ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 16
1.1. Причины образования и свойства нефтяных эмульсий 17
1.2. Классификация нефтяных эмульсий 20
1.3. Устойчивость эмульсий 22
1.4. Способы разрушение водонефтяных эмульсий 25
1.4.1 Химические и термические 26
1.4.2. Электрические 29
1.4.3. Механические 32
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 39
3.1. Свойства нефтей, используемых для создания водонефтяных эмульсий 39
3.2. Методика проведения исследования процесса отстаивания
водонефтяных эмульсий 41
3.3. Исследование процесса образования водонефтяных эмульсий 42
3.3.1. Влияние физико-химических свойств нефтей на размеры капель .. 42
3.3.2. Влияние начальной обводненности водонефтяных эмульсий на
размеры капель 43
3.3.3. Влияние интенсивности перемешивания при приготовлении
водонефтяных эмульсий на размеры капель 45
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 47
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 52
5.1 Предпроектный анализ 52
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 52
5.1.3 SWOT-анализ 54
5.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 56
5.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 58
5.2. Планирование научно - исследовательских работ 58
5.2.1. Структура работ в рамках научного исследования 58
5.2.2. План проекта 60
5.3. Бюджет научного исследования 63
5.3.1 Расчет материальных затрат НТИ 63
5.3.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 64
5.3.3 Расчет затрат на электроэнергию 65
5.3.4 Расчет заработной платы исполнителей темы 65
5.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 66
5.3.6 Накладные расходы 67
5.3.7 Формирование бюджета затрат научно исследовательского проекта 67
5.3.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования68
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 71
6.1. Производственная безопасность 72
6.1.1 Анализ вредных факторов на рабочем месте 73
6.1.2 Анализ опасных факторов на рабочем месте 76
12
6.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 80
6.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 88
Объектом исследования являются водонефтяные эмульсии.
Цель работы – исследование процесса отстаивания водонефтяных
эмульсий, приготовленных на основе нефтей различных месторождений.
В процессе исследования проводились экспериментальные
исследования в лаборатории «Природные энергоносители» на кафедре
Химической технологии топлива и химической кибернетики с
использованием нефтей четырех различных месторождений.
В результате работы выполнены исследования по влиянию физикохимических свойств нефти, начальной обводненности, интенсивности
перемешивания при приготовлении водонефтяных эмульсий на размеры
образующихся капель и динамику процесса отстаивания эмульсии при
различных температурах.
Степень внедрения: результаты работы представлены на
конференциях: XX Международный научный симпозиум имени академика
М. А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» и XVII Международная
научно-практическая конференция студентов и молодых ученых имени Л.
П. Кулёва «Химия и химическая технология в XXI веке»
Область применения: первичная подготовка нефти.
Экономическая эффективность/значимость работы внедрение
результатов исследования может быть полезно при проектировании
установок первичной подготовки нефти.
В будущем планируется продолжить исследование процесса
отстаивания водонефтяных эмульсий с использованием деэмульгатора.
ВВЕДЕНИЕ
Длительная эксплуатация нефтяных месторождений и заводнение
нефтеносных пластов приводят к образованию стойких водонефтяных
эмульсий. Обводненность нефти вызывает активное образование
асфальтосмолопарафиновых отложений, повышает температуру застывания
нефти, увеличивает вязкость, что создает дополнительные проблемы при её
транспорте и хранении.
Из скважин вместе с нефтью поступают пластовая вода, попутный
(нефтяной) газ, твердые частицы механических примесей (горных пород,
затвердевшего цемента).
Пластовая вода - это сильно минерализованная среда с содержанием
солей до 300 г/л. Содержание пластовой воды в нефти может достигать 80%.
Минеральная вода вызывает повышенное коррозионное разрушение труб,
резервуаров; твердые частицы, которые поступают с потоком нефти из
скважины, вызывают износ трубопроводов и оборудования.
Таким образом, в непосредственной близости от мест добычи нефти
размещают установки первичной подготовки нефти (УПН), для отделения от
нефти воды с растворенными в ней солями, механических примесей и
попутного нефтяного газа.
Процессы обезвоживания и обессоливания являются довольно
сложными, включают стадии каплеобразования и отстаивания и зависят от
условий образования и эффективности разрушения водонефтяной эмульсии
[1, 2].
Отсутствие эффективных методик расчета остаточной обводненности
нефти затрудняет моделирование и проектирование установок промысловой
подготовки нефти. Учесть влияние процессов разделения водонефтяных
эмульсий при моделировании процесса обезвоживания нефти без
экспериментальных данных в системах с реальными жидкостями
практически невозможно. Исследование динамики процесса обезвоживания
позволит оценить время достижения установившегося режима в системе при15
определенных технологических условиях.
Поэтому целью данной работы является изучение процессов
образования и разрушения водонефтяных эмульсий для нефтей различных
месторождений Западной Сибири.
В результате экспериментальных исследований процессов
образования и отстаивания водонефтяных эмульсий были выявлены
следующие закономерности:
По влиянию физико-химических свойств нефти: с увеличением
плотности нефти и содержания в ней парафинов, смол и асфальтенов
увеличивается стойкость приготовленных на ее основе эмульсий, время
отстаивания и остаточное содержание воды после завершения процесса
отстаивания.
По влиянию начальной обводненности водонефтяной эмульсии: с
увеличением начальной обводненности увеличивается диапазон
размеров капель воды в приготовленных эмульсиях; время завершения
процесса отстаивания при температуре 20°С для эмульсий,
приготовленных при менее интенсивном перемешивании
увеличивается, для эмульсий, приготовленных при более интенсивном
перемешивании по отношению к 10% и 30% начальной обводненности
эта тенденция сохраняется, 20%-я эмульсия расслаивается значительно
быстрее, при 50°С начальная обводненность практически на время
завершения процесса отстаивания не влияет.
По влиянию интенсивности перемешивания при приготовлении
водонефтяных эмульсий: при увеличении интенсивности
перемешивания образуются капли меньших размеров, увеличивается
диапазон размеров образовавшихся капель, а также увеличивается
остаточная обводненность отстоявшихся эмульсий;
По температуре проведения процесса отстаивания: при увеличении
температуры значительно уменьшается время процесса отстаивания и
уменьшается остаточное содержание воды, также повышение86
температуры до 50°С способствует расслоению стойких эмульсий,
которые при 20°С без добавления деэмульгатора не расслаиваются.
Полученные результаты могут быть использованы для анализа и
обоснования выбора условий проведения процесса отстаивания
водонефтяных эмульсий с различными физико-химическими свойствами при
проектировании установок первичной подготовки нефти.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
