РОЛЬ ВОЛНОВЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ МЕТОДОВ В ОБЕЗВОЖИВАНИИ ВЫСОКОПАРАФИНИСТОЙ НЕФТИ

В настоящее время все больший интерес вызывает влияние волновых технологий на нефтяные системы. Использование этих методов позволяет за небольшой отрезок времени достичь значительного уровня разрушения бронирующих слоев водонефтяной эмульсии, образованных смолисто-асфальтеновыми компонентами и кристаллическими парафинами, и поддерживать этот уровень в течение времени, необходимого для осуществления массообменных процессов.

В работах [4, 5] отмечают, что применение магнитной обработки потока для процессов деэмульсации нефти имеет положительное значение, а именно существенно снижается содержание остаточной воды в нефтяной фазе и вязкость нефтяного слоя. В статическом состоянии постоянное магнитное поле не влияет на разделение эмульсий [1]. Увеличение степени обезвоживания и обессоливания при воздействии ультразвука было показано в работах [2, 3]. Сведения о влиянии волновых технологий на высокопарафинистые нефти немногочисленны и отрывочны.

Цель работы заключается в выявлении закономерностей процесса обезвоживания высокопарафинистой нефти месторождения им. Ю. Корчагина с различным содержанием воды с использованием химических, волновых и комбинированных методов.

Физико-химические показатели нефти определяются стандартными методами, представленными в таблице 1.

Таблица 1.

Физико-химические показатели нефти

Пластовая вода, полученная на месторождении, имеет минерализацию 75 г/дм³. Содержание хлорид-ионов 48 г/дм³, концентрация сульфат-ионов 0,9 г/дм³. Исследования проводили с пробами эмульгированной нефти, содержащими 10 и 30 % об. воды –пробы № 1 и № 2, соответственно.

Химическую обработку нефти производили путем введения деэмульгатора ФЛЭК Д-010 с концентрацией 50 г/т. Пробу обводненной нефти тщательно перемешивали в течение 5 минут, далее к эмульсии добавляли деэмульгатор и перемешивали в течение 1 минуты. После пробу отстаивали в термостате при 50 °С в течение 30 минут. В отделившейся нефтяной фазе определяли остаточное содержание воды по ГОСТ2477-2014. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды.

Магнитную обработку проводили в проточном режиме со скоростью 0,3 м/с, величина магнитной индукции 0,2 Тл. Пробу нефти тщательно перемешивали в течение 5 минут. Далее пробу помещали в термостат при температуре 50 °С в течение15 минут и пропускали через магнитное поле. После чего пробу отправляют на повторное отстаивание в течение 15 минут.

Для метода с химической обработкой добавляли деэмульгатор ФЛЭК Д-010 концентрацией 50 г/т после перемешивания.

Ультразвуковую обработку проводили в проточном режиме со скорость 0,3 м/счерез генератор при частоте звуковых колебаний 45 кГц.Алгоритм ультразвуковой обработки аналогичен алгоритму магнитной обработки.

Комбинированная обработка заключается в последовательном применении сначала ультразвуковой обработки частотой 45 кГц, а после магнитной обработки с величиной магнитной индукции 0,2 Тл. Скорость движения потока 0,3 м/с. Схема установки представлена на рисунке 1.

1 –делительная воронка с водяной рубашкой и мешалкой; 2 – насос;

3 – блок ультразвуковой обработки; 4 – блок магнитной обработки;

5 – делительная воронка с водяной рубашкой для разделения эмульсии

Рисунок 1. Схема лабораторной установки

Также проводилась комбинация трех методов: химическая обработка (деэмульгатор ФЛЭК Д-010 концентрация 50 г/т), ультразвуковая обработка (частота 45 кГц), магнитная обработка (величина магнитной индукции 0,2 Тл).

Эффективность процесса определяется с помощью степени  обезвоживания Х:

                                                         (1)

 - содержание воды в исходной нефти, % об.;

- содержание остаточной воды в нефти после обработки, % об.

На рисунке 2 представлена зависимость степени обезвоживания нефти от применяемых методов.

ТО – термическая обработка, Д – деэмульгатор, МО – магнитная обработка, УЗ – ультразвуковая обработка

Рисунок 2. Зависимость степени обезвоживания от методов обработки

Из представленного графика видно, что все методы волновой, химической и комбинированной обработки эффективны по сравнению с термическим отстоем. Термический метод используется в комбинации с другими методами, так как сам по себе не обладает достаточной эффективностью, однако данный метод эффективен к нефти парафинового основания.

Для пробы № 1 наибольшую степень обезвоживания 98 % показали методы ультразвуковой обработки и комбинированной обработки (МО+Д). Из волновых и комбинированных методов хуже всего себя проявил метод магнитной обработки 94 %.

Выводы. Действие волновых методов проявляется неоднозначно. Так при обработке ультразвуком для обеих проб степень обезвоживания несколько улучшилась, а при магнитной обработке, наоборот, ухудшилась (1-2 %). Более того, попарное сочетание УЗ+Д и УЗ+МО для проб разной обводнённости даёт разницу в эффекте в 3-5 %. Небольшой, но наиболее стабильный эффект для обеих эмульсий получен при комбинированном методе (УЗ+МО+Д).

Список литературы:

1. Гимазова Г.К. Изучение влияния магнитного поля на процесс обезвоживания нефтяных эмульсий / Г.К. Гимазова, А.К. Вахитова, А.М. Ермеев, А.А. Елпиндинский. – Казань: Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18. - № 8. – С. 107-109.
2. Костерин, К.С. Изучение совместного влияния деэмульгатора и ультразвука на разрушение водонефтяных эмульсий высоковязких нефтей / К.С. Костерин, В.О. Некучаев // Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции / Под ред. Н.Д. Цхадая. – Ухта: Ухтинский государственный технический университет. – 2015. – С. 201-203.
3. MingxuYi. Researchon Crude Oil Demulsification Usingthe Combined Method of Ultrasound and Chemical Demulsifier / MingxuYi, Jun Huang, and Lifeng Wang // Hindawi. Journal of Chemistry. – 2017. – Р. 1-7.
4. Патент РФ № 99124158/12, 20.07.2000. Велес П.Р., Пивоварова Н.А., Щугорев В.Д., Бердников В.М., Шеламкова О.С., Кульнева И.Н., Пивоваров А.Т. Способ обезвоживания водонефтяной эмульсии // Патент России № 2152817. 1999. Бюл. 21.
5. Шейх-Али, А.Д. Комбинированное воздействие магнитного поля и деэмульгаторов на процесс обезвоживания нефти / А.Д. Шейх-Али, А.Б. Ауэзов, Е.С. Махмотов и др. // Подготовка нефти и газа. – 2018. - №1. – С. 76-80.