Интенсификация процесса расслоения водонефтяных эмульсий путем их магнитно-вибрационной обработки

• Автор: Вольцов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 122 с. : ил.

1 АНАЖТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Эмульсеобразование в нефтедобыче

1.2 Борьба с образованием стойких эмульсий

1.3 Аппараты для воздействия на эмульсии

1.3.1 Установки магнитной обработки жидкости УМЖ

1.3.2 Установки магнитной обработки жидкости УМП

1.3.3 Лабораторная установка магнитной обработки жидкости УМПЛ

1.3.4 Преимущества и недостатки аппаратов с постоянным и переменным магнитным полем

1.3.5 Установка подготовки продукции скважин

1.4 Динамика частиц в эмульсии при воздействии вибрации

1.4.1 Краткий обзор экспериментальных и теоретических исследований образования устойчивых скоплений частиц в колеблющейся несущей среде
1.4.2 Об эффектах, происходящих в потоках частиц при воздействии вибрации
2 РАСЧЕТНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Лабораторная установка магнитной и ультразвуковой обработки эмульсий
2.2 Экспериментальная установка для магнитно-вибрационной обработки эмульсий
2.3 Методика оценки эффективности работы магнитно-вибрационной лабораторной установки
2.4 Статистическая обработка результатов наблюдений при измерении
3 ЛАБОРАТОРНАЯ МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ВЛИЯНИЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ НА СКОРОСТЬ ИХ РАССЛОЕНИЯ. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО МАГНИТНОЙ И
ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ЭМУЛЬСИЙ
3.1 Создание модельных водонефтяных эмульсий
3.2 Влияние стабилизаторов на скорость расслоения модельных эмульсий
3.2.1 Механические примеси
3.2.2 Асфальтены
3.3 Минерализация водной фазы
3.4 Влияние магнитно-вибрационного воздействия на скорость расслоения модельной эмульсии
3.5 Выбор магнитной системы
3.6 Магнитно-вибрационная обработка промысловых эмульсий
4 ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ МАГНИТНО-ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЭМУЛЬСИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ТЕСТИРОВАНИЮ ИЗГОТОВЛЕННОЙ ПИЛОТНОЙ УСТАНОВКИ
4.1 Лабораторная установка магнитно-вибрационной очистки нефти
4.1.1 Магнитный блок установки
4.1.2 Магнитно-вибрационный блок установки
4.2 Результаты экспериментальных исследований
4.3 Эксперименты по тестированию изготовленной пилотной установки
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

На поздней стадии разработки нефтяных месторождений появляются значительные трудности при сборе и подготовке продукции скважин вследствие образования стойких водонефтяных эмульсий. Устойчивости эмульсий способствуют природные эмульгаторы - асфальтены, соли нафтеновых кислот и тяжелых металлов, смолы, парафины и механические примеси. Эти вещества образуют на каплях эмульсии прочные оболочки, препятствующие их коалесценции.
Нарушение устойчивости водонефтяных эмульсий осуществимо путем применения химических реагентов, тепловой обработки, отстаивания, воздействия электрического поля, а также комбинирования этих методов. В настоящее время наиболее распространенным и эффективным методом является применение химических реагентов - деэмульсаторов.
Усложнение условий подготовки продукции скважин по мере старения месторождений требует применения все более эффективных и дорогостоящих деэмульсаторов, разработки специальных агрегатов и устройств, которые, как правило, весьма сложны и энергоемки. В результате повышается себестоимость добычи нефти.
Предпринятые в последние годы попытки применения магнитного и вибрационного полей для улучшения расслоения промысловых эмульсий (работы В.В. Леоненко, Г.А. Сафонова, A.B. Сорокина, А.Я. Хавкина и других [1-5]), достижения в области магнитной обработки промысловых сред (работы В.И. Лесина [6-9], А.Х. Мирзаджанзаде [10-13] и других), научно-исследовательские работы, проведенные в Новочеркасском политехническом институте, Московском энергетическом институте, Азербайджанском государственном научно-исследовательском и проектном институте нефти, Уфимском государственном нефтяном техническом университете [14-24] и других организациях [25-46], показали перспективность данного направления, однако главным недостатком проведенных исследований является отсутствие нацеленности на изучение механизма происходящих при этом процессов. В результате оказалось невозможным создание научно обоснованных методов расчета

при дальнейшем движении не разрушится до тех пор, пока будет испытывать в точках к, действие начальных вибраций.
Приведенные нестрогие рассуждения позволяют уяснить механический смысл явлений, происходящих в потоке частиц при действии начальных вибраций. Выяснению значений параметров X, Vо и е, при которых описанные эффекты могут наблюдаться в потоках механических частиц, а также анализу влияния внешних сил посвящены работы авторов [99—102]. Исследование этих эффектов позволило установить некоторые аналогии между автофазировкой и устойчивостью колебательных и вращательных движений твердых тел при специальном импульсном возбуждении.
Целью работы являлось: Установление механизма влияния магнитных и вибрационных полей на водонефтяные эмульсии различного состава, разработка научно обоснованной методики расчета установки для интенсификации их расслоения, создание такой установки и ее промышленное внедрение.
В диссертации решались следующие задачи:
1 Исследование влияния механических примесей, парафинов и минерализации водной фазы на устойчивость модельных эмульсий, а также разработка модельной водонефтяной эмульсии со стабильным составом и физико-химическими свойствами.
2 Разработка лабораторных методик и оборудования для исследования влияния магнитно-вибрационного воздействия на водонефтяные эмульсии различного состава.
3 Изучение механизма воздействия магнитных и вибрационных полей на водонефтяные эмульсии.
4 Разработка научно обоснованной методики расчета устройста для магнитной обработки эмульсий и машины для их вибрационной обработки.
5 Разработка установки для магнитно-вибрационной обработки промысловых эмульсий, включающей данные устройство и машину, и ее промышленное внедрение.