close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...и ответственность оператора персональных данных;pdf

код для вставкиСкачать
Количественное измерение
устойчивости водно-нефтяных эмульсий,
оптимизация типа и дозировки деэмульгатора
Введение
Отделение воды, солей и твердых частиц из скважинной жидкости является основной задачей подготовки нефти
к транспортировке после подъема на поверхность. Чистые водноорганические эмульсии являются термодинамически неустойчивыми и разделяются на составляющие их фазы. Однако присутствующие в нефтях естественные
детергенты (в первую очередь асфальтены и смолы) или твердые частицы, а также искусственные ПАВ, закачиваемые в скважину для повышения нефтеотдачи, способны стабилизировать поверхность раздела фаз, превращая
разделение таких эмульсий в серьезную технологическую задачу.
Для эффективного разделения воднонефтяных эмульсий часто используют добавки различных деэмульгаторов,
нарушающих устойчивость межфазной границы и приводящих к быстрой коалесценции капель эмульсии с последующим разделением фаз, а также нагрев эмульсии.
Для оптимизации процедур разделения эмульсий необходимо использование количественного инструментального
метода измерения устойчивости как исходных эмульсий, так и эмульсий с добавками деэмульгаторов для подбора
оптимальной дозировки.
Существующий метод: «бутылочный тест»
Исследуемая эмульсия помещается в делительную воронку, бутылку или пробирку. Измеряемыми характеристиками являются: время отделения водной фазы,
визуальное качество водной и нефтяной фазы, визуальное качество границы раздела фаз, содержание
воды и солей в нефтяной фазе.
К недостаткам «бутылочного теста» можно отнести
длительность проведения процедуры, субъективность
визуальных оценок.
Быстрый и количественный анализ устойчивости
с помощью приборов Turbiscan
Исследуемый образец в стеклянной виале помещается в прибор Turbiscan для изучения процессов разделения.
Все приборы Turbiscan функционируют на одном и
том же принципе. Источник излучения в ближнем
ИК-диапазоне освещает образец. Два детектора регистрируют прошедшее излучение и рассеянное в обратном направлении:
Детектор
пропускания (T)
Источник
ИК-излучения
Детектор
обратного
рассеяния (BS)
Источник и детекторы расположены на подвижной
головке, перемещающейся по высоте виалы с шагом
40 мкм. Прибор Turbiscan производит сканирование
исследуемого образца, начиная от дна виалы, записывая показания детекторов. Дойдя до верха виалы,
головка опускается вниз и повторяет сканирование.
Полученные профили изменений сигналов по высоте
образца и во времени используются для количественной интерпретации изменений, проходящих в образце.
Использование патентованной технологии обратного
рассеяния Turbiscan крайне важно при исследовании
водно-нефтяных эмульсий, т.к. сигнал пропускания
непрозрачного нефтяного слоя крайне мал и неинформативен. С другой стороны, для отделившегося
прозрачного водного слоя низким является сигнал
обратного рассеяния, и основная информация получается из сигнала пропускания.
На рисунке 1 представлены 7 последовательных сканов по высоте виалы с регистрацией сигнала пропускания. Обработка этих кривых позволяет рассчитать
такие важные показатели, как скорость отделения
водной фазы и качество водного слоя. На рис. 2
представлены 13 последовательных сканов виалы по
высоте каждые 5 минут с регистрацией сигнала обратного рассеяния.
Рис. 1. Типичные профили сигнала пропускания по высоте
и во времени в ходе разделения водно-нефтяной эмульсии.
Рис. 2.* Типичные профили сигнала обратного рассеяния
по высоте и во времени в ходе разделения водно-нефтяной
эмульсии.
В левой части графика 2, соответствующей дну виалы, наблюдается значительное снижение сигнала
вследствие отделения водной фазы. Вертикальная
часть кривой, соответствующая границе вода-нефтяная эмульсия, с течением времени сдвигается на
графике вправо, что означает отделение все больших
количеств воды в виде отдельной фазы. Снижение
* Результаты из работы Wanli Kang, Bin Xu, Yongjian Wang, Yuan Li, Xiuhua Shan,
Faquan An, Jiaheng Liu. Stability mechanism of W/O crude oil emulsion stabilized
by polymer and surfactant // Colloids and Surfaces A: Physico-chem. Eng. Aspects
384 (2011) 555- 560.
Температурный контроль
Функция термостатирования образцов в ходе измерения в широком диапазоне температур (до 60°С в
версии Turbiscan LAB и до 80°C в версии Turbiscan
Tower) позволяет, с одной стороны, при проведении
измерений при комнатной температуре значительно
повысить воспроизводимость измерений за счет отсутствия вариаций температуры, а с другой - исследовать расслоение системы при повышенных температурах, если таковые используются на промыслах.
Измеряемые характеристики
Конечный объем отделившейся водной фазы
Кинетика отделения водной фазы
Сигнал пропускания водной фазы, количественно
характеризующий присутствие в ней капелек нефти
Относительный сигнал обратного рассеяния нефтяного слоя
Количественное сравнение образцов с использованием универсального показателя Turbiscan Stability
Index (Индекс устойчивости Turbiscan) (tsi)
Преимущества использования Turbiscan
Все измеряемые характеристики являются количественными и не зависят от субъективного мнения
лаборанта
Автоматизированность процедур измерения освобождает лаборанта от рутинных наблюдений.
Протоколирование всех результатов измерения
При проведении скрининга большого числа деэмульгаторов возможно снижение длительности
процесса измерения за счет использования индекса TSI через определенный промежуток времени в
качестве критерия эффективности реагента.
сигнала в верхней части виалы происходит вследствие увеличения размера капель воды при их коалесценции.
Научные исследования: установление
основного механизма дестабилизации
эмульсии
В обзоре T. Frising, C. Noik, C. Dalmazzone. The Liquid/
Liquid Sedimentation Process: From Droplet
Coalescence to Technologically Enhanced Water/
Oil Emulsion Gravity Separators: A Review //
Journal of Dispersion Science and Technology, 27:10351057, 2006 проанализированы признаки протекания
разделения эмульсий по одному из двух механизмов:
преимущественно седиментационному и преимущественно коалесцентному, а также приведен типичный
вид эволюции кривых пропускания и обратного рассеяния, соответствующий каждому из механизмов.
Таким образом, анализируя вид кривых обратного
рассеяния и пропускания, можно идентифицировать
преимущественный механизм демульсации или его
смену при использовании определенных типов демульсификаторов.
Заключение
Приборы серии Turbuscan предлагают современный,
надежный количественный и максимально автоматизированный подход к измерению устойчивости воднонефтяных эмульсий, а также оптимизации дозировки
деэмульгатора.
За дополнительной информацией обращайтесь в компанию
ООО «Термо Техно», эксклюзивному дистрибьютору оборудования Formulaction на территории РФ.
ООО «Термо Техно»
101000, Россия, Москва, Колпачный пер., д. 9а, офис 203
Тел/факс: +7 (495) 540-4762
E-mail: [email protected] | www.thermotechno.ru
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа