Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Разработка нефтяных и газовых месторождений

Диссертационная работа:

Гиниятуллин Ингиль Ибрагимович. Исследование и разработка способов разрушения нефтяных эмульсий путем обращения фаз : ил РГБ ОД 61:85-5/1910

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение -Э

1. Современные представления о процессах образования и разрушения нефтяных эмульсий М

I.I. Физико-химические свойства нефтяных эмульсий М

1.1.1. Образование нефтяных эмульсий \Ъ

1.1.2. Свойства нефтяных эмульсий "І5

1.1.3. Типы эмульсий ZA

1.1.4. Современные представления об обращении, фаз эмульсий. 2.5

1.1.5. Разрушение нефтяных эмульсий ЗА

2. Технология разрушения нефтяных эмульсий 35

2.1. Краткий обзор технологических методов 35

2.2. Состояние технологии подготовки нефти на предприятиях объединения "Нижневолжскнефть" 39

3. Исследования по обращению фаз нефтяных эмульсий 52

3.1. Лабораторные исследования 52

3.1.1. Приготовление искусственных водонефтяных эмульсий 52

3.1.2. Исследование критической обводненности для обращения фаз 56

3.1.3. Исследование обезвоживания нефти с применением явления обращения фаз эмульсии 11

3.1.4. Исследования разрушения особостойких нефтяных эмульсий путем обращения фаз 403

4. Исследования обезвоживания нефти путем обращения фаз нефтя ных эмульсий на пилотных установках в промысловых условиях. "НО

4.1. Пилотные установки для промысловых исследований .№

4,1.1. Пилотная установка для обращения фаз эмульсий дросселированием потока

4.1.2. Пилотная установка с неподвижным слоем гидрофильного материала для обращения фаз эмульсии W

4.1.3. Пилотная установка с взвешенным слоем гидрофильного материала для обращения фаз эмульсии , Mb

4.2. Исследование обращения фаз эмульсии в промысловых условиях

4.2.1. Методика и результаты исследований обращения фаз эмульсий дросселированием \2\

4.2.2. Исследование обращения фаз эмульсий на пилотной установке с неподвижным слоем твердого гидрофильного материала \Zl

4.2.3. Исследования обращения фаз эмульсий в аппарате со взвешенным слоем гидрофильного материала 4^2

4.3. Промышленные испытания 43&

4.3.1. Обезвоживание промысловой эмульсии

4.3.2. Обезвоживание особостойкой подтоварной эмульсии .

Выводы 153

Список использованных источников 155

Приложение I. Планирование экспериментов, расчет и оценка достоверности полученных результатов при обезвожи вании нефти путем обращения фаз эмульсии

Приложение 2. Таблицы i%

Приложение 3. Расчет экономического эффекта от внедрения технологии, обезвоживания нефти путем обращения фазэмульсии

Приложение 4. Временный технологический регламент на процесс обезвоживания подтоварной эмульсии на ГСП Жирновокого

Приложение 5. Акт внедрения технологии, обезвоживания под товарной эмульсии на ГСП Жирновокого НГДУ

Приложение б. Акт внедрения технологии обезвоживания нефти путем обращения фаз эмульсии  

Введение к работе:

Решениями 26 съезда КПСС по развитию народного хозяйства страны в одиннадцатой пятилетке предусмотрено дальнейшее увеличение продукции добывающих отраслей промышленности, в том числе и нефтяной. Перед нефтяниками поставлена задача довести дооычу нефти к концу пятилетки в объеме 620-645 млн т в год / I /. С этой целью в разработку вводятся ряд новых крупных месторождений, а также внедряются различные мероприятия, направленные на интенсификацию добычи нефти на месторождениях, которые были вовлечены в эксплуатацию ранее.

Ускоренный прирост добычи нефти значительно опережает возможности нефтяного машиностроения и строительных организаций для введения в строй новых установок подготовки нефти, интенсификация добычи нефти, на старых месторождениях, особенно находящихся на поздней стадии эксплуатации, резко увеличивает объем добычи пластовых вод, что значительно повышает общий объем добываемой жидкости. Для ее обработки необходимы реконструкция и расширение действующих установок подготовки нефти с целью увеличения их производительности.

Наиболее эффективным направлением решения проблемы повышения производительности действующих установок подготовки нефти является ускорение процесса разрушения эмульсии с целью отделения воды от нефти в небольших аппаратах и без подогрева всего объема жидкости. Такой эффект частично достигается при применении внутритрубной деэмульсации, которая получила широкое распространение почти во всех нефтяных районах страны и подробно описана в трудах Тронова В.П., Грайфера В.И., Мингареева Р.ПЦ, Вахитова Г.Г., Кагана Я.М., Петрова А.А., Митрофанова А.З., Латыпова В.Х, Закирова Й.Г., Медведева В.Ф., Ширеева А..И., РозенцвейгаА.К., Хамидуллина Ф.Ф.

Однако, использование этой технологии не всегда обеспечивает глубокое обезвоживание нефти из-за невозможности достижения полного разрушения эмульсии на всех участках трубопроводов, например, коротких. Поэтому ее применение зачастую связано с использованием резервуаров для длительного отстаивания и требует нагрева эмульсии. Не исследованы также возможности этой технологии для разрушения особостойких подтоварных эмульсий.

Теоретические предпосылки разрушения стойких эмульсий методами пенной деэмульсации рассмотрены в /2.3/. Разрушение при этом достигается за счет создания сильно развитой поверхности "нефть-вода", контакта глобул пластовой воды с активной дренажной водой.

Принципиальное отличие этой технологии от трубной деэмульсации состоит в том, что в ней процессы столкновения и коалес-ценции капель воды в объеме нефти заменены, в основном, процессами контакта глобул воды на крупных каплях нефти с окружающей их активной гидрофильной средой (водой), содержащей деэмульга-тор.

В тех же работах /2. 3 / рассмотрены варианты использования этой технологии с помощью штуцерных устройств и энергии расширяющегося газа.

Достижение этого же эффекта методами обращения фаз нефтяной эмульсии, имеющей критическую обводненность и достаточное количество де эмульгатора, в известных нам работах /2, 3 / не рассматривалось. Вместе с тем, развитие этого направления, как одного из наиболее интересных в научном и практическом отношении явления, представляется нам весьма перспективным.

Основное отличие этой технологий от пенной деэмульсации состоит в предварительном диспергировании большого объема воды

Б составе исходной нефтяной эмульсии, с целью создания сильно развитой поверхности раздела фаз и быстром распределении на этой поверхности деэмульгатора при интенсивном перемешивании системы. Это приводит к коренному изменению первоначальной структуры и физических свойств эмульсии.

Вследствие воздействия деэмульгатора на всей развитой поверхности, на которой нефть находится в виде натянутой пленки, происходит переориентация молекул поверхностно-активных веществ, что, в свою очередь, является причиной разрыва пленок и слияния капель воды в оплошную среду. Это приводит к изменению типа эмульсии, который существует в определенных динамических условиях. Разделение прямой эмульсии происходит всплыванием капель нефти в воде, и вследствие малой вязкости воды процесс протекает очень быстро и не осложнит технологию в целом. В связи с малой вязкостью воды и огромной поверхностью коалесценции нагрев эмульсии практически отпадает,

В связи с этим очевидна актуальность исследований условий разрушения водо-нефтяных эмульсий путем обращения фаз, разработки и внедрения технологии этого процесса.

Исследования по обращению фаз нефтяных эмульсий ранее проводились в институтах "Гипровостокнефть" / 4 / и "ВолгоградНИШ-нефть" / 5 /. Однако они имеют существенные неточности и недостатки. Так, например, в работе / 4 / за обращение фаз нефтяной эмульсии принят процесс промывки при перемешивании исходной эмульсии в содержащей деэмульгатор воде, но не были исследованы факторы, влияющие на процесс.

В работе / 5 / исследованы некоторые факторы, влияющие на обращение фаз нефтяных эмульсий, однако они оторваны от практического состояния подготовки нефти на промыслах, так как очень большие расходы деэмульгатора, которые намного превышают уста новлешше удельные расходы. Кроме того, полученные результаты не подтверждаются опытами при проверке. В результате большинство теоретических вопросов практической технологии способа обезвоживания нефти, базирующихся на явлении обращения фаз эмульсии, остались нерешенными.

На основании исследований в данной работе установлена возможность обращения фаз нефтяной эмульсии, глобулы воды которой защищены мекфазными оболочками и показано, что даже в этих условиях процесс разделения прямых эмульсий происходит значительно быстрее, чем обратных. Выявлено, что процессу обращения фаз нефтяных эмульсий предшествует разрушение под воздействием де-эмульгатора межфазных пленок на каплях воды, которые затем сливаются и образуют оплошную среду. Установлено, что при обращении фаз нефтяных эмульсий для группы нефтей, классифицируемых по компонентному составу природных эмульгаторов, существует своя критическая обводненность. Определены основные закономерности влияния различных факторов на критическую обводненность эмульсии при обращении фаз, которая может быть снижена увеличением интенсивности перемешивания, повышения температуры, введением инверсионного экрана в виде твердых частиц с гидрофильной поверхностью, воздействием деэмульгатора.

Показана возможность обезвоживания нефти путем обращения фаз эмульсии, в том числе особостойких подтоварных эмульсий, осложненных большим количеством природных эмульгаторов и механических примесей.

Впервые разработаны способы для разрушения нефтяных эмульсий путем обращения фаз дросселированием потока при перепаде давления 0,2-2,0 МПа и пропусканием потока эмульсии через слой частиц твердого материала с гидрофильной поверхностью (а. с. № 78І2І0 и № 850190). Разработан стенд для исследования обраще ния фаз нефтяных эмульсий (а.с. № 1000455).

Полученные результаты исследований позволили подойти к вопросу разрушения нефтяных эмульсий о других теоретических позиций и разработать новое направление в технологии подготовки нефти, Разработанный технологический процесс обезвоживания оообостойких подтоварных эмульсий позволил практически решить одну из отраслевых задач, связанных с проблемой борьбы с потерями нефтепродуктов и охраны окружающей среды.

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы.

В первой главе дается краткий обзор работ, посвященных состоянию теории нефтяных эмульсий. Рассматриваются физико-химические свойства, образование, устойчивость и типы, а таже обращение фаз эмульсии.

Во второй главе дан анализ и описание существующей технологии подготовки нефти на предприятиях производственного объединения "Нижневолжскнефть". Рассмотрены недостатки в технологии.

В третьей главе описаны методики проведенных лабораторных исследований различных параметров разрушения и обращения фаз нефтяных эмульсий, в том числе оообостойких подтоварных. Рассмотрены результаты исследований в лабораторных условиях.

В четвертой главе описаны пилотные установки и их технологические схемы для работы в промысловых условиях (одна из установок защищена авторским свидетельством на изобретение ). Впервые исследованы на них и описаны способы деэиульоации нефти с использованием явления обращения фаз дросселированием потока эмульсии и с применением твердого гидрофильного и суспендированного в эмульсии материала, служащего в качестве инверсионного экрана. Описана технология и результаты проведенного промышленного испытания способа деэмульсации нефти с применением явления обращения фаз дросселированием потока. Эта технология внедрена в 1982 г. в производство. Показан процесс обезвоживания этим способом оообоотойкой подтоварной эмульсии на опытно-промышленной установке в Жирновском НГДУ.

Большую помощь при выполнении работы оказали сотрудники сектора подготовки нефти ВолгоградНИШнефть, за что автор выражает искреннюю благодарность.

Подобные работы
Гилаев Гани Гайсинович
Исследование и разработка комплекса технологий изоляции водопритоков при строительстве и эксплуатации скважин
Кязимов Джон Хамза оглы
Разработка и внедрение бестрапного способа определения газового фактора нефтяных фонтанных скважин
Серезевский Алексей Вадимович
Разработка частотно-модулированных синтезаторов с дополнительными каналами авторегулирования фазы и исследование частотных модуляционных характеристик
Калашников Владимир Арсеньевич
Разработка и исследования специализированного масс-спектрометра для изотопного анализа урана в газовой фазе
Корчагин Михаил Алексеевич
Экспериментальное исследование механизма взаимодействия реагентов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и разработка научных основ получения нанокомпозитных материалов с керамической упрочняющей фазой
Бодрякова Людмила Николаевна
Исследование и разработка способа улучшения упруго-пластических свойств кожевой ткани шкур морского котика
Новиков Станислав Иванович
Разработка и исследование способов и схем автоматического управления энергоблоками в аварийных режимах с помощью технологических защит снижения нагрузки
Бабенко Денис Викторович
Исследование и разработка способов повышения производительности последовательного декодирования сверточных кодов на примере алгоритма Фано
Чернов Владимир Викторович
Исследование и разработка способов интенсификации лучистого теплообмена в металлургических печах за счет повышения степени черноты поверхностей теплообмена
Котов Константин Александрович
Исследование и разработка способа пакетной доставки мелкоштучных стеновых материалов без оборотной оснастки

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net