ОБРАЗОВАНИЕ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИХ СТОЙКОСТЬ. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ

FORMATION OF WATER-OIL EMULSIONS. FACTORS AFFECTING THEIR PERFORMANCE. MODERN METHODS OF FIGHTING

Victor Roshchin

student, Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Sergei Leontiev

Doctor of Technical Sciences, professor, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В данной работе были рассмотрены факторы, влияющие на стойкость водонефтяной эмульсии, а также анализ современных методов их разрешения.

ABSTRACT

In this work, the factors affecting the stability of the oil-water emulsion were considered, as well as the analysis of modern methods for their resolution.

Ключевые слова: система сбора и подготовки нефти, водонефтяная эмульсия, деэмульгатор, обезвоживание, нефтепромысловое оборудование, нефть и газ.

Keywords: oil collection and treatment system, oil-water emulsion, demulsifier, dehydration, oilfield equipment, oil and gas.

Водонефтяная эмульсия представляется собой дисперсную среду, состоящую из взаимно нерастворимых жидкостей (нефти и воды), одна из которых находится в виде капель в другой, в зависимости от обводненности скважинной продукции. Как правило, водонефтяная эмульсия образуется в самом добычи нефти – при подъеме из скважины. Со временем разрушить водонефтяную эмульсию будет все сложнее и сложнее и связи с тем, что транспортировка нефти является экономически существенно затратной, необходимо сбросить балластную воду как можно раньше [1].

На стойкость эмульсии влияют многие факторы, такие как: время (со временем стойкость эмульсии усиливается, поэтому отделить воду нужно как можно раньше), температура (при увеличении температуры вязкость эмульсии снижается, что уменьшает её устойчивость), кислотность среды (чем выше pH тем ниже устойчивость), вязкость дисперсионной среды (в более вязкой среде глобулы воды будут меньше сталкиваться и укрупняться). К косвенному влиянию можно отнести минерализацию и солевой состав, так как характер их влияния зависит от компонентного состава нефти и состояния асфальтенов [2].

Во время обезвоживания исходная эмульсия подвергается деэмульгированию [3]. Механизм разрушения нефтяных эмульсий можно разделить на три элементарных тип: столкновение водяных глобул; слияние их в более крупные капли; выпадение или осаждение в виде непрерывной водной фазы. Чтобы обеспечить максимальную возможность столкновения глобул воды, скорость их движения в нефти увеличивают различными способами: перемешиванием в смесителях, мешалках, с помощью нагрева, электрического поля, центробежных сил и т. д.

Основным эффективным способом в промысловых условиях является термохимическое отстаивания нефти с применение деэмульгаторов, дозируемых на входе в нефтегазовые сепараторы (рисунок 1) [4].

Рисунок 1. Технологическая схема ДНС УПСВ

1 – БРХ; 2 – сепаратор первой ступени сепарации; 3 – отстойник; 4 – каплеуловитель; 5 – сепаратор второй ступени; 6- очистной резервуар; 7 – насос откачки нефти; 8- насос откачки воды; 9 – оперативный узел учета нефти; 10 – узел учета воды; 11 – узел учета газа. I – нефть со скважин; II – нефть на подготовку на ЦПС; III – вода на БКНС; IV – газ в УППНГ.

Деэмульгаторы, применяемые в нефтепромышленности, представляют собой поверхностно-активные вещества, способствующие значительному снижению устойчивости эмульсии по сравнение с природными. Выпадая на поверхность раздела фаз вода-нефть, деэмульгатор вытесняет естественные ПАВы, образуя пленку. Пленка, образуемая деэмульгаторами, имеет меньшую прочность. В результате адсобрирования деэмульгаторов на поверхности капель воды, увеличивается их взаимное притяжение, тем самым образуются все большие капли воды. По мере увеличения капель воды, уменьшается прочность пленки деэмульгаторов. Происходит её разрушение и слияние глобул.

Также на практике большое применение нашло электрическое обезвоживание в блоках электродегидраторах [5] – аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии при помощи электрического поля. Под действием индукции электрического поля оболочка глобулы нефти и воды находятся в колебании, в результате чего их форма постоянно меняется, что приводит к деформации глобул нефти и воды и их укрупнению.

Заключение: по проведенному анализу литературы, а также промысловых данных, было выявлено, что наиболее эффективными и применяемыми на промысле методами является отстаивание продукции в емкостях с применением химреагентов и под действием электрического поля.

Список литературы:

1. Бобрицкий Н.В., Юфин В.А. Основы нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1988.
2. Гиматутдинов Ш. К. Солеотложение при разработке нефтяных месторождений, прогнозирование и борьба с ними / Ш. К. Гиматутдинов, Л. Х. Ибрагимов, Ю. А. Гаттенбергер и др.: учебное пособие для вузов. – Грозный: 1985. - 87 с
3. Сбор и подготовка нефти и газа: Учебник. / Земенков Ю.Д., Маркова Л.М., Прохоров А.Д., Дудин С.М. – Москва: Издательство «Академия», 2009 – 177 с.
4. Дополнение к технологической схеме разработки Урьевского месторождения», выполненного «ООО «КогалымНИПИнефть» (Протокол ЦКР №5522 от 13.12.2012 г., г.Москва).
5. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. – М.: Недра, 1985.