Комбинированные способы разрушения устойчивых эмульсионных систем высоковязких нефтей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат наук Фатхутдинова, Римма Мидехатовна

• Фатхутдинова, Римма Мидехатовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Фатхутдинова, Римма Мидехатовна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ НЕФТЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ

1.1 Причины образования водонефтяных эмульсий, содержащих механические примеси

1.2 Механизмы и методы разрушения водонефтяных эмульсий, содержащих механические примеси

1.3 Реологические и эмульсионно-дисперсные свойства нефтей

1.4 Смачивающая способность и моющее действие ПАВ

1.5 Некоторые способы разрушения водонефтяных эмульсий и методы подготовки нефтей

2. СОСТАВ, СТРУКТУРА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ЭМУЛЬСИОННО-РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И НЕФТЕШЛАМОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ

2.1 Промысловые нефти, нефтешламы и их эмульсии с водой, стабилизированные механическими примесями, - как нефтяные дисперсные системы

2.2 Влияние рН водной фазы на устойчивость водонефтяной эмульсии

2.3 Смачивающее и моющее действие ПАВ в нефтяных дисперсных системах

2.4 Изучение явления смачивания бинарной смеси ПАВ в процессе разрушения водонефтяных эмульсий

2.5 Эмульсионно-реологические свойства исследованных нефтей

3. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И

2

КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ (ОТХОДОВ - НЕФТЕШЛАМОВ) ВТОРИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

3.1. Установка и гидроакустический способ подачи реагентов в поток продукции нефтяных скважин в системе сбора и при подготовке нефтей

3.2. Способы переработки некондиционной нефтяной продукции -нефтешламов

3.2.1. Подготовка нефтяшламового сырья к переработке

3.2.2. Испытание композиционного деэмульгирующего состава

(КДС) на пилотной установке

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комбинированные способы разрушения устойчивых эмульсионных систем высоковязких нефтей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

На протяжении уже нескольких последних десятилетий в Татарстане, как наиболее развитого нефтяного региона России, постоянно возрастает доля добычи высоковязких нефтей угленосного горизонта. Происходит это за счет снижения потенциальных запасов девонских нефтей. Сложившаяся тенденция существенно обостряет проблему подготовки нефти на промыслах, т.к. карбоновые нефти с сопутствующими пластовыми водами склонны к формированию особо стойких эмульсионных систем с широким диапазоном дисперсного состава компонентов, входящих в них в виде примесей (пластовая вода, кристаллические соли и механические примеси). В тоже время тенденция повышения вязкостных свойств и агрегативной устойчивости эмульсионных систем нефти является причиной высокого удельного расхода реагентов-деэмульгаторов и не высокого качества подготавливаемой нефти на промыслах.

Рост числа опытных и усиленные темпы опытно-промысловых работ, связанных с испытанием и внедрением современных и новых перспективных методов повышения нефтеотдачи продуктивных пластов, приводят к усугублению проблем при подготовке тяжелых и высоковязких нефтей на многочисленных промысловых объектах. Не соответствие качественных показателей подготавливаемой нефти из-за эксплуатации старого технологического оборудования, несвоевременной разработки или невозможности внедрения современных технологий привело к формированию вторичного происхождения эмульсионных систем воды в нефти - это стойкие эмульсионные промежуточные слои, амбарные и ловушечные нефти, нефтяные шламы и другие отходы промысловой подготовки нефти.

Выше перечисленные нефти вторичного происхождения как дисперсные системы, содержащие высокое количество частиц механических

примесей различной природы и химического состава, и являющиеся высококонцентрированными эмульсиями нефти с водой, не схожи друг с другом и не соизмеримы по основным физико-химическим показателям, реологическим характеристикам с традиционно добываемыми нефтями и их эмульсиями.

Формирование и накопление отходов промысловых процессов (обезвоживание и обессоливание) на установках промысловой подготовки нефти после дальнейшей первичной переработки является ценнейшим углеводородным сырьем для, соответственно последующих, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленностей с целью получения товарных продуктов. Для их переработки требуется необходимость разработки высокоэффективных, экономически целесообразных и энергетически выгодных технологий. В данном аспекте наиболее важно и актуально разработать и внедрить такие современные и совершенные технологии, базирующиеся на комбинированных способах и методах (реагенты, основные аппараты и вспомогательное оборудование), которые позволяют исключать возможное образование и накопление различных видов некондиционных продуктов на всех блоках и стадиях от добычи сырой продукции нефтяных скважин на промысловых объектах до

реализации товарной нефти потребителю или заказчику. Все это необходимо

\

осуществлять в системе сбора, транспорта и подготовки продукции скважин, и, в первую очередь, где добываются высоковязкое и тяжелое углеводородное сырье. Решая эти актуальные проблемы на современном научно-техническом уровне можно обеспечить не только нормальную работу и технологический режим эксплуатации установки подготовки высоковязких нефтей, но и дополнительно вовлечь больший объем нефти в поставки товарной продукции, а также частично решить экологическую проблему в нефтяных регионах, где добывается и перерабатывается углеводородное сырье.

В связи с этим перед учеными, исследователями и промысловиками стоит важнейшая цель - это разработка и внедрение наиболее эффективных новых приёмов, методов, способов и аппаратов в технологиях процессов обезвоживания и обессоливания, осложнённых реологическими и эмульсионными свойствами нефтей. В соответствии с указанной целью решение актуальных промысловых задач позволит повысить качество подготовки нефтяного сырья к дальнейшей транспортировке, которая соответствовала бы также требованиям, предъявляемым к ее первичной и глубокой переработке, а также исключить или, по крайней мере, свести к минимуму образование побочных нефтепродуктов (эмульсионные слои в промежуточной зоне отстойных аппаратов, уловленные промежуточные слои, нефтяные проливы и нефтяные шламы).

Диссертационная работа выполнена на кафедре нефтегазового оборудования в ГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт» в соответствии с планом Программы развития топливно-энергетического комплекса РТ на 2006-2020г.г. (Закон Республики Татарстан от 13.01.2007г. №7-ЗРТ), а также с научным направлением «Создание научных основ и разработка новых высокоэффективных технологий в химии и нефтехимии» до 2020г. (ГР №01.2003.10099).

Цель работы — разработка комбинированных физико-химических способов разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий, в том числе вторичных и аномальных, содержащих повышенное количество механических примесей, на нефтяных промыслах.

В соответствии с поставленной целью задачами исследований являлись:

• исследование физико-химических свойств и процессов формирования и стабилизации устойчивых эмульсий высоковязких нефтей, являющихся дисперсными системами;

• изучение смачивающей способности и моющего действия поверхностно-активных веществ (ПАВ) и деэмульгаторов на неорганической

6

поверхности с адсорбированным на ней слоем смолисто-асфальтеновых веществ (CAB);

• теоретическое и экспериментальное обоснование подбора компонентов композиционных деэмульгирующих составов для разделения стойких водных эмульсий нефтей с высоковязкой вязкостью, стабилизированных полидисперсными частицами мехпримесей, а также нефтей, являющихся вторичными продуктами процессов обезвоживания, с целью снижения потерь углеводородного сырья и вовлечения его в дополнительные товарные поставки;

• исследование и установление целесообразности термохимического, механического, волнового и комбинированного способов воздействия на водонефтяные эмульсии в системе сбора, транспортирования и подготовки нефтей;

• оценка эффективности разработанных технико-технологических решений с целью возможности исключения образования в отстойной аппаратуре стойких промежуточных эмульсионных слоев — как потенциальных источников формирования аномальных нефтей вторичного происхождения (стойкие промежуточные водонефтяные эмульсионные слои, ловушечные и амбарные нефти, нефтешламы и т.п.);

• исследование процесса разрушения нефтешламовой эмульсии с использованием реагентной технологии.

Научная новизна:

• установлены закономерности влияния ПАВ различных классов и назначений смачивающе-моющего действия в зависимости от изменения рН водной среды на агрегативную устойчивость эмульсий нефти;

• с помощью кондуктометрического метода дисперсионного анализа произведена качественная и количественная оценка смачивающе-моющего действия ПАВ, что позволило выявить их способность эффективно удалять адсорбционную углеводородную оболочку из CAB с поверхности дисперсных частиц мехпримесей;

• установлено, что зависимости изменения смачивающе-моющего действия и деэмульгирующей эффективности бинарных смесей Реапон-4В и Олеокс-7 при различных их соотношениях не являются аддитивной величиной;

• установлена зависимость изменения эмульсионно-реологических свойств нефтяной дисперсной системы от времени и условий ее обработки при одновременном воздействии композиционным деэмульгирующим составом и роторно-пульсационным акустическим аппаратом (РПАА).

Практическая ценность:

• разработан технологический прием и способ подачи реагентов-деэмульгаторов в поток продукции нефтяных скважин, включающий блочный дозатор и РПАА;

• установлено и показано, что блочный дозатор, использующий тепло нефтяного потока, а также РППА с целью генерирования гидроакустических колебаний, вызывающих повышение температуры жидкости до 50°С, позволит исключить необходимость разработки и применения реагентов с улучшенными свойствами по температуре застывания;

• разработана методика расчета конструктивных и гидродинамических параметров блочного дозатора, внутреннее устройство которого использует скоростной ввод деэмульгатора через сопла в поток нефтяной продукции;

• разработан композиционный деэмульгирующий состав для разрушения эмульсий высоковязких нефтей и нефтешламов, формирующихся при нефтепромысловой добыче и подготовке; получена опытно - промышленная партия (1 тонна) в ООО «ХимикЛайф» в соответствии с ТУ 2381-002-37431539-2013 и , проведены лабораторно-промысловые испытания в ООО «Иджат»;

• разработанные технико-технологические решения позволяют улучшить качество подготавливаемой нефтяной продукции, исключить образование стойких промежуточных эмульсионных слоев, снизить затраты на подготовку нефти и решить ряд проблем в экологическом аспекте.

Апробация работы.

Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на XIV Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2013» (Ухта, 2013г.); Региональной научно-практической конференции «Научная сессия ученых АГНИ» (Альметьевск, 2013г.)

Публикации.

По результатам диссертационной работы опубликовано 10 работ, в том числе 4 тезиса докладов, 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Личный вклад автора.

Основные положения, экспериментальные данные, обсуждение и интерпретация результатов исследований, которые приведены в диссертационной работе и научных публикациях, получены и обобщены при непосредственном участии автора.

Автор благодарен д-ру экон. наук, профессору Альметьевского государственного нефтяного института Киямову И.К. за консультацию при обсуждении технико-экономического обоснования технологических решений и д-ру пед. наук, профессору Казанского (Приволжского) федерального университета Мингазову Р.Х. за полезные советы и предложения при выполнении дисперсионного анализа суспензий методом кондуктометрии.

Объем и структура работы.

Диссертация содержит рисунков - 23, таблиц - 9, список литературы -96 наименований; состоит из введения, 3 глав, выводов и 2 приложений; изложена на 142 страницах.

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ НЕФТЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ

В данном разделе представлен обзор и анализ возможных и существующих причин возникновения устойчивых нефтяных эмульсий, в стабилизации которых участвуют механические примеси. В первую очередь это относится к высокосернистым и высоковязким нефтям угленосного горизонта.

1.1 Причины образования водонефтяных эмульсий, содержащих механические примеси

Извлечение нефти из пластов всегда сопровождается перемешиванием ее с сопутствующей пластовой водой в процессах добычи, сбора и транспортировки, в которых неизбежно применяются различные насосы и создаются благоприятные условия для смены ламинарного режима течения продукции скважин на турбулентный, и наоборот. Смешение 2-х жидкостей начинается в нефтяном пласте, затем продолжается по всей высоте эксплуатационной скважины. За счет достаточно высокой турбулизации водонефтяного потока происходит диспергирование, и даже передиспергирование пластовой водной фазы в углеводородной среде. Это приводит к формированию и образованию стойкой к разрушению водонефтяной эмульсии.

Эмульсия - это двух- или многофазная система, которая состоит из взаимно нерастворимых или частично растворимых жидкостей. Эти жидкости распределяются одна в другой в виде мельчайших диспергированных глобул (капелек). Жидкость, которая находится во взвешенном состоянии в виде капель (нефть или вода), именуется как дисперсная фаза. Если дисперсная фаза равномерно распределена в другой жидкости, то она называется дисперсионной средой. Основными

показателями, определяющими полидисперсность и множественность эмульсии при одновременном движении пластовой воды и нефти, являются линейная скорость потока, величины поверхностной активности на межфазной границе раздела «нефть-вода» и наличие различных примесей, в особенности, механических. В последние годы в продукции нефтяных скважин появились неорганические соли в виде кристаллов из-за высокой минерализации пластовой воды, т.е. произошло превышение предела насыщения рассола /1/.

Линейная скорость потока водонефтяной смеси при течении ее от устья скважины до пунктов сбора и транспортирования нефтяной продукции скважин изменяется в пределах от нескольких десятых до 2-Зм/с. Большие изменения скорости движения жидкости, соответственно и дисперсности капель воды в нефти происходят при прохождении продукции скважин через сепарирующие аппараты, газозамерочные устройства, центробежные насосные агрегаты, трубопроводы с изгибами и переменным сечением. В этих технологических узлах турбулентность и скорость потока могут значительно возрастать, как правило, на несколько порядков, что приводит, при всех прочих равных условиях, к уменьшению размеров и увеличению дисперсности капель пластовой воды до десятков и даже сотен раз /2/.

Если в качестве одной из фаз (дисперсной) является раствор полярной жидкости, например, пластовая вода, тогда такая эмульсия относится к типу обратных эмульсий. Если же дисперсной фазой является неполярная жидкость (например, пластовая нефть), а дисперсионной средой - полярная, то это прямой тип эмульсии /3/. Добываемые и образующиеся на промыслах нефтяные эмульсии чаще всего относятся к первому типу. Переход от одного типа к другому возможен, но только в процессе сбора, где происходит предварительный сброс пластовой воды (обычно на ДНС), и при трубопроводном транспорте нефтяной продукции на дальние расстояния, если в нефти содержится не менее 50% об.

Эмульсия любого типа является неустойчивой с термодинамической точки зрения системой и стремится к разделению, если в ней отсутствует третий компонент - стабилизатор /4/. Роль стабилизатора заключается в образовании на разделе фаз «нефть-вода» прочных адсорбционных пленок, определяющих структурно-механический барьер между контактом и коалесценцией диспергированных глобул водной фазы в нефтяной среде /5/. В случае, если водонефтяная эмульсия стабилизирована природными эмульгаторами и частицами мехпримесей, то ими являются следующие компоненты нефти 161:

- вещества - низкомолекулярные эмульгаторы с явно и ярко выраженными поверхностно-активными свойствами. Ими являются достаточно легко растворимые в нефти - нафтеновые и жирные кислоты, содержание которых в нефтях может составлять 2-3%, а также смолы, находящиеся вместе с асфальтенами в ассоциативном состоянии - до 25%;

- вещества, которые проявляют низкие поверхностно-активные свойствами, примером являются асфальтены, содержащиеся в нефти обычно в пределах 5-8%, кроме того это асфальтогеновые кислоты, а также их ангидриды;

неорганические мелкодисперсные вещества различного происхождения (песок, глина, ил, сульфид железа, окись железа и водонерастворимые минеральные соли). В общей сложности смесь этих веществ иначе называют механическими примесями, которые попадают в сырую нефть из породы, а также образуются в результате химического взаимодействия (например, образование сульфида железа за счет нейтрализации сероводорода ионами железа), высокомолекулярные парафины, церезины, порфирины /4,7/.

Независимо от того, что каждые из указанных веществ содержат самые различные соединения органического и неорганического происхождения, наиболее представительными из всех природных нефтяных эмульгаторов считают, соответственно, смолы, асфальтены и парафины. Органическая

12

часть стабилизатора рассматривается как система, которая состоит из трех основных классов и групп углеводородных соединений -высокомолекулярные алканы (77), смолистые (С) и асфальтеновые (А) вещества. В зависимости от величины этих компонентов и значения их

соотношения X = эмульгаторы водонефтяных эмульсий можно

разделить на соответствующие по приоритету типы /8/:

1) асфальтенового основания, когда Х>1;

2) парафинового основания, когда Х<1;

3) смешанного основания, когда Х«1 (0,85-1,25).

Если стабилизация водонефтяной эмульсии произошла 2 типом эмульгаторов - парафинового основания, то ее разрушение может протекать несколько сложнее, чем в присутствии эмульгаторов 1 типа - асфальтенового основания. При неизменном количестве парафинов в составе адсорбционного слоя увеличение содержания смолисто-асфальтеновых веществ (САВ) может привести к образованию наиболее стойких эмульсий нефти с водой. Таким же образом сказывается увеличение доли парафиновых углеводородов при постоянном содержании АСВ /5/.

Главенствующую роль при формировании структуры смолисто-асфальтеновых веществ является полициклическая конденсированная ароматика, которая состоит из бензольных колец и их производных в тесном химическом взаимодействии с гетероциклическими кислород-, азот- и серосодержащими соединениями. При этом образуется плоская сетчатая конформация, по краям которой размещаются короткие боковые углеводородные заместители (алкильные цепи) и нафтеновые кольца /9/.

Взаимодействие пластов отдельных сложных структурных единиц приводит к образованию ассоциатов, в которых пакет листов конденсированных ароматических углеводородных соединений. Их расположение происходит параллельно друг другу, образуя «пачку», периферия которой окружена короткими боковыми цепями алифатики и

нафтеновыми кольцами. Подобная модель асфальтенового ассоциата является гипотетической, и влиянием и воздействием на ее структуру внешних условий можно пренебречь или оно практически отсутствует. Однако если воздействие имеет место, то происходит значительное изменение дисперсности сложных структурных единиц, т.е. их размеров и количества. Это приводит к существенному изменению размера ядра и толщины сольватной оболочки /10/. Среди внешних воздействий в качестве примера можно отметить роль химических реагентов и различных добавок при внесении их в нефтяную дисперсную систему. В частности, такими реагентами могут являться поверхностно-активные вещества -деэмульгаторы, ингибиторы коррозии и солеотложений. Объяснить существование легко, средне и тяжело растворимых асфальтеновых структурированных ассоциатов при этом является весьма затруднительным с научной точки зрения /11/. Отмечается, что асфальтеновые вещества проявляют наибольшую эмульгирующую и стабилизирующую способность, если они находятся в коллоидно-дисперсном, ассоциативном или близком к молекулярному растворению состояниях. Также может быть состояние, приближающееся к процессу их флокуляции, когда происходит выпадение их из раствора в виде отдельных самостоятельных частиц. Определяющим фактором состояния асфальтенов в нефти, является ее углеводородный, групповой и фракционный составы, т.е. присутствие дефлокулянтов, способных препятствовать коагуляции и ассоциации асфальтеновых осколков/12, 13/.

Низкомолекулярные смолистые углеводородные соединения являются полярными маслорастворимыми веществами. Они также проявляют активность на пограничном разделе фаз «нефть-вода». Среди них следует отметить наличие асфальтогеновых и нафтеновых кислот. Это могут быть порфириновые комплексы многовалентных, редких и тяжелых металлов, а также и некоторые другие компоненты нефти, имеющие в своей структуре полярные функциональные группы, например, - полициклические

14

конденсированные ароматические структуры и соединения с короткими, а иногда и длинными алкильными цепями. Яркими представителями являются алкилнафталины /14/.

В работе /13/ рассматривалось влияние фракционного и углеводродного состава растворителей на стойкость водонефтяных эмульсий, стабилизаторами которых выступали асфальтены. Для этой цели использовались растворы асфальтеновых веществ в отдельности в смеси с нормальным гептаном и бензолом при различных их соотношениях. Авторами этих работ установлено, что при определенном соотношении бензола и н-гептана (15:85) ассоциаты асфальтенов достигают таких размеров, которые необходимы для образования более мощных бронирующих оболочек на глобулах эмульгированной в нефти воды. При снижении содержания бензола в дисперсной системе, также как и при увеличении, приводило к снижению стабилизирующего действия асфальтенов. При уменьшении содержания бензола приводило к процессу ассоциирования асфальтенов и увеличению размера их структур в растворителе с последующим переходом из коллоидно-дисперсного состояния в состояние грубодисперсных суспензий и осаждением из растворителя. Во втором случае происходило увеличение дисперсности коллоидно-дисперсных частиц асфальтенов вплоть до перехода в состояние молекулярного растворения.

Смолистые соединения имеют достаточно близкое строение с асфальтеновыми веществами, однако в отличие от последних они неплохо растворяются в смеси углеводородов нефти. Связано это, по всей видимости, с наличием более широкого молекулярно-массового распределения. По сравнению с асфальтенами смолистые соединения представляют собой структуры с меньшей степенью конденсации нафтеновых и ароматических колец, меньшее содержание гетероатомных соединений. При этом доля нафтеновых и алифатических углеводородов в них более представительна. Смолы также обладают преимущественно линейным строением /14/.

15

Сложные структурные единицы смол и асфальтенов при взаимодействии друг с другом могут соединяться прочными физическими и химическими связями в результате образования алкильных или мостиков из нафтеновых колец между ареновыми структурами, а также водородной связью между полярными функциональными группами, которые могут находиться в боковых цепях их структур. В данном случае, безусловно, могут иметь место Ван-дер-Ваальсовские силы неспецифического межмолекулярного взаимодействия. В результате взаимодействия сложных структурных единиц возможно образование молекул-мицелл или ассоциатов смолистых и асфальтеновых веществ. Количество структур, так же как и прочность связей между ними находится в зависимости от строения самой сложной структурной единицы, т.е. от размеров плотно упакованной конденсированной ароматики, а также от внешних условий - температуры, давления и природы растворителя /13/.

Стойкость нефтяной эмульсии определяется в основном размерами глобул пластовой воды, и, самое главное, прочностью адсорбционных пленок, образующихся на поверхности капель. Результатом формирования мощного бронирующего слоя является адсорбция смолисто-асфальтеновых ассоциатов на границе раздела между фазами «нефть-вода,» а также тугоплавких и высокомолекулярных парафинов, выступающих центром кристаллизации CAB. Не исключается также флотация капель пластовой воды и частиц механических примесей /15/.

На забое скважины основная часть эмульгированной пластовой воды (80-90 %) сконцентрируется, как правило, в глобулах, имеющих критический размер (200 и более мкм). В дегазированной нефти больший объем воды имеет размер глобул в пределах от 5 до 15мкм, что составляет около 95%. Увеличение объема эмульгированной воды в виде капель с размером 3-5мкм происходит после перекачки водонефтяной эмульсии через центробежные насосы. При неравномерном движении жидкости в турбулентном потоке могут возникать зоны, способствующие образованию глобул воды с высокой

16

дисперсностью. В области более высокого градиента скоростей, в котором имеют место глобулы воды критических размеров, наиболее крупные из них подвергаются передиспергированию с образованием мелких капель. В зоне более низкого градиента и меньших турбулетных пульсаций, глобулы начинают, несомненно, коалесцировать, т.е. сливаться. Это приводит к существованию в потоке движущейся нефтяной эмульсии широкого спектра размеров диспергированных капель воды, что и объясняет причину поступления в отстойную аппаратуру установок неоднородной по составу эмульсионной системы. Тем самым это приводит к неустойчивости дисперсной системы, что определяет ее стремление к разделению на сосуществующие фазы, укрупнению глобул дисперсной фазы за счет проявления внутренних сил, обуславливающих уменьшение свободной поверхностной энергии. Вместе с тем, этому явлению препятствуют некоторые другие процессы, например, связанные с повышением величины поверхностного натяжения. Результатом чего является адсорбция асфальто-смолистых веществ на межфазных слоях и протекание процессов, связанных с упрочнением бронирующих оболочек в совокупности с другими компонентами-стабилизаторами, возникающих на поверхности глобул пластовой воды /16/. Стабилизация нефтяной эмульсии обуславливается адсорбционными пленками, которые являются структурно-механическим барьером при контакте диспергированных глобул воды между собой. В современной литературе выявлен ряд общепризнанных гипотез и теорий, трактующих формирование стойких эмульсионных систем нефти с водой, обладающих высокой агрегативной устойчивостью к разрушению /17/.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фатхутдинова, Римма Мидехатовна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тронов В.П. Разрушение эмульсий при добыче нефти. — М.: Недра, 1974.-272с.

2. Борисов С.И. Система сбора и подготовки газонефтеводяной смеси с механическими примесями // БИ. — 1991. — Вып. 22. — С. 54-56.

3. Гельфман М.И. Коллоидная химия / М.И Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов. - Изд. 2-е. - СПб.: Лань, 2004. - 336с.

4. Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. - М.: Недра, 1982. - 271с.

5. Сафиева Р.З. Физико-химические свойства нефтяных дисперсных систем и нефтегазовые технологии / Р.З. Сафиева, Р.З. Сюняев. — Ижевск: ИКИ, 2007. - 580с.

6. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. - М.: Наука, 1978. - 368с.

7. Современное состояние проблемы переработки промежуточных слоев: сб. научных трудов ТатНИПИнефти. - М.: Наука, 2000. - 273с.

8. Шехтер Ю.Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества / Ю.Н. Шехтер, С.Э Крейн., Л.Н. Тетерина. - М.: Химия, 1978. -301с.

9. Сюняев З.И. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев, Р.З. Сафиева, Р.З. Сюняев. - М.: Химия, 1990. - 226с.

10. Капустин В.М. Дисперсные состояния в каталитических системах нефтепереработки / В.М. Капустин, З.И. Сюняев. - М.: Химия, 1992 — 150с.

11. Zenke G. Dissertation T.U. / Clausthal. - Germany. - 1989.

12. Байков H.H. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды / Н.Н. Байков, Т.Н. Позднышев, Р.И. Мансуров. - М.: Недра, 1981. - 261с.

13. Петров А.А. Коллоидные стабилизаторы нефтяных эмульсий / А.А. Петров, Г.Н. Позднышев. - М.: Недра, 1971. - 348с.

14. Speight J.G. / The Chemistry and Technology of Petroleum. Ins. -New York, Basel, Hong Kong, Marsel Dekker. - 1991. - P. 441.

15. Доброскок И.Б. Анализ природных стабилизаторов неразрушенной части нефтяной эмульсии / И.Б. Доброскок, Е.А. Лапига, Л.З. Климова // Нефтепромысловое дело. - 1994. - №7-8. - С. 17-18.

16. Туманян Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. - М.: Наука и техника, 2000. - 335с.

17. Тронов В.П. Системы нефтегазосбора и гидродинамика основных технологических процессов. - Казань: Фэн, 2002. - 512с.

18. Левченко Д.Н. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях / Д.Н. Левченко, Н.В. Николаева. -М.: Химия, 1985.- 169с.

19. Байваровская Ю.В. Влияние механических примесей на процесс подготовки нефти / Ю.В. Байваровская, Е.И. Гординский, Л.М. Шипигузов и др. // Нефтепромысловое дело. — 1983. - №7. - С. 18-19.

20. Мансуров Р.И. О влиянии механических примесей на прочность межфазных пленок на границе вода-масло / Р.И. Мансуров, Е.З. Ильясова // Нефтяное хозяйство. - 1983. -№7. - С. 53-54.

21. Verger R., Mieras М.С. de Haas G.N. / J. Biol. Chem. - 1973. - V. 248.-P. 4023-4034.

22. Петров A.A. Механизм действия ПАВ, как деэмульгаторов нефтяных эмульсий / A.A. Петров, С.И. Борисов, Ю.С. Смирнов // Тр. Международного конгресса по поверхностно-активным веществам. - М.: Мир, 1987. - Т. 3. - С. 972-984.

23. Bunton С.A., Cerichelli G., Ihara I., Sepulveda L. // J. Am. Chem. Soc, 1979. - №9. - P. 2429-2435.

24. No K.H., Gutsche C.D. // J. Org. Chem., 1982. - № 47. - P. 27132719.

25. Сумм Б.Д. Физические основы смачивания и растекания / Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов. - М.: Химия, 1976. - 232с.

131

26. Фассахов Р.Х. Оценка моющего действия и смачивающей способности ПАВ / Р.Х. Фассахов, Р.Ф. Хамидуллин, И.Н. Дияров // Нефтяное хозяйство. — 1996. — №12. — С. 64-67.

27. Патент №2139518 РФ. Способ определения относительной моющей способности поверхностно-активных веществ / Р.Ф. Хамидуллин, Н.С. Гараева, И.Н. Дияров и др. Бюл. №28. - 1999.

28. Корецкий А.Ф. Реагенты и их влияние на моющий процесс: Физико-химические основы применения ПАВ / А.Ф. Корецкий, В.А. Колосанова. - Ташкент: Фан, 1977. - С. 238-252.

29. Смирнов Ю.С. Синергетический эффект деэмульгирующего действия смеси деэмульгаторов катионоактивных АНП-2 и неионогенных блоксополимеров окисей этилена и пропилена / Ю.С. Смирнов, A.A. Петров // Тр. Гипровостокнефть. — 1975. - Вып.ХШ. - С. 201-206.

30. Садриев А.Р. Исследование и интенсификация технологических процессов обезвоживания нефти с применением физико-химических методов: дисс. ... канд. техн. наук: 25.00.17. -М., 2010. — 163с.

31. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка неустойчивых эмульсий на промыслах. - М.: Недра, 1987. - 144с.

32. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - Изд. 2-е перераб. и доп. -М.: Недра, 1979. - 319с.

33. Патент №2049519, Бюл.№34, 1995 / Установка для дозирования химреагентов при сборе и подготовке нефти // Хамидуллин Ф.Ф., Хамидуллин Р.Ф., Тронов В.П. и др.

34. Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981.- 172с.

35. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. - М.: Химия, 1988. - 256с.

36. Урьев Н.Б., Потанин A.A. Текучесть суспензий и порошков / Н.Б. Урьев, A.A. Потанин. — М.: Химия, 1992. - 252с.

37. Овчинников П.Ф. Реология тиксотропных систем / П.Ф.

132

Овчинников, H.H. Круглицкий, H.B. Михайлов. - Киев, 1972. - 122с.

38. Rüssel W.B. // J. Rheol. 1980. - №3. - P. 287.

39. Krieger I.M. // Advan. Coll. Interface Sei. 1972. - №3. - P. 111.

40. Мошев B.B. Реологическое поведение концентрированных неньютоновских суспензий / В.В. Мошев, В.А. Иванов. - М.: Наука, 1990. — 53с.

41. Hoffman R.L. // J. Coll. Interface Sei. 1974. 46. - P. 491.

42. Buscall R. // Coll. and Surf. A. 1994. 83. - P. 33.

43. Krieger I.M. // Trans. Soc. Rheol. 1963. №7. - P. 101.

44. Camera Ruiz C., Aguar J. Mixed micelles of Triton X-100: interaction, composition, stability and micro-environmental properties of the aggregates // Molecular Physics. 1999. V.97. №10. P. 1095-1103.

45. Krieger I.M. Rheology of polymer colloids. In Polymer colloids / ed. R. Buscall, T. Corner, J. Stageman / L. N.Y., 1985. Ch. 6. - P. 219.

46. Quemada D. // Rheol. Acta. 1978. 17. №6. - P. 643.

47. Cheng D. C.-H. // Br. Soc. Rheol. Bull. 1989. 32. №1. - P. 1.

48. Craban S., Parzonka W., Havlik V Non-Newtonian behavior of kaolin suspensions, in Progress and Trends in Rheology II. Springer-Verlag, N.Y, 1988. -P. 325.

49. Rener E.O., Haroske D., Kohler К. // Chemsche technic. 1969. №3. -P. 137.

50. Rener E.O., Haroske D., Kohler K. // Chemsche technic. 1969. 21. №5.-P. 281.

51. Wildemuth C.R., WilliamsM.C. // Rheol. Acta. 1984. 23. P. - 627.

52. Doraiswamy D., Mujumdar A.N., Tsao I., Beris A.N., Danforth S.C., Metzner A.B. // J. Rheology. 1991. 35. №4. P. - 647.

53. Реологические и теплофизические свойства пластичных смазок / Г.Б. Фройштетер, К.К. Трилиский, Ю.Л. Ищук, П.М. Ступак; под ред. Г.В. Виноградова. -М.: Химия, 1980. - 175с.

54. Матвеенко В.Н. Вязкость и структура дисперсных систем / В.Н. Матвеенко, Е.А. Кирсанов // Вестник Моск. Ун-та. Химия. - 2011. — №4. — С. 243-281.

55. Фрейндлих Г. Тиксотропия. - M. — JL, 1939.

56. Green H., Weltmann R. // Ind. Eng. Chem. (Anal. Ed). 1949. 15. №3. -P. 1122.

57. Goodeve C.F. // Trans. Faraday Soc. 1939. 35. №2. - P. 342.

58. Cheng D.C.-H., Evans F. // Brit. J. Appl. Phys. 1965. 16. - P. 1599.

59. Boner Modern Lubricating Greases. N.Y., 1976.

60. Пивоварова H.A. О свойствах и строении нефтяных дисперсных систем / H.A. Пивоварова, Л.Б. Кириллова, М.А. Такаева, М.А. Мусаева, З.А. Мухамбетова, В.Д. Щугорев // Вестник АГТУ.-2008.-№6.-С. 138-144.

61. Сафиева Р. 3. Физикохимия нефти. - М.: Химия, 1998. - 448с.

62. Унгер Ф.Г. Использование магнитронных устройств для омагничивания жидких сред / Ф.Г. Унгер, Л.Н. Андреева, Э.Р. Гейнц и др. // Электрон и электромеханические системы и устройства. - Томск: Науч.-произв. центр «Полюс», 1997.-С. 179-183.

63. Туманян Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. - М.: Техника, 2000. - 336с.

64. Сваровская H.A. Корреляции «состав-свойство» в нефтепереработке // Наука и технология углеводородов. - 2001. - №2. - С. 11-14.

65. Батуева И.Ю. Химия нефти / И.Ю. Батуева, A.A. Гайле, Ю.В. Поконова и др. - Л.: Химия, 1984. - 360с.

66. Гюльмисарян Т.Г. Промышленные испытания смеси коксового и пекового дистиллятов в производстве саж ПМ-75 и ПМ-100 / Т.Г. Гюльмисарян, Л.П. Гилязетдинов, Л.В. Лебедев и др. // Нефтяная и газовая промышленность. - 1971. -№ 4. - С. 43-46.

67. Аксенова Э.М. Исследование термического разложения нефтяных смол и асфальтенов: автореф. дис.... канд. хим. наук. — Баку, 1972. -20с.

68. Унгер Ф.Г. Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов / Ф.Г. Унгер, JI.H. Андреева. - Новосибирск: Наука, 1995.- 192с.

69. Унгер Ф.Г. Изменение структуры нефтяных дисперсных систем в различных условиях / Ф.Г. Унгер, JI.H. Андреева // АН СО СССР. Томский филиал. - Препринт №19. - Томск, 1987. - 39с.

70. Гилязетдинов Л.П. Определение параметров темных частиц дисперсной фазы в нефтяных системах / Л.П. Гилязетдинов, М. Аль Джомаа // Химия и технология топлив и масел. - 1994. - № 3. - С. 27.

71. Лихтерова Н.М. Феноменологическая модель квазимицеллярного строения светлых погонов нефти и моторных топлив / Н.М. Лихтерова, И.М. Агаянц // Наука и технология углеводородов. - 2000. - № 4. - С. 24-37.

72. Огнева Л.Г. Реологические свойства межфазных слоев в нефтяных эмульсиях: автореф. дис.....канд. хим. наук. - М., 1981. — 18с.

73. Долгополова A.B. Исследование структурообразования воды в системе вода-нефтепродукт / A.B. Долгополова, Д.Ф. Кушнарев, Кин Ен Хва и др. // Нефтехимия. - 2004. - № 4. - С. 371-375.

74. Пергушев Л.П. Исследование влияния дисперсных характеристик обратных нефтяных эмульсий на технологические параметры процессов сбора и подготовки нефти: автореф. ... канд. техн. наук: 05.15.06. — Бугульма, 2000.-25с.

75. Хамидуллин Р.Ф. Физико-химические основы и технология подготовки высоковязких нефтей: дисс. ... д-ра техн. наук: 02.00.11; 02.00.13 - Казань, 2002. - 363с.

76. Петров A.A. Реагенты-деэмульгаторы для обезвоживания и обессоливания нефтей. — Куйбышев: Куйбыш. кн. изд., 1965. — 144с.

77. Ишалин Э.Г. Исследование свойств водных растворов поверхностно-активных веществ и их композиций: адсорбционные свойства / Э.Г. Ишалин, И.Ю. Аверко-Антонович. - Казань: КХТИ, 1990. — 16с.

78. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. - М.: Химия, 1989. - 464с.

79. Щукин Е.Д. Коллоидная химия. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. -

152с.

80. Богданова Ю.Г. Смачивающее и модифицирующее действие смесей катионного и неионогенного ПАВ: дисс. ... канд. хим. наук: 02.00.11. -М., 2001.-162с.

81. Волков В. А. Поверхностно-активные вещества в моющих средствах и усилителях химической очистки. - М.: Легкопромиздат, 1985. -201с.

82. Polano M.K. Моющий процесс / I. big. - 1968. - V. 19. - №1. - Р.

3-20.

83. Плетнев М.Ю. Косметико-гигиенические моющие средства. - М.: Химия, 1990.-272с.

84. Шенфельд И. Неионогенные моющие средства. - М.: Химия, 1965.-36с.

85. Thompson D., Lemaster С., Allen R. / J. Soc. Cosmet. Chem., 1985. -V. 36. - №4. - P. 271-286.

86. Фатхутдинова P.M. Смачивающее и моющее действие ПАВ в процессе разрушения водонефтяных эмульсий / P.M. Фатхутдинова, Р.Ф. Хамидуллин, И.К. Киямов, М.Р. Хамиди, Л.И. Киямова // Химия и технология топлив и масел - 2013. - №4. - С. 23-29.

87. Мингазов P.P. Композиционные составы для разрушения водонефтяных эмульсий на основе олигоуретанов и ионогенных поверхностно-активных веществ: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 02.00.13. -Казань, 2012.-145с.

88. Оринбасаров К.О. Повышение эффективности деэмульсации высокопарафинистых нефтей месторождений Южно-Торгайского прогиба: дисс. ... канд. техн. наук: 25.00.17. -М., 2005. - 125с.

89. Гараева Н.С. Разрушение устойчивых эмульсий высоковязких и аномальных нефтей: дисс. ... канд. техн. наук: 02.00.13 - Казань, 2001. -140с.

90. Шибаева О.Н. Разработка способов разрушения водных эмульсий высоковязких нефтей: дисс. ... канд. техн. наук: 02.00.13 - Казань, 2004. 137с.

91. Фатхутдинова P.M. Установка и гидроакустический способ подачи деэмульгатора в поток продукции нефтяных скважин при подготовке нефтей / P.M. Фатхутдинова, Р.Ф. Хамидуллин, И.К. Киямов, М.Р. Хамиди, Л.И. Киямова // Технологии нефти и газа - 2013. - №2. - С. 41-47.

92. Патент № 2354445 РФ. Акустический способ обработки жидкотекучих сред в роторно-пульсационном акустическом аппарате для его осуществления / А.Р. Садриев, В.М. Фомин, Р.Ф. Хамидуллин и др. Бюл. №13.-2009.

93. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Физматлит, 1970.-904с.

94. Аль-Обайди А.Ш. Изучение влияния механико-акустического воздействия на реологические характеристики высоковязких нефтей / А.Ш. Аль-Обайди, Р.Ф. Хамидуллин, О.Н. Шибаева, И.И. Дияров // Наука и технология углеводородов. - 2003. - №2.

95. Патент №1736543 РФ. Отстойник для подготовки нефти / Р.Ф. Хамидуллин, М.Ф. Хамидуллин, Ф.Ф. Хамидуллин и др. Бюл. №20, 1992.

96. Решение о выдаче патента на изобретение от 21.05.02 по заяв. №2000100862 от 11.01.02. Способ разрушения стойкой нефтяной эмульсии / Р.Ф. Хамидуллин, Н.С. Гараева, Р.Х. Фассахов.