Влияние ультразвукового воздействия и природы нефтяных смол на состав и свойства нефтеподобной системы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Морозова Анастасия Владимировна

• Морозова Анастасия Владимировна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Морозова Анастасия Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Структура нефтяных дисперсных систем

1.2 Структура и кристаллизация парафиновых углеводородов

1.3 Состав и свойства нефтяных смол

1.4 Основные методы улучшения реологических свойств нефти

1.4.1 Физические методы улучшения реологических свойств нефти

1.4.2 Ультразвуковая обработка

1.4.2.1 Терминология в области ультразвука

1.4.2.2 Понятие кавитации

1.4.2.3 Виды кавитации

1.4.2.4 Звукохимические реакции в неводных системах

Глава 2 Объекты и методы исследования

2.1 Реактивы

2.2 Объекты исследования

2.2.1 Нефтеподобная система

2.2.2 Реальная система

2.2.3 Нефтяные смолы

2.2.3.1 Выделение нефтяных смол методом жидкостно-адсорбционной хроматографии

2.3 Методы исследования

2.3.1 Методика проведения ультразвуковой обработки

2.3.2 Расчет интенсивности ультразвука

2.3.3 Определение температуры застывания и помутнения растворов методом экспресс-анализа

2.3.4 Определение реологических характеристик объектов

2.3.4.1 Расчет энергии разрушения дисперсной системы

2.3.4.2 Расчет кажущейся энергии активации вязкого течения

2.3.5 Определение количества осадка методом «холодного стержня»

2.3.6 Определение микроструктуры образцов

2.3.7 Определение индивидуального состава образцов методом газожидкостной хроматографии

2.3.8 Определение индивидуального состава осадков методом хроматомасс-спектрометрии

2.3.9 Метод инфракрасной спектроскопии

2.3.10 Метод протонного магнитного резонанса

2.3.11 Определение элементного состава

2.3.12 Определение молекулярной массы образцов методом криоскопии

в нафталине

2.3.13 Структурно-групповой анализ нефтяных смол

2.3.14 Потенциометрическое титрование нефтяных смол

Глава 3 Влияние ультразвуковой обработки и силикагелевых нефтяных смол на свойства раствора нефтяного парафина в декане

3.1 Влияние условий обработки на вязкостно-температурные характеристики раствора

3.2 Влияние условий обработки на прочностные характеристики раствора

3.3 Влияние условий обработки на седиментационную устойчивость раствора

3.4 Исследование осадков нефтяного парафина

3.4.1 Микроструктура осадков

3.4.2 Распределение н-алканов в осадках

3.4.3 Структурно-групповой состав силикагелевых смол в составе осадков

3.4.3.1 Расчет структурно-групповых параметров усредненных молекул силикагелевых смол

3.4.3.2 Гипотетические структуры усредненных молекул силикагелевых смол

3.5 Влияние последовательности комплексной обработки на количество и состав осадков нефтяного парафина

3.6 Р елаксация растворов нефтяного парафина в декане после обработки в ультразвуковом поле

Глава 4 Влияние бензольных и спиртобензольных смол, ультразвуковой обработки на свойства раствора нефтяного парафина в декане

4.1 Анализ структурно-группового состава бензольных и спиртобензольных смол

4.2 Влияние бензольных и спиртобензольных смол на структурно-реологические свойства раствора нефтяного парафина в декане

4.3 Влияние смол на седиментационную устойчивость раствора

4.3.1 Состав осадков и рафинатов, выделенных из раствора

4.3.1.1 Состав парафиновой фракции осадков и рафинатов

4.3.1.2 Состав бензольных смол, выделенных из осадков и рафинатов

4.3.1.3 Состав спиртобензольных смол, выделенных из осадков и рафинатов

4.4 Влияние комплексного воздействия ультразвука и бензольных /спиртобензольных смол на свойства раствора нефтяного парафина в декане

4.4.1 Структурно-реологические свойства раствора

4.4.2 Седиментационная устойчивость раствора

4.4.3 Состав осадков и рафинатов, выделенных из раствора

4.4.3.1 Состав парафиновой фракции осадков и рафинатов

4.4.3.2 Определение состава бензольных смол, выделенных из осадка и рафината

4.4.3.3 Определения состава спиртобензольных смол, выделенных из осадка и рафината

Глава 5 Влияние акустического воздействия на свойства нефтей и их смесей

5.1 Влияние ультразвуковой обработки на структурно-механические свойства высокопарафинистой нефти

5.2 Влияние высокосмолистой нефти на структурно-механические свойства высокопарафинистой нефти

5.3 Влияние комплексного воздействия ультразвуковой обработки и добавки высокосмолистой нефти на структурно-механические свойства высокопарафинистой нефти

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А.

127

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние ультразвукового воздействия и природы нефтяных смол на состав и свойства нефтеподобной системы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Разработка новых технологий транспортировки проблемных (парафинистых, высоковязких) нефтей представляет для России и других нефтедобывающих стран важнейшую задачу, поскольку доля таких нефтей в общем нефтяном балансе постоянно возрастает. В связи с этим проводятся многочисленные исследования различных способов улучшения структурно-механических характеристик транспортируемой нефти. Снижение вязкости и температуры застывания нефти достигается при использовании химических, физических методов воздействия и их различных комбинаций. Ультразвуковая обработка (УЗО) -наиболее экологически безопасный метод воздействия на нефтяные дисперсные системы (НДС), но характер изменения их реологических и энергетических параметров после УЗО зависит от компонентного состава углеводородного сырья. Проследить влияние определенной группы соединений многокомпонентной системы, в частности, нефтяных смол, которые являются природными ингибиторами осадкообразования, депрессорами вязкости и температуры застывания, на свойства НДС после УЗО, является сложной задачей. Выявление особенностей поведения НДС различного компонентного состава после ультразвукового воздействия можно упростить, если использовать нефтеподобные системы, состав которых легко установить.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №№ 19-33-90030 (2019 г.).

В данной работе исследовано влияние нефтяных смол на структурно-механические свойства раствора нефтяного парафина в декане, обработанного ультразвуком, и выявлены особенности структурно-группового состава смол, определяющие их депрессорные и ингибирующие свойства.

Для реализации поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

— определить структурно-групповые характеристики молекул силикагелевых смол (СС), в том числе бензольных (БС) и спиртобензольных (СБС), выделенных из высокосмолистой нефти;

— изучить влияние ультразвуковой обработки, добавки нефтяных смол и комплексного воздействия, включающего ультразвуковую обработку и последующее введение смол, на структурно-реологические параметры раствора нефтяного парафина в декане, процесс осадкообразования и микроструктуру осадков;

— определить структурно-групповые характеристики молекул нефтяных смол, выделенных из осадков и рафинатов нефтеподобной системы - 6 % мас. раствора нефтяного парафина в декане (НП-д);

— изучить влияние высокосмолистой нефти и комплексного воздействия на свойства высокопарафинистой нефти;

— на основе литературных и экспериментальных данных предложить механизм действия нефтяных смол на высокопарафинистые нефтяные дисперсные системы, обработанные в ультразвуковом поле.

Научная новизна работы заключается в получении новых данных о свойствах нефтяных дисперсных систем, обработанных ультразвуком, а затем модифицированных нефтяными смолами различного состава.

Впервые показано, что нефтяные смолы, являющиеся природными депрессорами и ингибиторами процесса осадкообразования, способны нивелировать отрицательное воздействие УЗО на высокопарафинистые дисперсные системы. Выявлено, что бензольные смолы, по сравнению со спиртобензольными, являются лучшими ингибиторами образования осадка в высокопарафинистой нефтеподобной системе, как исходной, так и предварительно обработанной ультразвуком.

Теоретическая значимость:

— получены новые знания о химической природе нефтяных смол, что имеет большое значение для прогнозирования их влияния на свойства углеводородного сырья при его добыче и транспортировке;

— выявлены связи между структурно-групповыми характеристиками бензольных и спиртобензольных нефтяных смол, выделенных из тяжёлой нефти, и их депрессорной и ингибирующей способностью.

Практическая значимость:

— полученные экспериментальные данные о наиболее важных структурных единицах смол, влияющих на структурно-механические свойства нефтяных дисперсных систем, могут быть использованы в области технологии синтетических присадок комплексного действия;

— установленные закономерности изменения свойств нефтяных смесей после комплексного воздействия могут быть использованы при разработке способов транспорта высокопарафинистых нефтей;

— ноу-хау «Способ подготовки нефти к трубопроводному транспорту» авторов Волковой Г.И., Морозовой А.В. зарегистрировано директором ИХН СО РАН. Приказ №№ 69 от 15.07.2021.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) закономерности изменения структурно-реологических свойств нефтеподобной высокопарафинистой дисперсной системы, обработанной в ультразвуковом поле с последующим добавлением нефтяных смол;

2) наличие связи между структурно-групповым составом бензольных и спиртобензольных нефтяных смол и их ингибирующей способностью;

3) положительный эффект комплексного воздействия ультразвуковой обработки и добавки высокосмолистой нефти на структурно-реологические свойства высокопарафинистой нефти.

Достоверность результатов. Подтверждается дополняющими друг друга экспериментальными данными, полученными автором различными методами на сертифицированном оборудовании, а также независимыми исследованиями, выполненными другими авторами в аналогичных экспериментальных условиях.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 6 статей, 5 из них в журналах, включенных в список ВАК, Web of Science, Scopus, и материалы 22 докладов на научных конференциях международного уровня.

Личный вклад автора состоит в анализе литературных источников, планировании и проведении экспериментальных работ, обработке данных физико-химических методов исследования, обсуждении полученных результатов и формулировке выводов. Личный вклад автора составляет более 80 %.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 113 наименований. Работа изложена на 141 странице, содержит 34 таблицы и 83 рисунка.

Глава 1 Литературный обзор 1.1 Структура нефтяных дисперсных систем

В настоящее время в балансе добычи нефтей наблюдается тенденция к увеличению доли тяжелой нефти и в этой связи возникают проблемы, связанные с ее транспортом по магистральному нефтепроводу. Нефть и нефтепродукты в условиях добычи, транспорта, переработки и потребления часто находятся в коллоидно-дисперсном состоянии. Одной из частей НДС является дисперсионная среда, которая во многом предопределяет свойства системы в целом. На процесс структурообразования в НДС влияют как химический, групповой, так и фракционный составы дисперсионной среды [1, 2], свойства которой определяют ряд эксплуатационных характеристик нефтяных топлив. В зависимости от совокупности внешних параметров различные компоненты нефти могут быть как в составе дисперсионной среды, так и дисперсной фазы НДС, например, алканы.

Фазой называется однородная по составу и свойствам (химический состав, физические и термодинамические свойства) часть системы, отделенная от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачкообразно.

Процесс образования новой фазы происходит в 3 стадии:

— образование первичных кристаллических зародышей; в этот момент образования новой фазы не происходит, так как частицы неустойчивы термодинамически и легко распадаются;

— формирование зародышей критических размеров; в это время наблюдается неустойчивое равновесие с исходной фазой;

— золь-гель переход или спонтанный рост критических зародышей; данный процесс приводит к формированию новой фазы.

Согласно теории З. И. Сюняева структурный элемент НДС принято обозначать таким термином, как сложная структурная единица (ССЕ). ССЕ -это элемент дисперсной структуры нефтяных систем преимущественно

сферической формы, способный к самостоятельному существованию при данных неизменных условиях (рисунок 1.1). В составе ССЕ различают ядро

(1) - более упорядоченную внутреннюю область, которая в большинстве случаев образована из высокомолекулярных алканов, полиареновых углеводородов и смолисто-асфальтеновых веществ, и сольватную оболочку

(2) из менее склонных к межмолекулярным взаимодействиям компонентов нефти [3].

'чЛ УЛ УЛ

/

Рисунок 1.1 - Строение ССЕ

Для переходной зоны (3) характерно отсутствие четкой границы между сольватной оболочкой и дисперсионной средой (4), которые плавно переходят друг в друга.

Ядро ССЕ имеет достаточно сложное строение. Для системы, в составе которой преобладают асфальтены, ядро ССЕ представлено, в основном, асфальтенами, смолами, полициклическими высокомолекулярными углеводородами и окружено компонентами с постепенно снижающимся количеством колец.

Когда температура углеводородного сырья приближается к температуре кристаллизации, в нефтяных системах существуют ССЕ не только смолисто-асфальтеновых веществ, но и парафиновых углеводородов. Интенсивность образования ассоциатов для н-алканов возрастает при увеличении их молекулярной массы. К изменению состава, числа, размеров и структуры ССЕ может привести даже небольшое изменение температуры. В равновесных условиях ССЕ, образованная из молекул высокомолекулярных алканов,

способна к самостоятельному существованию и состоит из параллельно-ориентированных молекул н-алканов. В случае, когда ядра ССЕ образованы молекулами асфальтенов и алканов, для них, под действием внешних условий, характерен обратимый переход от молекулярного состояния к дисперсному и наоборот.

Сольватная оболочка - это переходный слой от ядра ССЕ к дисперсионной среде, который образован соединениями, менее склонными к межмолекулярным взаимодействиям. Она образуется в результате адсорбции на поверхности зародыша соединений из дисперсионной среды в результате наличия в системе избыточной нескомпенсированной поверхностной энергии. На свойства сольватного слоя оказывают влияние состав дисперсионной среды, температура, давление, наличие ПАВ, радиус ядра, величина его силового поля и пр. Внутри слоя непрерывно происходит изменение свойств между значениями, характерными для слоя на поверхности ядра, до значений, соответствующих дисперсионной среде.

Помимо теории З. И. Сюняева выделяют классификации Б.П. Туманяна и Ф. Унгера. Согласно представлениям Б.П. Туманяна [4] иерархия локальных образований, возникающих в нефтяных системах в процессе фазообразования, состоит не из 3 уровней, а из 6: дозародышевый комплекс, зародыш, мицелла, сложная структурная единица, ассоциативная комбинация и агрегативная комбинация.

На основе данных, полученных методом электронного парамагнитного резонанса, Ф. Унгер установил, что состав нефтяных остатков представляют ССЕ преимущественно сферической формы. В их состав входят: ядро (парамагнитные молекулы, которые обладают большими потенциальными энергиями взаимодействия) и оболочка (диамагнитные молекулы, которые, согласно уменьшению их взаимных потенциалов, располагаются от ядра к периферии). Ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды равномерно группируются вокруг парамагнитного ядра, а гетероатомные соединения могут содержаться в различных слоях ССЕ, так как являются

спин-поляризованными молекулами и потенциальным источником образования радикалов.

Таким образом, внешними воздействиями различной природы можно управлять балансом сил в НДС, в результате чего в широких пределах будут изменяться размеры ССЕ и степень упорядоченности молекул в них. Это позволит влиять на процессы переработки нефти и качество нефтепродуктов. Путём внешних воздействий на параметры ССЕ можно вызвать целенаправленные изменения нефтяной дисперсной системы.

1.2 Структура и кристаллизация парафиновых углеводородов

Парафиновые углеводороды в НДС могут существовать, как в молекулярном состоянии, так и в виде ассоциативных структур. Способность молекул н-алканов образовывать ассоциаты при температурах, близких к температуре кристаллизации, приводит к тому, что при перекачке высокопарафинистых нефтей возникают трудности в связи с отложениями парафина на стенках трубопровода, малой подвижностью сырья при низких температурах и высокой температурой застывания [5].

Интенсивность межмолекулярных взаимодействий алканов достаточно мала по сравнению с молекулами других классов, присутствующих в углеводородном сырье. В нормальных условиях низкомолекулярные н-алканы не образуют ассоциативных структур, но с понижением температуры молекулы н-алканов параллельно ориентируются относительно друг друга и образуют ассоциаты, причем число молекул в ассоциате повышается с увеличением молярной массы углеводородов. Усиление энергии межмолекулярного взаимодействия н-анлканов происходит не только с ростом длины углеводородный цепи, но и с понижением температуры НДС, что объясняется ослаблением броуновского движения молекул углеводородов.

При снижении температуры парафиновые углеводороды претерпевают следующие фазовые переходы: кристаллизация, переход из одной кристаллической модификации в другую, растворение одной фазы в другой, насыщение или пересыщение одной фазы другой [6]. Процесс кристаллизации складывается из двух стадий: образование центров кристаллизации (или зародышей) и роста этих центров. Вторая стадия процесса кристаллизации является многоступенчатый процессом. По различным причинам рост центров кристаллизации может останавливаться на любой промежуточной стадии. Как первая стадия кристаллизации, так и вторая находятся в достаточно сильной зависимости от температуры. Понижение температуры способствует образованию зародышей кристаллизации, но при этом затрудняет подвижность молекул и скорость роста кристаллов, вследствие чего зависимость скорости кристаллизации от температуры проходит через максимум. Поскольку в растворах молекулы парафиновых углеводородов могут существовать как в виде прямолинейных цепей, так и иметь сетку зацеплений, кристаллическая структура может быть представлена сферическими или кольцевыми сферолитами, фибриллами или пластинчатыми монокристаллами.

Исследование кристаллической структуры твердых углеводородов нефти является сложной проблемой из-за многокомпонентности системы. Даже кристаллическая структура н-алканов - наиболее простых по строению молекул среди остальных компонентов группы твердых углеводородов -установлена только в последнее время.

1.3 Состав и свойства нефтяных смол

Нефтяные смолы представляют собой смесь высокомолекулярных гетероатомных соединений нефти, которые растворимы в насыщенных углеводородах и трудно разделимы на более однородные узкие фракции близких по строению веществ. Смолы составляют до 90 % мас. всех

гетероорганических соединений нефти. В тяжелых высокосмолистых нефтях содержание смол может достигать 30-50 % мас.

Согласно экспериментальным данным, о строении нефтяных смол можно сделать следующие выводы [7-9]:

— смолы представляют собой сложную смесь соединений, которые различаются по физико-химическим свойствам и неоднородны по составу;

— смолы являются поликонденсированными системами, в которых содержатся ароматические и нафтеновые циклы, а алифатические заместители представляют собой парафиновые цепочки. Нефтяные смолы значительно отличаются в зависимости от природы и состава углеводородного сырья. В более ароматичных нефтях преобладают ароматические кольца и короткие боковые цепи, а в менее ароматичных - длинные боковые цепи и нафтеновые кольца;

— молекулярная масса (ММ) смол может составлять от 500 а. е. м. до 2000 а. е. м. В молекулах смол присутствуют сера, кислород (от 1 -2 % мас. до 7-10 % мас.) и азот (является не постоянной составной частью, однако содержание его в смолах некоторых нефтей достигает 2 % мас. и больше). Гетероатомы, главным образом, входят в состав циклических структур [7 -12].

Подробно структурно-групповой состав и макроструктурные характеристики нефтяных смол описаны в работе [13], в которой обобщены экспериментальные данные 180 образцов нефтей различных месторождений Евразии. Выявлено, что большая часть молекул нефтяных смол состоит из 5-6 циклов в таких сочетаниях, что общее число колец в блоке не превышает 1 -3. Усредненные молекулы нефтяных смол, в основном, содержат конденсированные би- и триареновые ядра, на периферии которых находятся ациклические и алифатические фрагменты, структура которых зависит от природы нефти. Общее число углеродных атомов в одном блоке чаще всего составляет 25-35. Большое количество атомов углерода, связанных с ароматическими ядрами (больше 4) указывает на то, что содержащиеся в усредненных молекулах ароматические и нафтеновые циклы конденсированы

между собой. Алифатические заместители усредненных молекул нефтяных смол представляют собой линейные или слаборазветвленные цепочки, состоящие из атомов углерода. Значительную часть нефтяных смол составляют химически нейтральные вещества (бензольные смолы), меньшую - вещества кислого характера (спиртобензольные смолы) [14].

Бензольные смолы - это сложная смесь конденсированных ароматических и нафтеноароматических углеводородов с короткими алифатическими заместителями или ароматических углеводородов с длинными цепями, азотистых и фенольных оснований, серо-кислород-азотсодержащих соединений. Они являются менее вязкими, по сравнению со спиртобензольными смолами, их плотность близка к единице. В нефтях, богатых ароматическими углеводородами, находится наибольшее количество бензольных смол. Они обладают интенсивной темно-красной окраской и высокой красящей способностью [15]. Для бензольных смол характерны более низкие молекулярные массы (457-520 а. е. м.). Более высокими молекулярными массами (946-2000 а. е. м.) отличаются спиртобензольные смолы, в которых кроме конденсированных циклов содержится больше алифатических мостиков и заместителей, чем в бензольных смолах [9].

В работе [16] установлено, что в составе бензольных и спиртобензольных смол содержатся в виде фрагментов гомологические ряды н-алканов С10-С40, изопренанов, н-алкилциклогексанов С10-С30 и н-алкилбензолов С10-С30, стераны и терпаны. К тому же, несмотря на различие в полярности смол, они содержат в своем составе одинаковые углеводородные фрагменты в близких соотношениях.

Разделение смол на более узкие фракции способствует подробному изучению их структуры и свойств [17]. Вид, структура алифатических и нафтеновых фрагментов, число гетероатомов и структуры, в которые они входят, зависят от полярности и молекулярной массы нефтяных смол.

Нефтяные смолы тяжелых и легких нефтей имеют свои особенности: в «эфиросвязанных» фрагментах смол тяжелых нефтей присутствуют

полициклические ароматические углеводороды и гетероорганические соединения, а в составе «серосвязанных» фрагментов смол легкой нефти -полициклоалканы, этиловые эфиры н-алкановых кислот, алифатические спирты и бициклические сульфиды. Смолы тяжелых нефтей характеризуются более высоким суммарным выходом азотистых оснований, особенностью которых в тяжелых высокосернистых нефтях является наличие в составе низкомолекулярных оснований значительного количества

азотсеросодержащих структур, представленных алкилзамещенными тиофенохинолинами и бензотиофенохинолинами [18].

В ИХН СО РАН широко исследован структурно-групповой состав смол тяжелой нефти Усинского месторождения из различных скважин [19]. Структурные блоки усредненных молекул нефтяных смол содержат пять колец, из которых два-три ароматических и три нафтеновых, алкильные заместители достаточно развитые, линейного или слаборазветвленного строения. Больше половины структурных блоков содержат два атома кислорода, азот присутствует в 24 %, а сера - в 13 % структурных блоков усредненных молекул смол. Часть атомов серы и кислорода участвует в структуре молекул смол в виде эфирных и сульфидных мостиков. Основные связанные через них фрагменты - нормальные и разветвленные алканы, алкилциклопентаны и алкилциклогексаны, моно-, би-, три- и тетраалкилзамещенные бензолы, нафталины, фенантрены, бензо - и дибензотиофены, алифатические спирты и кислоты. Для алифатических спиртов, ароматических соединений серы и полициклических ароматических углеводородов характерной формой связывания является эфирная группа, для алифатических кислот - только сульфидная. Атомы азота находятся, главным образом, в поликонденсированных блоках из трех ароматических и одного нафтенового циклов, содержат длинные и слаборазветвленные алифатические заместители. В структурном блоке относительно низкомолекулярных ароматических оснований содержится два нафтеновых и один ароматический циклы с меньшим числом парафиновых атомов углерода в алкильном

замещении. Основные низкомолекулярные основания - алкилированные хинолины, бензохинолины и азапирены, незамещенный дибензохинолин и его алкилпроизв одные.

Совокупность приведенных результатов имеет значение для углубления знаний о химической природе высокомолекулярных компонентов тяжелых нефтяных систем и прогнозирования состава дистиллятных фракций, получаемых в процессе их термической переработки.

Взаимодействуя с парафиновыми углеводородами, смолы образуют с их молекулами достаточно прочные ассоциативные комплексы с упорядоченной структурой, снижая, таким образом, температуру начала кристаллизации твердых углеводородов в нефтях, и, как следствие, смещая начало процесса кристаллизации парафиновых углеводородов в область более низких температур [20].

В то же время, авторы работы [21] отмечают, что нефтяные смолы могут способствовать как стабилизации, так и дестабилизации ядер ССЕ, что связано с их способностью к самоагрегации. Некоторые смолы имеют более высокую склонность к адсорбции на различных субстратах, даже на частицах силикагеля с одинаковой площадью поверхности, что и указывает на более высокую степень агрегирования [22].

1.4 Основные методы улучшения реологических свойств нефти

Улучшение структурно-механических характеристик добываемой и транспортируемой нефти достигается при использовании термической обработки, методов физического и химического воздействия, разбавление легкими фракциями нефти или растворителями различной природы [23-39]. Для увеличения эффективности обработки часто используют комбинированные методы воздействия.

При термической обработке, которая традиционно используется в процессах добычи, транспорта нефтяных дисперсных систем, используют

технологии с применением горячей воды, острого пара, в качестве теплоносителя; электропечей; электродепарафинизаторов; реагентов, при взаимодействии которых протекают экзотермические реакции [40-42]. Недостатки этого метода: высокая энергоемкость, высокая задействованность технических средств, жесткие характеристики температурного режима, простаивание скважины и трубопровода во время обработки.

Химический метод воздействия довольно широко распространен в нефтяной отрасли, он является высокоэффективным, но в то же время дорогостоящим и экологически не безопасным. Большое количество работ на сегодняшний день посвящено изучению влияния депрессоров и ингибиторов на структурные свойства нефтяных дисперсных систем [43 -45]. В работе [46] показано, что использование присадок на основе полиалкилметакрилатов позволяет улучшить структурно-механические характеристики и снизить количество асфальтосмолопарафиновых отложений малопарафинистых, парафинистых и высокопарафинистых нефтяных систем, в которых содержание парафиновых углеводородов не превышает 10 % мас. Применение присадок для нефтяных дисперсных систем, содержащих более 10 % мас. парафиновых углеводородов, не эффективно.

Авторами работы [47] проведено сравнение полимеров высших алкилакрилатов и композиции на основе гидрофильно-модифицированного аммонийсодержащего высшего полиалкилакрилата в качестве присадок для улучшения низкотемпературных свойств. Проведенные исследования показали, что в смесях высокопарафинистой нефти и газоконденсатов присадки на основе сополимеров высших алкилакрилатов не оказывают сильного влияния на стадии зарождения и роста кристаллов парафинов, в то же время, проявляют значительный депрессорный эффект при формировании объемной структуры, снижая температуру застывания. Кроме того, указанные полимеры снижают низкотемпературную динамическую вязкость смесей нефть-газоконденсат и эффективно ингибируют образование асфальтосмолопарафиновых отложений, причем композиция на основе

гидрофильно-модифицированного аммонийсодержащего полиалкилакрилата проявляет более сильный эффект по сравнению со стандартными не модифицированными сополимерами алкилакрилатов. Те же авторы исследовали совместное действие полиалкилакрилатов и оксиэтилированных высших спиртов, и показали, что смеси дают заметный синергетический эффект, улучшая низкотемпературные свойства высокопарафинистой, высокосмолистой нефти Южно-Табаганского месторождения [48].

Одним из популярных научных направлений считается применение нанотехнологий в нефтедобывающей отрасли. В работах ученых указывается актуальность использования металлических наночастиц в разработке месторождений тяжелой сверхвязкой нефти [49-55]. В настоящее время синтезируются присадки, в состав которых входят наноразмерные частицы. В работе [56] исследовали эффективность композита, состоящего из наночастиц ЛЪОз (20-30 нм), низкомолекулярного полимера и синтетического ПАВ-Реапон-4В. Однако большие капиталовложения в разработку подобных присадок, по-видимому, не оправданы: эффективность по снижению динамической вязкости в температурном диапазоне от плюс 20 °С до минус 10 °С с увеличением скорости сдвига уменьшается; при малых скоростях сдвига депрессия вязкости не высока (20-35 %) и лишь при 20 °С достигает 67 %, что в условиях температур осенне-зимнего периода является недостаточным.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Морозова Анастасия Владимировна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванова, Л. В. Влияние химического состава и обводненности нефти на количество асфальтосмолопарафиновых отложений / Л. В. Иванова, А. А. Васечкин, В. Н. Кошелев // Нефтехимия. - 2011. - Т. 51, №№1. - С. 403-409.

2. Байда, А. А. Влияние физико-химических свойств асфальтосмолопарафиновых веществ на образование асфальтосмолопарафиновых отложений / А. А. Байда, А. Н. Гребнев, А. Н. Мозырев, С. Г. Агаев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. -2017. - №4. - С. 116-121.

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

4. Туманян, Б. П. Некоторые аспекты формирования инфраструктуры нефтяных дисперсных систем / Б. П. Туманян // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. - 2010 - Т.4, № 37. - С. 10-13.

5. Байда, А. А. Моделирование процессов кристаллизации и растворения твердых углеводородов нефти / А. А. Байда, Е. О. Землянский, А. Г. Мозырев, Ю. П. Гуров, С. Г. Агаев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2017. - №4. - С. 116-121.

6. Тронов, В. П. Механизм образования смолопарафиновых отложений и борьба с ними / В. П. Тронов. - Москва: Недра, 1969. - 192 с.

7. Смольянинова, Н. М. Исследование смолисто-асфальтеновых веществ Нижневартовских нефтей / Н. М. Смольянинова, Л. Д. Кригер, Л. А. Игумнова // Известия Томского политехнического института. - 1977. - Т. 300, № 2. - С. 16-22.

8. Камьянов, В. Ф. Гетероатомные компоненты нефти / В. Ф. Камьянов, В. С. Аксенов, В. И. Титов. - Новосибирск: Наука, 1983. - 237 с.

9. Руденская, И. М. Состав, структура и физико-механические свойства нефтяных дорожных битумов / И. М. Руденская, А. В. Руденский // Дороги и мосты. - 2009. - № 22. - С. 278-295.

10. Батуева, И. Ю. Химия нефти / И. Ю. Батуева, А. А. Гайле, Ю. В. Поконова. - Ленинград: Химия, 1984. - 360 с.

11. Сергиенко, С. Р. Состав и свойства высокомолекулярных соединений нефти / С. Р. Сергиенко, И. О. Делоне, Б. Э. Давыдов, М. П. Тетерина // Труды Института нефти АН ССР. - 1956. - № 8. - С. 35-47.

12. Сергиенко, С. Р. Очерк развития химии и переработки нефти / С. Р. Сергиенко. - Москва: Изд-во АН СССР, 1955. - 310 с.

13. Головко, А. К. Закономерности в структурно -групповом составе высокомолекулярных гетероатомных компонентов нефтей / А. К. Головко, Л.

B. Горбунова, В. Ф. Камьянов // Геология и геофизика. - 2010. - Т. 51, № 3. -

C. 364-374.

14. Сергиенко, С. Р. Высокомолекулярные соединения нефти / С. Р. Сергиенко. - Москва: Гос. научно-техническое изд. Нефтяной и горнотопливной литературы, 1959. - 411с.

15. Поконова, Ю. В. Химия высокомолекулярных соединений нефти / Ю. В. Поконова. - Ленинград: Изд. Ленинградского университета, 1980. - 171 с.

16. Гордадзе, Г. Н. Исследование строения бензольных, спирто-бензольных смол и керогена органического вещества пород (на примере пород баженовской свиты Северной части гыданского полуострова) / Г. Н. Гордадзе, М. В. Гируц, А. Р. Пошибаева, В. В. Пошибаев, А. А. Гаянова, А. В. Постников, О. В. Постникова // Нефтехимия. - 2019. - Т. 59, № 6. - С. 618-631.

17. Головко, А. К. Структурные превращения нефтяных смол и их фракций при термолизе / А. К. Головко, А. А. Гринько // Нефтехимия. - 2018. - Т. 58, № 4. - С. 391-398.

18. Герасимова, Н. Н. Состав и структура смолистых компонентов легкой и тяжелых нефтей / Н. Н. Герасимова, Т. В. Чешкова, Е. Б. Голушкова, Т. А. Сагаченко, Р. С. Мин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2019. - Т. 330. - № 110. - С. 155-164.

19. Чешкова, Т. В. Состав и строение смолистых компонентов тяжелой нефти месторождения Усинское / Т. В. Чешкова, Е. Ю. Коваленко, Н. Н.

Герасимова, Т. А. Сагаченко, Р. С. Мин // Нефтехимия. - 2017. - Т. 57, N° 1. -С. 33-40.

20. Yudina, N. V. Formation of Organic Deposits in Model Petroleum Systems / N. V. Yudina, Yu. V. Loskutova // Petroleum Chemistry. - 2020. - Vol. 60, №№ 6. -P. 693-698. DOI: 10.1134/S0965544120060110.

21. Pereira, J. C. Resins: The Molecules Responsible for the Stability/Instability Phenomena of Asphaltenes / J. C. Pereira, I. Lopez, R. Salas, F. Silva, C. Fernandez, C. Urbina, J. C. Lopez // Energy & Fuels. - 2007. - Vol. 21. - P. 1317-1321.

22. Islas-Flores, C. A. Fractionation of petroleum resins by normal and reverse phase liquid chromatography / C. A. Islas-Flores, E. Buenrostro-Gonzalez , C. LiraGaleana // Fuel. - 2006. - Vol. 85. - P. 1842-1850.

23. Иванова, Л. В. Асфальтосмолопарафиновые отложения в процессах добычи, транспорта и хранения / Л. В. Иванова, Е. А. Буров, В. Н. Кошелев // Нефтегазовое дело. - 2011. - №№1. - С. 268-284.

24. Волкова, Г. И. Влияние природы разбавителей на вязкость смолистых систем / Г. И. Волкова, И. В. Прозорова, Н. Н. Шелест, Н. В. Юдина / Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. - 2011. - N° 1. - С. 17-20.

25. Шакирова, Л. Н. Исследование процесса термической обработки сверхвязкой нефти для снижения ее вязкости / Л. Н. Шакирова, С. Н. Судыкин, Л. М. Абдрахманова, А. Н. Судыкин, М. Р. Якубов // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть ПАО «ТАТНЕФТЬ», Москва. - 2015. - С. 263-267.

26. Loskutova, Yu. V. Improving the structural-rheological properties of highparaffin crude oil using chemical reagents and vibrational treatment / Yu. V. Loskutova, I. V. Prozorova, N. V. Yudina // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. - 2011. - Vol. 47, № 5. - P. 358-361.

27. Musina, N. S. Application of Magnetic Treatment to Changing the Composition and Physicochemical Properties of Crude Oil and Petroleum Products / N. S. Musina, T. A. Maryutina // Journal of Analytical Chemistry. - 2016. - Vol. 71, № 1. - P. 27-34.

28. Лоскутова, Ю. В. Результаты обработки высокосмолистых нефтей переменным ассиметричным током / Ю. В. Лоскутова, А. М. Ивлева, Н. В. Юдина, Г. Е. Ремнев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. -2012. - № 4. - С. 103-107.

29. Савиных, Ю. В. Воздействие электронного пучка на вязкостные характеристики нефти / Ю. В. Савиных, В. М. Орловский, Ю. В. Лоскутова // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2015. - Т. 58, N° 9-3. - С. 131134.

30. Ганиева, Т. Ф. Механико-акустическое воздействие на высоковязкую нефть / Т. Ф. Ганиева, Р. З. Фахрутдинов // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - № 4. - С. 10-12.

31. Abramov, V. O. Sonochemical approaches to enhanced oil recovery / V. O. Abramov, A. V. Abramova, V. M. Bayazitov, L. K. Altunina, A. S. Gerasin, D. M. Pashin, T. J. Mason // Ultrasonics Sonochemistry. - 2015. - Vol. 25. - P. 76-81.

32. Litvinets, I. V. Effect of ammonium-containing polyalkyl acrylate on the rheological properties of crude oils with different ratio of resins and waxes / I. V. Litvinets, I. V. Prozorova, N. V. Yudina, O. A. Kazantsev, A. P. Sivokhin // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2016. - Vol. 146. - P. 96-102.

33. Xu, Y. Heavy oil viscosity reduction at mild temperatures using palladium acetylacetonate / Y. Xu, K. N. Heck, C. Ayala-Orozco, J. H. Arredondo, W. Zenor, M. Shammai, M. S. Wong // Fuel. - 2021. - Vol. 294. - 120546. https://doi. org/10.1016/j. fuel. 2021.120546

34. Xu, Y. Understanding the role of iron (III) tosylate on heavy oil viscosity reduction / Y. Xu, K. N. Heck, C. Ayala-Orozco, P-T Chiang, J. H. Arredondo, W. Zenor, M. Shammai, M. S. Wong // Fuel. - 2020. - Vol. 274. - 117808. https://doi. org/10.1016/j. fuel. 2020.117808

35. Ren, Y. Synthesis and mechanism analysis of a new oil soluble viscosity reducer for flow improvement of Chenping heavy oil / Y. Ren, S. Xia // Chinese Journal of Chemical Engineering. - 2021. https://doi. org/10.1016/j.cjche. 2021.04.029.

36. Li, J. Viscosity reduction process of heavy oil by catalytic co-pyrolysis with sawdust / J. Li, T. Zhou, X. Tang, X. Chen, M. Zhang, X. Zheng, Ch. Wang, C. Deng // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. - 2019. - Vol. 140. - P. 444-451. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.04.027.

37. Tang, X-D. Experimental study on a biomass-based catalyst for catalytic upgrading and viscosity reduction of heavy oil / X-D Tang, T-D Zhou, J-J Li, C-L Deng, G-F Qin // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. - 2019. - Vol. 143. -104684. https://doi.org/10.1016/jjaap.2019.104684.

38. Chen, Q. Viscosity reduction of extra-heavy oil using toluene in water emulsions / Q. Chen, Y. Zhu, M. Wang, G. Ren, Q. Liu, Z. Xu, D. Sun // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2019. - Vol. 560. -P. 252-259. https://doi. org/10.1016/j. colsurfa.2018.10.025.

39. Sun, H Rheological properties and viscosity reduction of South China Sea crude oil / H. Sun, X. Lei, B. Shen, H. Zhang, J. Liu, G. Li, D. Wu // Journal of Energy Chemistry. - 2018. - Vol. 27, № 4. - P. 1198-1207. https://doi. org/10.1016/j.jechem.2017.07.023.

40. Тетельмин, В. В. Нефтегазовое дело. Полный курс: учебное пособие / В. В. Тетельмин, В. А. Язев. -Долгопрудный: Интелект, 2009. - 800 с.

41. Santos, L. A. Heavy oil transportation through steam heating: An analytical and numerical approach / L. A. Santos, D. C. Ribeiro, O. J. Romero // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2020. - Vol. 195. - 107932. https://doi. org/10.1016/j. petrol. 2020.107932.

42. Юмагулова, Ю. А. Моделирование процесса нагревания тяжелой нефти с целью снижения ее вязкости / Ю. А. Юмагулова, А. А. Гиззатуллина // В сборнике: Инновационные технологии в образовании. материалы Всероссийской научно-практической конференции. - 2015. - С. 204-206.

43. Zhang, F. Fabricating a heavy oil viscosity reducer with weak interaction effect: Synthesis and viscosity reduction mechanism / F. Zhang, Y. Liu, Q. Wang, Y. Han, Z. Yan, H. Chen, Y. Tan // Colloid and Interface Science Communications. - 2021. - Vol. 42. - 100426. https://doi.org/10.1016/j.colcom.2021.100426.

44. Li, P. Synthesis and properties of functional polymer for heavy oil viscosity reduction / P. Li, F. Zhang, Y. Gong, J. Tang, C. Zhang, Z. Sun, G. Liu, X. Li, // Journal of Molecular Liquids. - Vol. 330. - 115635. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115635.

45. Elarbe, B. Influence of poly (stearyl acrylate co-behenyl acrylate) as flow improvers on the viscosity reduction of Malaysian crude oil / B. Elarbe, I. Elganidi, N. Ridzuan, N. Abdullah, K. Yusoh // Materials Today: Proceedings. - 2021. - Vol. 42, № 1. - P. 201-210. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.11.468.

46. Литвинец, И. В. Влияние присадок на структурно-механические свойства модельных нефтяных систем / И. В. Литвинец, Н. А. Небогина, И. В. Прозорова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. -2018. - № 3. - С. 42-56.

47. Литвинец, И. В. Влияние полиалкилакрилатных добавок на низкотемпературные свойства смесей газовых конденсатов и высокопарафинистой нефти / И. В. Литвинец, К. В. Ширшин, И. В. Прозорова, Н. В. Юдина, Ю. В. Лоскутова, О. А. Казанцев, А. П. Сивохин, И. Р. Арифуллин // Пластические массы. - 2016. - № 9-10. - С. 32-37.

48. Прозорова, И. В. Синергетическое действие полиалкилакрилатов и оксиэтилированных высших спиртов при улучшении низкотемпературных свойств парафино-смолистой нефти / И. В. Прозорова, К. В. Ширшин, И. В. Литвинец, И. Р. Арифуллин, Н. А. Небогина, А. П. Сивохин, О. А. Казанцев // Пластические массы. - 2017. - № 11-12. - С. 51-55.

49. Ибрагимова, Д. А. Конверсии тяжелого углеводородного сырья в ценное нефтехимическое сырье с участием комплексов и наноразмерных частиц переходных элементов / Д. А. Ибрагимова, Л. Р. Байбекова, С. М. Петров, И. И. Гуссамов, Я. И. Абделсалам // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, № 23. - С. 335-337.

50. Шахбазов, Э. К. Особенности развития нанотехнологий в нефтяной промышленности / Э. К. Шахбазов, Э. А. Кязимов // Труды международной

научно-практической конференции «Особенности разведки и разработки месторождений нетрадиционных углеводородов» 2-3 сентября 2015г., г. Казань. - Казань: Изд-во «Идел-Пресс». - 2015. - С. 373-378.

51. Гадельшин, Р. М. Применение наночастиц в нефтедобыче тяжелой и битуминозной нефти / Р. М. Гадельшин, Р. К. Ибрагимов, И. И. Гуссамов, Д. А. Ибрагимова // Вестник Технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 17. - С. 60-63.

52. Li, H. Experimental study on viscosity reduction of heavy oil with water content by synergistic effect of microwave and nano-catalyst / H. Li, H. Gao, X. Zhao, Z. Xia, B. Yu, D. Sun // Journal of Petroleum Science and Engineering. -2021. - 109271. https://doi. org/10.1016/j. petrol. 2021.109271.

53. Hanyong, L. Experimental study on the viscosity reduction of heavy oil with nano-catalyst by microwave heating under low reaction temperature / L. Hanyong, C. Kexin, J. Ling, W. Leilei, Y. Bo // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2018. - Vol. 170. - P. 374-382. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2018.06.078.

54. Ahoee, M. M. Impact of amine@ZnO/CNT and fatty acid@ZnO/CNT as hydrophilic functionalized nanocomposites on reduction of heavy oil viscosity / M. M. Ahoee, Z. Fakhroueian, M. T. Sadeghi, P. Esmaeilzadeh // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2019. - Vol. 172. - P. 199-208. https://doi. org/10.1016/j. petrol. 2018.09.044.

55. Zhao, K. Preparation of molybdenum-doped akaganeite nano-rods and their catalytic effect on the viscosity reduction of extra heavy crude oil / K. Zhao, X. Wang, H. Pan, Q. Li, J. Yang, X. Li, Z. Zhang // Applied Surface Science. - Vol. 427, № 2. - P. 1080-1089. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.09.097

56. Харитонов, Е. В. Исследование реологических свойств присадки для транспортировки вязкой нефти и оценка эффективности поверхностных свойств / Е. В. Харитонов, Г. И. Дусметова, А. В. Шарифуллин, Л. Р. Байбекова // Знание. - 2017. - № 11-1 (51). - С. 55-64.

57. Shadi, W. H. Heavy crude oil viscosity reduction and rheology for pipeline transportation / W.H.Shadi, T. G. Mamdouh, E. Nabil // Fuel. - 2010. - № 89. -P. 1095-1100.

58. Гаррис, Н. А. Проблемы транспортирования тяжелых нефтей / Н. А. Гаррис, О. Ю. Полетаева, Р. Ю. Латыпов // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2013. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-transportirovaniya-tyazhelyh-neftey (дата обращения: 4.01.2021)

59. Мусина, Н. С. Применение магнитной обработки для изменения состава и физико-химических свойств нефти и нефтепродуктов / Н. С. Мусина, Т. А Марютина // Журнал аналитической химии. - 2016. - Т. 71, № 1- С. 29-36.

60. Лоскутова, Ю. В. Влияние низкочастотного акустического поля и полимерной присадки на структурно-механические параметры нефти / Ю. В. Лоскутова, Н. В. Юдина В. А. Данекер // Известия высших учебных заведений. серия «химия и химическая технология». - 2019. - Т. 62, № 1. - С. 70-77.

61. Маргулис, М. А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция / М.А Маргулис. - Москва: Химия, 1986. - 288 c.

62. Мэйсон, Т Химия и ультразвук. Пер. с англ. / Т. Мэйсон [и др.] // Под. Ред. Т. Мейсона. - Москва: Мир, 1993. - 191 с.

63. Аракелян В.Г. Кавитационное воздействие на изоляционные жидкости электрооборудования / В. Г. Аракелян // Электрохимия. - 2009. - № 5. - С. 4455.

64. Маргулис, M. А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях) / M. А. Маргулис. - Москва: Высш. шк, 1984. - 245 с.

65. Mason, T. J. Sonochemistry: Theorie, Application, and Uses of Ultrasound in Chemistry / T. J. Mason, P. J. Larimer // New-York: Ellis Harwood, 1988. - 155 p.

66. Wang, Z. Research on ultrasonic excitation for the removal of drilling fluid plug, paraffin deposition plug, polymer plug and inorganic scale plug for near-well ultrasonic processing technology / Z. Wang, J. Zeng, H. Song, F. Li // Ultrasonic Sonochemistry. - 2017. - Vol. 36. - P. 162-167.

67. Wang, Z. Review on application of the recent new high-power ultrasonic transducers in enhanced oil recovery field in China / Z. Wang, Y. Xu // Energy. -2015. - Vol. 89. - P. 259-267.

68. Avvaru, B. Current knowledge and potential applications of cavitation technologies for the petroleum industry / B. Avvaru, N. Venkateswaran, P. Uppara, S. B. Iyengar, S. S. Katti // Ultrasonic Sonochemistry. - 2018. - Vol. 42. - P. 493507.

69. Huang, X. Experimental study on viscosity reduction for residual oil by ultrasonic / X. Huang, C. Zhou, Q. Suo, L. Zhang, S. Wang // Ultrasonic Sonochemistry. - 2018. - Vol. 41. - P. 661-669.

70. Mousavi, S. M. Effect of ultrasonic irradiation on rheological properties of asphaltenic crude oils / S. M. Mousavi, A. Ramazani, I. Najafi, S. M. Davachi // Petroleum. Scince. - 2012. - Vol. 9, №№1. - P. 82-88.

71. Salehzadeh, M. Experimental study of ultrasonic radiation on growth kinetic of asphaltene aggregation and deposition / M. Salehzadeh, A. Akherati, F. Ameli, B. Dabir // Canadian Journal of Chemical Engineering. - 2016. - Vol. 94, № 11. -P. 2202-2209.

72. Silva-Oliver, G. Theoretical evaluation of dilution processes versus thermal effects induced on the transport of heavy oil / G. Silva-Oliver, E. Ramirez-Jimenez, F. Sánchez-Minero, H. Valdes-Pastrana, F. Mendez, G. Ascanio, J.P. Aguayo, S. Sanchez // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2020. - Vol. 192. -107246. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107246.

73. Хамидуллин, Р. Ф. Изменение глубины отбора и свойств бензиновой фракции из нефти, активированной акустическим воздействием / Р. Ф. Хамидуллин, Х. Э. Харлампиди, Р. М. Никулин, А. В. Ситалов, Ф. А. Шараф // Нефтяное хозяйство. - 2017. - № 1. - С. 88-93.

74. Муллакаев, М. С. Ультразвук - эффективный метод регулирования реологических свойств нефтяных дисперсных систем / М. С. Муллакаев, Р. М. Муллакаев // Материалы международной научно-методической конференции,

посвященная 75-летию победы в Великой Отечественной Войне. - 2020. -С. 456-458.

75. Mullakaev, M. S. Ultrasonic automated oil well complex and technology for enhancing marginal well productivity and heavy oil recovery / M. S. Mullakaev, V. O. Abramov, A. V. Abramova // Journal of Petroleum Science and Engineering. -2017. - Vol. 159. - С. 1-7.

76. Hofstatter, H. Application of Ultrasound for the Destruction of Resin-Paraffin Deposits in Pipeline Transportation of Oil / H. Hofstatter, M. Pavlov, B. Mastobaev // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. - 2014. - № 4. - С. 35-39.

77. Хмелев, В. Н. Выявление оптимальных условий ультразвуковой кавитационной обработки высоковязких и неньютоновских жидких сред / В. Н. Хмелев, А. В. Шалунов, Р. Н. Голых, С. С. Хмелев // Южно-Сибирский научный вестник. - 2014. - № 2. - С. 138-142.

78. Cui, J. Analysis of the viscosity reduction of crude oil with nano-Ni catalyst by acoustic cavitation / J. Cui, Z. Zhang, X. Liu, L. Liu, J. Peng, // Fuel. - 2020. -Vol. 275. - 117976. https://doi.org/10.10167j.fuel.2020.117976.

79. Cui, J Studies on viscosity reduction and structural change of crude oil treated with acoustic cavitation / J. Cui, Z. Zhang, X. Liu, L. Liu, J. Peng, // Fuel. - 2019. -Vol. 263. - 116638. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116638.

80. Qiao, J Experimental studies on the effect of ultrasonic treatment and hydrogen donors on residual oil characteristics / J. Qiao, K. Zuo, Y. Sun, W. Song, X. Zhang, L. Dai, W. Wang, C. Jian // Ultrasonics Sonochemistry. - 2020. - Vol. 69. - 105266, https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105266.

81. Wang, Z. Lithium niobate ultrasonic transducer design for enhanced oil recovery / Z. Wang, Y. Xu, Y. Gu // Ultrasonic. Sonochemistry. -2015. - Vol. 27. -P. 171-177. https://doi. org/10.1016/j.ultsonch.2015.05.017.

82. Павлов, М. В. Применение ультразвука для удаления асфальтосмолистых парафиновых отложений в резервуарах для хранения нефти / М. В. Павлов, Б. Н. Мастобаев, Х. Хофштаттер // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2017. - № 6. - С. 58-62.

83. Naderi, K. Influence of intensity and frequency of ultrasonic waves on capillary interaction and oil recovery from different rock types / K. Naderi, T. Babadagli // Ultrasonic Sonochemistry. -2010. - Vol.17, № 3. - P. 500-508. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.10.022.

84. Wang, Z. State-of-the-art on ultrasonic oil production technique for EOR in China / Z. Wang, C. Yin // Ultrasonic Sonochemistry. -2017. - Vol. 38. - P. 553559. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.03.035.

85. Mohsin, M. An extended model for ultrasonic-based enhanced oil recovery with experimental validation / M. Mohsin, M. Meribout // Ultrasonic Sonochemistry. - 2015. - Vol. 23. - P. 413-423. https://doi. org/10.1016/j. ultsonch.2014.08.007.

86. Abramov, V. O. Ultrasonic technology for enhanced oil recovery from failing oil wells and the equipment for its implementation / V. O. Abramov, M. S. Mullakaev, A. V. Abramova, I. B. Esipov, T. J. Mason // Ultrasonic Sonochemistry. - 2013. - Vol. 20, № 5. - P. 1289-1295. https://doi. org/10.1016/j. ultsonch.2013.03.004.

87. Razavifar, M. Experimental investigation of the ultrasonic wave effects on the viscosity and thermal behaviour of an asphaltenic crude oil / M. Razavifar, J. Qajar // Chemical Engineering and Processing. - 2020. - Vol. 153. - 107964. https://doi. org/10.1016/j. cep.2020.107964.

88. Krasnikov, P. E. Study of the influence of ultrasonic action on the properties of raw materials for the production of compounded road bitumen / P. E. Krasnikov, M. M. Gavrilov, K. A. Efimenko, A. G. Egorov, N. V. Nikitchenko, P. M. Tyukilina, A. A. Pimenov, Kh. Kh. Akhmadova, L. Sh. Makhmudova, // Petrochemistry. -2018. - Vol. 58, № 4. - P. 438-442.

89. Бахтин, Б. И. Низкотемпературный крекинг углеводородов в кавитационных ультразвуковых поля / Б. И. Бахтин, А. В. Десятов, О. И. Корба // Мир нефтепродуктов. - 2009. - № 6. - С. 14-19.

90. Некучаев, В. О. Влияние термообработкии ультразвука на вязкость парафинистой нефти Кфртаельского месторождения РК. Ресурсы

Европейского Севера / В. О. Некучаев, М. М. Михеев // Технология и экономика освоения. - 2018. - T. 2, №2 12. - С. 88-93.

91. Яковлев, В. А. Исследование химических превращений органических соединений при кавитационном воздействии / В. А. Яковлев, С. Г. Заварухин, В. Т. Кузавов, С. И. Стебновский, Н. В. Малых, Л. И. Мальцев, В. Н. Пармон // Химическая физика. - 2010. - Т.29, №№ 3 - С. 43-51.

92. Красников, П. Е. Исследование влияния ультразвукового воздействия на свойства сырья для производства компаундированных дорожных битумов / П. Е. Красников, М. М. Гаврилов, К. А. Ефименко, А. Г. Егоров, Н. В. Никитченко, П. М. Тюкилина, А. А. Пименов, Х. Х. Ахмадова, Л. Ш. Махмудова // Нефтехимия. - 2018. - Т. 58, №№ 4. - С. 438-442.

93. Нурулаев, В. Х. Из негатива в позитив. Кавитация в нефтепроводах улучшает свойства нефти / В. Х. Нурулаев // Oil&Gas journal Russia. - 2016. -№ 9. - С. 88-92.

94. Павлов, М. В. Применение ультразвука для очистки от асфальтосмолистых и парафиновых отложений на объектах транспорта и хранения нефти / М. В. Павлов // автореферат к дис. на соискание степени канд. хим. Наук. - Уфа. - 2019. - 24 с.

95. Безымянников, Т. И. Моделирование применения ультразвука для очистки от асфальто-смолистых и парафиновых отложений на объектах транспорта и хранения нефти / Т. И. Безымянников, М. В. Павлов, А. Р. Валеев, Б. Н. Мастобаев // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2018. - № 3. - С. 22-26.

96. Wang, Z. Advances in ultrasonic production units for enhanced oil recovery in China / Z. Wang, R. Fang, H. Guo // Ultrasonic Sonochemistry. - 2020. - V. 60. - 104791. https://doi.org/10.10167j.ultsonch.2019.104791.]

97. Крапивский Е. И. Исследование влияния ультразвуковой кавитации на состояние нефтепровода при помощи комплекса дистанционной электромагнитной диагностики / Е. И. Крапивский, П. А. Пахотин,

М. В. Козачок // Журнал горный информационно-аналитический бюллетень. -2011. - №. 9 - С. 386-390.

98. Абрамов, В. О. Анализ эффективности передачи ультразвуковых колебаний в нагрузку / В. О. Абрамов, О. В. Абрамов, В. В. Артемьев, М. С. Муллакаев // Коллоидный журнал. - 2009. - Т. 55, № 6. - С. 828-844.

99. Муллакаев, М. С. Ультразвуковая интенсификация технологических процессов добычи и переработки нефти, очистки нефтезагрязненных вод и грунтов: диссертация ... доктора технических наук: 22.03.2012 / Муллакаев Марат Салаватович. - Москва, 2012. - 391 с.

100. Morozova, A. V. The effect of petroleum resins and ultrasonic treatment on the properties of an petroleum-like system / A. V. Morozova, G. I. Volkova // Chemistry for Sustainable Development. - 2020. - Vol. 5. - P. 508-514. DOI: 10.15372/KhUR20202570.

101. Ivanova, L. V. IR spectrometry in the analysis of oil and oil products / L. V. Ivanova, R. Z. Safieva, V. N. Koshelev // Bulletin of Bashkir University. - 2008. -Vol. 13. - P. 869-874.

102. Petrova, L. M. Structural features of asphaltene and petroleum resin fractions / L. M. Petrova, N. A. Abbakumova, T. R. Foss, G. V. Romanov // Petroleum Chemistry. - 2011. - Vol. 51. - P. 252-257.

103. Огородников, В. Д. ЯМР-спектроскопия как метод исследования химического состава нефтей / В. Д. Огородников // В сб. «Инструментальные методы исследования нефти». Под ред. Г. В. Иванова. - Новосибирск: Наука, 1987. - С. 49-67.

104. Patrakov, Yu. F., A structural model of the organic matter of barzas liptobiolith coal / Yu. F. Patrakov, O. N. Fedyaeva, V. F. Kamyanov // Fuel. - 2005. - Vol. 84, № 2-3. - P. 189-199. DOI: 10.1016/j.fuel.2004.08.021.

105. Камьянов, В. Ф. Определение структурных параметров при структурно-групповом анализе компонентов нефти / В. Ф. Камьянов, Г. Ф. Большаков // Нефтехимия. - 1984. - Т. 24, № 4. - С. 450459.

106. Бейко, О. А. Химический состав нефтей Западной Сибири / О. А. Бейко, А. К. Головко, Л. В. Горбунова, В. Ф. Камьянов, А. К. Лебедев, А. Н. Плюснин, Ю. В. Савиных, П. П. Сивирилов, Т. А. Филимонова // отв. ред. Г. Ф. Большаков. - Новосибирск: Наука, 1988. - 287 с.

107. Савиных, Ю. В. Кислородосодержащие соединения нефтей Самотлорского мострождения / Ю. В. Савиных, Н. А. Ильюшенко, О. Э. Башлай, Е. Е. Сироткина // Нефтехимия. - 1985. - Т. 25, № 3. - С. 360-363.

108. Ануфриев, Р. В. Влияние ультразвуковой обработки на структурно-механические свойства и состав нефтяных дисперсных систем / Р. В. Ануфриев // автореферат к дис. на соискание степени канд. хим. Наук. - Томск.

- 2017. - 24 с.

109. Матвеенко, В. Н. Высокопарафинистая нефть как дисперсная система. Выбор уравнения течения / В. Н. Матвеенко, Е. А. Кирсанов, С. В. Ремизов. // Коллоидный журнал. - 1994. - Т.56, № 3. - С. 393-399.

110. Выговской, В. П. Энергетика гидромеханического разрушения структуры высокопарафинистых. Автоматизация и информационное обеспечение технологических процессов в нефтяной промышленности нефтей / В. П. Выговской, В. А. Данекер, С. В. Рикконен, А. И. Теплов // под ред. А.К. Хорькова. - Томск: Изд- во Том. ун-та, 2002. - Т. 2. - 408 с.

111. Dmitriev, D. E. Transformations of resins and asphaltenes during the thermal treatment of heavy oils / D. E. Dmitriev, A. K. Golovko // Petroleum Chemistry. -2010. - Vol. 50, № 2. P. 106-113. https://doi.org/10.1134/S0965544110020040.

112. Иовик, Ю. А. Термические превращения серосодержащих компонентов окисленного вакуумного газойля / Ю. А. Иовик, Е. Б. Кривцов // Нефтехимия.

- 2020. - Т. 60, № 3. - С. 377-383.

113. Виноградов, Г. В. Реология полимеров / Г. В. Виноградов, А. Я. Малкин.

- Москва: Химия, 1977. - 440 с.

ПРИЛОЖЕНИЕА

Рисунок А. 1 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д

Рисунок А. 2 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д с

добавкой БС

Рисунок А. 3 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д с

добавкой СБС

Рисунок А. 4 - Хроматограмма ПФР, выделенного из раствора НП-д

Рисунок А. 5 - Хроматограмма ПФР, выделенного из раствора НП-д с

добавкой БС

Рисунок А. 6 - Хроматограмма ПФР, выделенного из раствора НП-д с

добавкой СБС

Рисунок А. 7 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д после

УЗО

Рисунок А. 8 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д после

комплексного воздействия (УЗО+БС)

Рисунок А. 9 - Хроматограмма ПФО, выделенного из раствора НП-д после

комплексного воздействия (УЗО+СБС)

Рисунок А. 10 - Хроматограмма ПФР, выделенного из раствора НП-д после УЗО

Рисунок А. 11 - Хроматограмма ПФР, выделеннго из раствора НП-д после

комплексного воздействия (УЗО+БС)

Рисунок А. 12 - Хроматограмма ПФР, выделенного из раствора НП-д после

комплексного воздействия (УЗО+СБС)

Рисунок А. 13 - Масс-хроматограммы нефтяного парафина, выделенного

из осадка О1

Рисунок А. 14 - Масс-хроматограммы нефтяного парафина, выделенного

из осадка О2

Рисунок А. 15 - Масс-хроматограммы нефтяного парафина, выделенного

из осадка О3

Рисунок А. 16 - Масс-хроматограммы нефтяного парафина, выделенного

из осадка О4

Рисунок А. 17 - Масс-хроматограммы нефтяного парафина, выделенного

из осадка О5

Рисунок А.18 - ИК-спектры образцов ПФО

4000 3000 2000 1000

Волновое число (см-1)

Рисунок А. 19 - MK-спектры образцов ПФР

4000 3000 2000 1000

Волновое число (см-1)

Рисунок А. 20 - KK-спектры образцов нефтяных смол

4000 3000 2000 1000

Волновое число (см-1)

Рисунок А.21 - ИК-спектры образцов нефтяных смол

Рисунок А.22 - ПМР-спектр образца CC

с<

СЕ>СЬ

15 14 13 12 11 10 » В 7 в 5 4 3 2 1 О >1 -2 ррт

'—ШГ—ЧвТ^ЮГ^

:! О дЖ!. .!' ■

Рисунок А.23 - ПМР-спектр образца СС-4

1н /

/

[

~7 Г,

__„-^ / У 41

-------- — тг у / ^

- _ __^ V

! Я 3 5

10.0 9.5 9.0 В.5 8.0 7.5 7,0 6.5 6,0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3,0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

Г1(«д)

Рисунок А.24 - ПМР-спектр образца БC

ИПШЛ*_ОЙ я ЯЙЕ8Я т -чр

/

г

(

^—_^ / } ч

-----" ----- -// 1 1

——V

I __'__ __'_ А 1 ■ 1

Г1(мд|

¡5 т ¡3 ™ 5 5

БСр-1 7 ТТ сгаз 1 1 1 и /

/

1

/

/ /

/ /1 Г

/ \

Ту ж

-- ____—К^^у 1

^ 1 3 * £

10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

'1 ("Д)

Р исунок А.26 - ПМР -спектр образца БСр-1

Щ 8 Я 5 Iе-' Т л?" Т Т Т т

1Н /

1

/ / (

1

/ ] ^

_и ^^^^ V I

8 д — д -1

3

10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

П Сия)

Р исунок А.27 - ПМР -спектр образца СБСр-1

|Йэ2 1 Ы V," т

1Н А

г

[

1

у \

/ /

/ ТТ I

^__ . / \

/ /

__- -'' ,____—-— . / н 1

ё 6 А ¡А 4—у

10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

'1 (мд>

гсг J 5 а я в s ST Î Ill î

1

J

Íí

/ J

^ - / / У-

.1 V i

S 5 S i î

10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7,0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

'1 (W)

Рисунок А.29 - ПМР-спектр образца СБСр-2

_g_ада_; ■KB î T t î 35|| g

I

/ / r-

.— J\ /1

^A ____ 4 1

É É É á j 5

L0.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

Р исунок А.30 - ПМР -спектр образца БСо-1

я RR ÍSSSS 3 4 s

СКВ 1 V S'-W 1 IN /

/

г

/ /

y/ / L_

- / /

--—" --— / y V t

-J.—A_—-—'

l « 1 i ' 1

§ g Ц g- g

g * ~ .. _ т = ,, - - -, - i î î Î 1 \T\W\V

1Н /

/

/ /

/ 1

/ /

——-- / I

' hl

. 1. /

É i É i i

10-0 9.5 9.Û 8.5 8.0 7.5 7.0 6.S 6.0 5.5 5.0 4.5 4 0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

fl (НД)

Рисунок А.31 - ПМР-спектр образца БСо-2

S3 t V Я" Ti V" T

1H

1

t

____ ,--------' / /

_ - - ____________ / A' 7

1 ...... 1 I 1 1

§ 5 3 S 3 J

10.0 ».5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

fl (нд)

Рисунок А.33 - ПМР-спектр образца СБСо-2