Раздел: инженерные науки
Применение гидродинамического воздействия для интенсификации обезвоживания нефти.
студентка УГТУ, г.Ухта, студентка
УГТУ, г.Ухта
Научный руководитель ,преподаватель, аспирант, г.Ухта
На сегодняшний день нефть является основным видом химического и энергетического сырья. В последнее время идёт непрерывное увеличение объёмов потребления нефти в мире и одновременно с этим происходит неизбежное истощение её запасов. В общем объеме добываемых нефтей доля тяжелых всё время увеличивается, и будет увеличиваться далее. Процессы разрушения эмульсий тяжёлых углеводородов остаются малоизученными. Поэтому исследование процесса обезвоживания тяжёлых нефтей, разработка технологий их подготовки и технических средств для интенсификации процесса разрушения эмульсий являются актуальными задачами.
Целью нашей исследовательской работы является изучение влияния гидродинамического воздействия на процесс укрупнения дисперсной фазы нефтяных эмульсий высоковязких нефтей.
Для исследования влияния гидродинамического воздействия на интенсификацию обезвоживания была отобрана проба эмульсии со скважины Лыаельской площади Ярегского месторождения. Общее содержание воды в пробе составляло около 55 %.
Перед проведением серии экспериментов свободная вода удалялась из емкости, оставшаяся часть жидкости, представляющая собой устойчивую водонефтяную эмульсию, взбалтывалось в течение 10 минут перед проведением каждого эксперимента для восстановления гомогенности эмульсии. Далее эмульсия помещалась в химический стакан в количестве 230 миллилитров и нагревалась на водяной бане до температуры 500С. После чего в нее при помощи микродозатора дозировалось расчётное количество деэмульгатора СНПХ – 4810А исходя из расхода 150 г/т. Далее эмульсия перемешивалась при помощи лопастной мешалки с необходимой скоростью оборотов в течение заданного количества времени. При перешивании термостатирование не проводилось, при этом температура в эмульсии уменьшалась не более чем на 50С. Далее эмульсия переливалась в два стеклянных отстойника в объеме по 100 миллилитров каждый. Отстойники термостатировались в водяной бане при температуре 900С и отслеживалась динамика отделения воды. Также после перемешивания эмульсии определялся ее гранулометрический состав методом оптической микроскопии.
На рисунке 1 показаны микрофотографии начальной эмульсии и эмульсии после перемешивания при различных скоростях оборотов мешалки в течение 10 минут. На каждой из представленной фотографии измерялось по 550 капель для определения гранулометрического состава.
Рис. 1 – «Микрофотографии эмульсий при увеличении микроскопа в 200 раз»
На рисунке 2 показаны функции распределения капель по размерам для начальной эмульсии и эмульсии после перемешивания при различных скоростях оборотов мешалки в течение 10 минут. Видно, что при всех частотах обработки по сравнению с начальной вид функции изменяется: максимум функции сдвигается в сторону больших значений диаметров капель.
Рис. 2 – «Функции распределения капель по размерам»
На рисунке 3 показано изменение среднеарифметического диаметра капель от скорости перемешивания. Происходит увеличение среднеарифметического диаметра капель.
Рис. 3 – «Изменение среднеарифметического диаметра капель от скорости перемешивания»
Анализируя выше представленный график видно, что с увеличением скорости перемешивания от 100 об/мин до 1000 об/мин происходит увеличение среднеарифметического диаметра капель. А при скорости 2000 об/мин наблюдается уменьшение диаметра капель.
Рис. 4 – «Динамика отделения воды»
На рисунке 4 показана динамика отделения воды после гидродинамической обработки в течение 10 минут при разном количестве оборотов мешалки и отстаивании в водяной бане за 6 часов. Как видно из рисунка, самое большое количество воды выделилось при перемешивании на скорости 500 об/мин, а наименьшее при 1000 об/мин, при увеличение оборотов от 100 до 500 происходит увеличение количества отделившейся воды. Последующее увеличение скорости оборотов мешалки приводит к уменьшению количества отстаиваемой воды. 1000 оборотов не указано, так как отделение произошло сразу в стакане, не смогли отследить динамику.
Выводы:
При перемешивании водонефтяной эмульсии отобранной из скважины Лыаельской площади Ярегского месторождения водосодержанием 55% со скоростью оборотов от 100 до 2000 при температуре 500С происходит изменение дисперсного состава;
При увеличении скорости оборотов мешалки от 100 до 1000 об/мин происходит увеличение среднего размера капель воды по сравнению с первоначальным в два раза от 3,5 мкм до 7 мкм; дальнейшее увеличение скорости оборотов до 2000 об/мин приводит к уменьшению диаметров капель, и их размер по сравнению с первоначальным увеличивается только на 30%;
Увеличение скорости перемешивания от 100 до 500 об/мин приводит к увеличению количества отстоявшейся воды самое большое количество воды выделилось при перемешивании на скорости 500 об/мин, а наименьшее при 1000 об/мин.
Библиографический список:
«Исследование и разработка технологий разделения устойчивых водонефтяных эмульсий с применением физических методов». Автореферат,2013 – 24 с. , , и др.; Особенности формирования и разрушения водонефтяных эмульсий на поздней стадии разработки нефтяных месторождений [Текст]: учеб. пособие - М.: , 2005. – 324 с. Левченко, Д. Н., Бергштейн, Н. В., , Николаева, нефти с водой и методы их разрушения. [Тескт] – М.: Химия, 1967. – 200 с.