Вопрос 5.10: Фильтрация.

Нестойкие эмульсии иногда успешно расслаиваются при пропускании их через фильтрующий слой, которым дотжен быть гравий, битое стекло, древесные и металлические стружки, стекловата и другие материалы Фильтрующее вещество должно отвечать следующим требованиям 1) иметь плотность и упругость, достаточные для того, чтобы глобулы воды при прохождении растягивались и разрушались, 2) хорошую смачиваемость, благодаря чему происходит изменение скорости движения эмульсии и разрыв оболочек глобул воды, 3) иметь противоположный по знчку заряд, чем у глобул воды, тогда происходит снятие заряда с глобул водь;, чем устраняется отталкивающая сила между ними

Размеры фильтров, имеющих вид колонн, зависят от объема прокачиваемой эмульсии, ее вязкости и скорости движения Нефтяная эмульсия вводится в колонну снизу и проходит через фильтр, где вода удерживается и сбрасывается через низ колонны, а нефть свободно проходит и отводится через верх

Деэмульсация нефтей фильтрацией как самостоятельный процесс почти не применяется, однако в сочетании с термохимическими методами она сейчас широко распространена

Термохимическое возд-ие (каплеобразователи) Изготавливают из обрезков труб разных диаметров, располагаемых на опорах в горизонтальной плоскости. Диаметр труб возрастает от секции к секции в направлении движения жидкости. Состоит из 3-х секций: массообменная, предназначенная для разрушения «бронирующих» оболочек на каплях пластовой воды и укрупнения их за счет турбулентности потока; для коалесценции капель воды до более крупных размеров при снижении турбулентности потока; для возможности расслоения потока на нефть и воду за счет гравитационных сил.

Электродегидраторы Нефтяные эмульсин типа В/М разрушаются, в электрическом поле. Если безводною и обессоленною нефть налить между двумя плоскими параллельными электродами, находящимися под высоким напряжением, то возникает однородное электрическое поле, силовые линии которого параллельны друг другу.

Эффективность разрушения эмульсий в поле переменного тока значительно выше, чем в поле постоянного тока.

28. Классификация деэмульгаторов. Основные требования, предъявляемые к деэмульгаторам.

Для разрушения нефтяных эмульсий применяют деэмульгаторы - ПАВ, обладающие большей активностью, чем эмульгаторы

Основное назначение деэмульгаторов - вытеснить с поверхностного слоя капель воды эмульгаторы - естественные ПАВ, содежащиеся в нефти и воде Вытеснив с поверхностного слоя капель воды природные эмульгирующие вещества, деэмульгатор образует гидрофильный слой, в результате чего капельки воды при столкновении сливаются в более крупные капли и оседают Чем эффективнее деэмульгатор, тем больше он снижает прочность защитных оболочек у капелек и тем интенсивнее разрушается эмульсия Для успешного разрушения и прекращения старения нефтяных эмульсий деэмульгаторы следует подавать на забой скважин и осуществлять внутрискважинную деэмульсацию При подаче деэмульгаторов на забой скважин обычно происходит инверсия эмульсии, то есть эмульсия ВН превращается в эмульсию НВ, в которой внешней фазой является вода с малой вязкостью, что существенно снижает потери давления от трения

Под эффективностью деэмульгаторов понимают их деэмульсационную способность, которая характеризуется их расходом, качеством подготовленной нефти (содержанием в ней хлористых солей, воды и мех-примесей), а также минимальной температурой и продолжительностью отстоя нефти

Классификация деэмулы аторов

Деэмульгаюры, применяемые для разрушения нефтяных эмульсий, делятся на две группы на ионо-генные (образующие ионы в водных растворах) и неионогенные (не образующие ионов в водных растворах)

К первой группе относятся малоэффективные деэмулыаторы НЧК (нейтрализованный черный контакт) и НКГ (нейтрализованный кислый гудрон), применявшиеся ранее для подготовки нефти и имеющие следующие недостатки при взаимодействии с пластовой водой образуют твердые вещества, выпадающие в осадок (гипс, гидрат окиси железа и др), являются эмульгаторами для эмутьсий типа нефть в воде, что >худшает качество воды, имеют большой удельный расход (0,5-3 ют) Поэтому эти деэмульгаторы в настоящее время не используют

Неионогенные деэмульгаторы синтезируют аа основе продуктов реакции окиси этилена со спиртами, жирными кислотами и алкилфенолами Они имеют ряд преимуществ перед ионогенными не взаимодействуют с растворенными в пластовой воде солями металлов, не образуют твердых осадков, имеют незначительный удельный расход (5-50 гт), хорошо растворяются в воде и нефти, имеют меньшую стоимость

К неионогенным деэмульгаторам относятся проксанол, проксамин, дипроксамин, сепороч, дисолван, из импортных - дисолван 4411, R-11, дисолван 4490, сепарол 5084, виско 3, серво, доуфакс и др

Требования, предъявляемые к деэмульгаторам.

Деэмульгаторы должны удовлетворять следующим требованиям

Q хорошо растворяться в одной из фаз эмульсии (в нефти или воде),

Q иметь достаточную поверхностную активность, чтобы вытеснить с границы раздела нефть-вода естественные эмучьгаторы,

Q обеспечивать максимальное снижение межфазного натяжения на границе фаз нефть-вода при малых расходах реагента,

3 не коагулировать в пластовых водах,

Q быть инертными по отношению к металлам

Одновременно с этим деэмульгаторы должны быть дешевыми, транспортабельными, не изменять своих свойств при изменении температуры, не ухудшать качества нефти после обработки, обладать универсальностью, то есть разрушать эмульсии различных нефтей и вод

29. Особенности действия деэмульгаторов. Совместное действие деэмульгаторов.

Для наиболее успешного разрушения и прекращения старения нефтяных эмульсий деэмульгаторы следует давать на забой сква­жин и осуществлять внутрискважинную деэмульсацию.

При подаче деэмульгаторов на забой скважин обычно проис­ходит инверсия эмульсии, то есть эмульсия типа В/M превращается в эмульсию типа М/В, в которой внешней фазой является вода с небольшой вязкостью, равной 1 сП, существенно снижающая потери давления от трения, и препятствующая отло­жению кристаллов парафина.

Теоретически деэмульгатор может быть эффективным только для одной эмульсии, имеющей вполне определенное соотношение жидких фаз, определенную степень их дисперсности, а также известное содержание и состав эмульгатора.

По химическим свойствам неионогенные деэмульгаторы пол­ностью удовлетворяют большинству требований, так как они не вступают в реакцию с солями и кислотами, содержащимися в об­водненной нефти. Но поверхностно-активные вещества, обладая хорошими моющими свойствами, смывают со стенок труб и обо­рудования нефтяные пленки и обнажают поверхность металла, которая под действием пластовой воды может интенсивно корродировать.

Поэтому задача сводится к тому, чтобы синтезировать такой деэмульгатор, который не только разрушал бы эмульсии, но и защищал металл от коррозии.

63.

До недавнего времени считали, что эффективность разрушения эмульсий определяется в основном степенью их смешения с каплями раствора деэмульгатора, причем под перемешиванием понимали равномерное распределение капель раствора реагента в объеме нефти среди глобул пластовой воды. Следствием такого представления явилась получившая повсеместное распространение традиционная технология подготовки нефти термохимическим способом. Дальнейшими исследованиями было установлено, что наряду с другими факторами, определяющими глубину и скорость обезвоживания и обессоливания нефти, решающее влияние на эти процессы оказывают степень разрушенности бронирующих оболочек на каплях пластовой воды и режим движения эмульсии, обеспечи-щий наиболее эффективный массообмен между глобулами различного качества. Эти процессы и протекают при интенсивной турбулизации эмульсии с реагентами-деэмульгаторами в различных аппаратах и оборудовании. При установившемся режиме турбулентного течения эмульсии в длинном труб-де средняя скорость изменяется незначительно, за исключением пристенной зоны, и в первом приближении турбулентность м.б. принята однородной и изотропной. Турбулентные пульсации способствуют протеканию в объеме потока 2 процессов: коалесценции и диспергирования капель, м/у которыми устанавливается динамическое равновесие, определяемой минимальными размерами капель, контролируемые турбулентными пульсациями при данной скорости основного потока. С увеличением скорости движения потока турбулентность возрастает и динамическое равновесие смещается в сторону уменьшения среднего размера капель. Одновременно с этим увеличивается скорость процессов дробления и коалесценции капель. Увеличение скорости коалесценции вызывается возникновением частоты столкновений и взаимных слияний под воздействием пульсаций.

На эффективность разрушения водонефтяных эмульсий большое влияние оказывает раб состав и способ ввода реагента в поток обрабатываемой жидкости. Правильность этого положения могло быть подтверждено результатами экспериментальных данных. При введение водного раствора деэмульгатора на прием сырьевого насоса характер перемещения его с нефтью фактически не контролируется. Создавая условия, при которых вероятность столкновений глобул реагентоносителя с каплями воды в нефти увеличивается, можно добиться повышения коэффициента полезного использования деэмульгатора. Если растворить деэмульгатор в спиртбензоле взятом в соотношении 1:2, то полученная смесь делается растворимой в УВ, если объем УВ жидкости не очень велик. При смешении спиртбензольного раствора с большим количеством УВ жидкости, спиртовая смесь, составляющая раствор и заключающая в себе деэмульгатор, образует громадное количество мелкодисперсных частиц, которые пронизывают весь объем приготовленной смеси. Это обеспечивает большое число столкновений глобул реагентоносителя с любой находящейся в смеси взвесью, и, следовательно, более высокий его коэффициент полезного использования. Для исследований была взята Павловская эмульсия с содержанием воды в сырье порядка 8% и солей 18800мг/л. Обработка эмульсии осуществлялась в 2 ступени при температуре 76-80С и времени отстоя в течении 2ч на I ступени и 4ч на II ступени. Подача деэмульгатора осуществлялась на 1 ступень из расчета 20-40-60г на 1 т эмульсии. На II ступень вводилась промывная вода в кол-ве 15% на обезвоженную нефть. Все исследуемые пробы были разбиты на 2 группы. В первые три воронки реагент вводился виде 2%-го водного раствора, а в остальные в виде 2%-го спиртобензольного раствора. В том случае, когда деэмульгатор вводился в эмульсию в виде раствора, остаточное содержание воды и солей в нефти после 1 ступени изменялось, соответственно. От 1,4 до 4% и от 3011 до 9499 мг/л. Влияние природы растворителя реагента на результаты опыта очевидны. У второй группы воронок остаточное содержание воды и солей в зависимости от расхода деэмульгатора колебалось в пределах 0,66% и 279-894 мг/л, т.е в 5 раз лучше по содержанию остаточной воды и более в 10 раз по содержанию солей при одних и тех же расходах реагента. Результаты группы II ступени отличаются друг от друга еще больше. В то время, как остаточное содержание солей в I группе опытов при расходе деэмульгатора 20г/т составляло 8812 мг/л, то во второй группе опытов -88 мг/л.

30. Эффективность действия деэмульгаторов при низких температурах и нагреве.