ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ ПУТЕМ ПОДБОРА НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ РЕАГЕНТОВ С УЧЕТОМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ТЕЧЕНИЯ

OPTIMIZATION OF OIL PREPARATION PROCESS BY SELECTING OIL FIELD REAGENTS TAKING INTO ACCOUNT THE HYDRODYNAMIC FLOW REGIME

Irina Kovaleva

post-graduate student of Physics and Technical Institute, Tyumen State University,

Russia, Tyumen

Lyudmila Semikhina

doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor of Physics and Technic Institute, Tyumen State University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В последнее время все более актуальной проблемой становится повышение эффективности подготовки углеводородного сырья. В связи с этим, встает, в частности, вопрос подбора высокоэффективных нефте­промысловых реагентов. В данной работе рассмотрена оптимизация процесса обезвоживания нефти с учетом адекватного подбора нефтепромысловых реагентов и способ их ввода на примере Майского месторождения и двух наиболее известных высокоэффективных про­мышленных реагентов, предназначенных для разрушения водонефтяной эмульсии.

Ключевые слова: деэмульгатор, водонефтяная эмульсия (ВНЭ), гидродинамический режим течения нефти.

Keywords: demulsifier, water-oil emulsion, hydrodynamic flow regime.

В настоящее время в связи с растущим мировым спросом на нефтепродукты и истощением ранее разведанных нефтяных место­рождений России становятся все более востребована эксплуатация трудноизвлекаемых ресурсов. Серьезной проблемой становится выбор эффективных технологических режимов процессов извлечения, транс­портировки и переработки нефти, а также подбор соответсвующих нефтепромысловых реагентов и оптимальных способов их использования.

Однако анализ существующей литературы [1, с. 28; 2, с. 181], показал, что практически отсутствуют данные, указывающие на эффективность деэмульгирующей способности реагента в зависимости от интенсивности и длительности перемешивания его со всем объемом исследованной водонефтяной эмульсией.

Полагают, что максимальная ее дестабилизация наблюдается при наиболее интенсивном и длительном контакте. По этой причине, ряд исследователей предлагают дозировать деэмульгатор как можно раньше, например, непосредственно в добывающие скважины на прием погружных насосных установок.

В данной работе представлено исследование процесса обезвожи­вания нефти в зависимости от интенсивности и длительности переме­шивания нефтепромысловых реагентов – деэмульгаторов на примере водонефтяных эмульсий из нефти Майского месторождения, ХМАО (µ₂₅=46,3мПа·сек) и двух промышленно производимых деэмульгаторов - Рекод 118-М и ДИН-2Е, представляющих собой композиционные составы на основе ПАВ, растворенных в органическом растворителе. Эффективность реагентов оценивалась методом бутылочного теста («bottle test»). Исследованные деэмульгаторы с дозировкой 20 г/т вводились в ВНЭ, при этом интенсивность их перемешивания варьировали путем изменения числа встряхиваний после их ввода.

По результатам проведенного исследования выяснилось, что при данной дозировке эффективность деэмульгатора Рекод 118-М сущест­венно выше чем у деэмульгатора ДИН-2Е – рисунок 1. При этом обнаружено, что низкая эффективность деэмульгатора ДИН-2Е приводит к возникновению высокостабильных промежуточных слоев, что подтверждают данные с месторождения, на котором он и используется.

Рисунок 1. Фото ВНЭ Майского месторождения при Т= 50^оС спустя 1 час после ввода деэмульгаторов ДИН-2Е (1-2) и Рекод 118(3), интенсивность перемешивания 10 раз (1, 3) и 5 раз (2)

Сопоставление кинетик разрушения водонефтяной эмульсии из нефти Майского месторождения после ввода 20 г/т нефти деэмульгаторов Рекод-118 и ДИН-2Е в зависимости от гидродинамического фактора, представлено на рисунки 2 и 3. Полученные данные подтверждают более низкую эффективность ДИН-2Е и указывают на его недостаток – по мере повышения интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией наблюдается резкое снижение его эффективности.

Результат исследования указывает на очень слабое межмолекуляр­ное взаимодействие между компонентами, составляющими деэмульгатор. По этой причине, вследствие интенсивного перемешивания частицы из его компонентов распадаются на его составляющие. В итоге компоненты деэмульгатора работают независимо друг от друга, явление синергизма, приводящие к усилению межмолекулярных связей почти отсутствует.

В ходе экспериментов также установлено, что тот же самый эффект наблюдается и у реагента Рекод-118, но в меньшей степени.

Рисунок 2. Кинетика разрушения ВНЭ при Т= 50^оС после ввода деэмульгатора ДИН-2Е при различной интенсивности встряхивания пробирок с введенным реагентом

Рисунок 3. Динамика отстоя ВНЭ при Т= 50^оС после ввода деэмульгатора Рекод 118 при различной интенсивности встряхивания пробирок с введенным реагентом

Таким образом, для процесса внутритрубной деэмульсации на данном месторождении оба эти деэмульгатора не являются высокоэф­фективными и требуют усиления межмолекулярных взаимодействий внутри реагента.

Дальнейшие эксперименты показали, что данного эффекта можно добиться путем малых воздействий, например, с помощью электро­магнитных полей. Например, воздействие по способу [3] на исследуемые деэмульгаторы, смогло значительно снизить описанный выше эффект, в результате чего эффективность ДИН-2Е существенно повышается – рисунок 4.

Рисунок 4. Кинетика (слева) и динамика (справа) отстоя водонефтяной эмульсии при 50^оС после ввода 20 г/т нефти деэмульгатора ДИН-2Е исходного и подвергнутого воздействию поля активатора при идентичном вводе реагента (10 встряхиваний пробирок)

Таким образом, проведенные исследования показали, что деэмульгирующая способность деэмульгаторов может снижаться при длительном и интенсивном их перемешивании с эмульсией. Поэтому такие деэмульгаторы следует вводить в поток водонефтяной эмульсии непосредственно перед установками подготовки нефти.

Список литература:

1. Усова Л.Н., Миннигалимов Р.З., Сафонов В.Е., Голубев М.В. Обоснование выбора рациональных точек подачи деэмульгатора в добываемую жидкость при путевом сбросе воды // Нефтегазовое дело. – 2007. – С. 28-33. 
2. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа/ А.Г. Сарданашвили, А.И. Скобло — 3-е изд., перераб. и доп. // — М.: Химия,1972 –360 с.
3. Семихина Л.П. Способ изменения свойств протонсодержащих объектов и устройство для его реализации // Патент России № 2196320.2003. Бюл № 1.