздействия во многом определяется составом нефти и начальным водосодержанием эмульсии, а операции по деэмульсации должны сопровождаться тщательным подбором к существующим условиям величины напряженности магнитного поля и концентрации реагента.
Экспериментальными исследованиями установлена возможность применения ультразвукового воздействия для стимулирования процесса деэмульсации нефтей хим. реагентами. Инициирующий эффект от ультразвукого воздействия связан с увеличением дисперсности системы и как следствие с повышение площади контактирующихся фаз.
С увеличением поверхности раздела в условиях генерирования ультразвуковых волн улучшаются условия доставки реагентами до границы раздела фаз, что способствует стимулированию процесса деэмульсации.
На рис. 1, 2 представлены результаты комбинированного воздействия с использованием различных реагентов.
/>
Рис.1
/>
Рис.2
Так например, в экспериментах 75%-ный эффект деэмульгирования по глубине обезвоживания реагентом дисольван достигается при дозировке 125 г/т. Этот же эффект при ультразвуковом воздействии может быть достигнут при добавке реагента в количестве 50 г/т. В этом случае сокращается расход реагента на 60%, что в условиях больших объёмов и дороговизны реагента составляет солидную сумму.
На рис.3 представлены результаты по оценке эффективности комбинированной деэмульсации в зависимости от частоты ультразвукового воздействия. Анализ исследований показывает, что мероприятия по комбинированной деэмульсации должны производиться с учётом особенностей деэмульгирующих систем при тщательном подборе для каждого конкретного случая оптимальных параметров дозировки и частоты воздействия.
В последнее время для интенсификации термогидродинамических процессов в практику нефтедобычи внедряются лазерные лучи. Использование лазерных лучей для целей деэмульсации нефтей показало высокую их перспективность. Здесь наряду с частотными особенностями этих лучей наблюдается эффект от локального нагрева, что также способствует снижению расхода деэмульгатора.
Экспериментально изучена возможность улучшения процесса деэмульсации нефтей на основе комбинирования хим.реагентов с волновым воздействием в режиме вибрации. Установлено, что на кинетику процесса комбинированной деэмульсации оказывают влияние параметра воздействия v амплитуда и частота вибрации. Стимулирования неравновесных волновых процессов в диапазоне малых добавок реагента, а также подбор оптимальных параметров комбинированной обработки применительно к конкретных нефтям, является важнейшим условием для достижения высокой результативности. Работы в этом направлении показывают, что с увеличением степени неравновесности, которая может быть оценена параметром Струхаля [1] эффективность процесса комбинированной деэмульсации увеличивается. Статистическая обработка результатов многочисленных исследований показало, что параметр частоты воздействия оказывает более существенное влияние на кинетику процесса разрушения эмульсий, чем амплитуда воздействия.
/>
Рис.3
На рис.4 представлены обобщённые результаты исследования проведенные в области частот вибрации 20-80 Гц и амплитуды колебаний 1,5-4 мм, при продолжительности воздействия на эмульсионные нефти 60-180 сек.
/>
Рис.4
Обобщенный параметр W характеризует амплитуду и частоту вибровоздействия приходящиеся в единицу времени на единицу площади. Анализ полученных результатов показывает, что за счёт правильного подбора режимных параметров комбинированного воздействия представляется возможным в несколько раз снизить время расслоения эмульсии.
Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать к широкому применению комбинированные методы обработки нефтей и классифицировать их как ресурсосберегающие технологии.
Список литературы
1. К.П.Алиев, О.Т.Багиров, Выбор параметров волнового воздействия для интенсификации процесса разрушения эмульсий нефтей, // Известия высших технических учебных заведений Азербайджана. — Баку: 2000, ¦ 6, с. 30-36.