Ультразвуковая интенсификация технологических процессов добычи и переработки нефти, очистки нефтезагрязненных вод и грунтов

• Автор: Муллакаев, Марат Салаватович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 419 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Современные методы повышения продуктивности нефтяных скважин
1.2. Обзор существующих методов снижения вязкости нефти
1.3. Существующие способы обессеривания нефтепродуктов
1.4. Физико-химические методы очистки нефтезагрязненных вод и грунтов
1.4.1. Существующие методы очистки нефтезагрязненных вод
1.4.2. Существующие методы извлечения нефтепродуктов из нефтеносных пород и очистке нефтезагрязненных грунтов
1.5. Выводы по состоянию вопроса и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Оборудование и методика измерения акустических характеристик
2.2. Оборудование и методика экспериментов влияния ультразвука на скорость фильтрации и реологические характеристики нефтей
2.3. Оборудование и методика экспериментов обессеривания нефтепродуктов в
ультразвуковом поле
2.4 Оборудование и методика экспериментов флотационной очистки нефтезагрязненных вод с ультразвуковой активацией реагентов
2.5. Оборудование и методика очистки воды от нефтепродуктов с помощью гальвано коагулянта после УЗ обработки
2.6. Оборудование и методика экспериментов извлечения нефтепродуктов из нефтеносных пород и очистки нефтезагрязненных грунтов
2.7. Методика регрессионной обработки экспериментальных данных
ГЛАВА 3. НАУЧНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
3.1. Разработка нового поколения УЗ комплексов технологического назначения. Принципиальная схема и режимные параметры УЗ комплексов
3.2. Разработка нового поколения ультразвуковых скважинных аппаратов и комплекса оборудования для добычи вязкой нефти и их стендовые испытания
3.3. Экспериментальное исследование эффективности передачи ультразвуковых колебаний в жидкофазную нагрузку
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. УЛЬТРАЗВУК В ПРОЦЕССАХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ НИЗКОДЕБИТНЫХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
4.1. Лабораторные эксперименты исследования влияния УЗ воздействия на вязкость и проницаемость нефтей
4.2. Опытно-промышленные испытания ультразвуковых скважинных аппаратов на скважинах Гун-Ёганского и Самотлорского месторождений и Green River Formation компании Эль-Пасо
4.3. Модельный расчет влияния ультразвуковой обработки добывающей скважины на величину коэффициента извлечения и динамику добычи нефти
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. КОМБИНИРОВАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА И ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ
5.1. Лабораторные исследования комбинированного воздействия
5.2. Оценка влияния ультразвукового поля па вязкость нефти и методика расчета вязкости нефти после УЗ обработки
5.3. Определение конструктивных и режимных парметров гидродинамического излучателя. Расчет параметров процесса комбинированной обработки нефти ультразвуком и химическими реагентами
5.4. Выводы
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ОБЕССЕРИВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
6.1. Экспериментальные исследования каталитического окисления органических соединений серы в нефтепродуктах ультразвуковом поле
6.2. Экспериментальные исследования каталитического окисления дизельной фракции в ультразвуковом поле
6.3. Модернизация каталитической гидроочистки дизельного фракции за счет его предварительной ультразвуковой активации
6.4. Выводы
ГЛАВА 7. ФЛОТАЦИОННАЯ ОЧИСТКА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АКТИВАЦИЕЙ РЕАГЕНТОВ
7.1. Лабораторные исследование ультразвуковой активации химических реагентов на эффективность флотационной очистки нефтезагрязненных вод
7.2. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема и рациональные режимы реагентной флотации нефтезагрязненных вод
7.3. Модернизация технологии флотационной очистки поверхностных вод на основе предварительной УЗ активацией химических реагентов на очистных сооружениях у Студенец-Ваганьковского ручья на Краснопресненской набережной г. Москва
7.4. Выводы
ГЛАВА 8. ОЧИСТКА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АКТИВАЦИИ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯНТА
8.1. Математическое описание эффективности ультразвуковой обработки гальванокоагулянта в процессе очистки нефтезагрязненных вод
8.2. Экспериментальные исследования влияния ультразвуковой активации гальванокоагулянта на эффективность процесса очистки
8.3. Аппаратурно-технологическая схема ультразвуковой гальвано-коагуляционной очистки сточных вод. Методика расчета процесса очистки нефтезагрязненных с предварительной ультразвуковой активацией гальванокоагулянта
8.4. Ультразвуковой гальванокоагуляционной комплекс очистки нефтезагрязненных сточных вод. Аппаратурно-технологические решения по созданию очистных сооружений участка мойки вагонов депо «Невское» Санкт-Петербургского метрополитена
8.5. Выводы
ГЛАВА 9. ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В ПРОЦЕССАХ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ТВЕРДЫХ НЕФТЕНОСНЫХ ПОРОД И ОЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ

связано в основном со значительной выработкой многих высокопродуктивных месторождений.
В то же время мировые ресурсы тяжёлых и вязких нефтей оцениваются в 700 млрд. тонн, в России запасы таких нефтей составляют 7,2 млрд. тонн или 28,6 % от балансовых запасов, которые сосредоточены на 267 месторождениях [80, 81]. Чаще всего тяжелые нефти расположены на больших глубинах, обладают коллекторами с низкой проницаемостью, в то же время они обладают уникальным химическим составом и являются ценным сырьем для нефтехимической промышленности.
Нефти являются высококонцентрированными дисперсными системами, что сказывается на эффективности процессов добычи, транспортировки и переработки. Стабильные молекулы нефти, при определенных условиях, способны не только к химическим, но и к физическим взаимодействиям с образованием ассоциатов, обусловленные суммарным действием химических и физических связей [82-84].
В настоящее время нет единой классификации сил межмолекулярного взаимодействия. Некоторые авторы подразделяют их на физические и химические, универсальные и специфические [85], взаимодействия ближнего и дальнего порядка [86], хотя при всем различии классификаций в их основе лежат электростатические силы и электродинамические взаимодействия ядер и электронов атомов, образующих молекулы [87].
В зависимости от совокупности внешних условий межмолекулярного взаимодействия обуславливают положение компонентов нефти в системе: в составе дисперсионной среды или дисперсной фазы.
При обычных температурах происходит ассоциация преимущественна неуглеводородных и полиароматических соединений [82], уменьшение температуры в большей степени способствует ассоциации молекул н-алканов. В работе [88] указывается, что по мере удлинения заместителя в цикле средняя степень ассоциации молекул уменьшается. По мере перехода к высококипящим фракциям нефти увеличивается содержание ароматических углеводородов и