Реферат
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СИМВОЛОВ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Современные представления о природе нефтяных дисперсных систем 8
1.1.1 Формирование дисперсной фазы в НДС 8
1.1.2 Надмолекулярные структуры нефти 10
1.2 Состав и свойства нефтяных систем 11
1.2.1 Углеводороды нефтей 11
1.2.2 Гетероорганические соединения нефти 13
1.2.3 Устойчивость НДС 16
1.2.4 Реологические свойства НДС 18
1.3 Состав и свойства водонефтяных эмульсий 20
1.3.1 Факторы, влияющие на стабильность нефтяных эмульсий 22
1.4 Влияние физических полей на процессы структурирования в нефтяных системах ...23
1.4.1 Влияние электрического поля 24
1.4.2 Влияние магнитного поля 25
1.4.3 Ультразвуковое воздействие на нефтяные системы 27
1.5 Низкочастотная акустическая обработка нефтяных систем 28
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Объекты исследования 30
2.2 Методы исследования 30
2.2.1 Определение реологических параметров нефти и нефтеподобных систем 30
2.2.2 Метод экспресс-анализа для определения температуры помутнения и
застывания, а также динамической вязкости нефти и нефтеподобных систем при низких температурах 32
2.2.3 Низкочастотная акустическая обработка 34
3 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 36
3.1 Основные правила при работе с ЛВЖ 36
3.2 Основные правила электробезопасности 37
3.3 Основные правила работы в химической лаборатории 38
4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 39
4.1 Изучение влияния низкочастотной акустической обработки на величину внутренней энергии разрушения дисперсной системы 39
4.2 Изучение влияния низкочастотного акустического воздействия на вязкостно -
температурные характеристики исследуемых нефтей и водонефтяных эмульсий 41
4.3 Изучение влияния низкочастотного акустического воздействия на температуру
застывания МН, СТН и их водонефтяных эмульсий 44
4.4 Изучение влияния низкочастотной акустической обработки на энергию активации
вязкого течения МН 45
ВЫВОДЫ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
... отсутствуют 2 и 4 разделы
В настоящее время большая часть добычи нефти обеспечивается включением в процесс разработки месторождений с тяжелыми, высоковязкими нефтями[1]. Добыча и транспортировка подобных нефтей осложнены из-за высокой вязкости и температуры застывания. Особенность реологических свойств этих нефтей проявляется в переменности их динамической вязкости, зависящей от напряжения сдвига и скорости передвижения жидкости. При транспорте высокопарафинистых нефтей происходит интенсивная парафинизация трубопроводов, снижение их пропускной способности, что значительно усложняет эксплуатацию и ведет к росту трудовых и материальных затрат. Высокопарафинистые нефти при низких температурах проявляют резко выраженные неньютоновские (вязкопластичные, вязкоупругие, тиксотропные) свойства, без учета которых невозможно организовать рациональную эксплуатацию скважин, сбор, подготовку и транспорт нефтей. При остановке процесса перекачки в нефти образуются парафиновые структуры, прочность которых зависит от содержания парафиновых фракций, времени покоя нефти, условий образования парафиновых структур и других факторов. Возобновление процесса перекачки требует иногда создания таких пусковых давлений, которые по величине значительно превышают рабочие давления трубопроводов, арматуры и оборудования.
Пластовая вода неизбежно сопровождает добываемую нефть. Обводненность нефти повышается по мере эксплуатации скважины особенно вследствие распространенного в России способа увеличения нефтедобычи закачкой пресной воды в пласт. В настоящее время средняя обводненность российских нефтей в целом составляет около 50%. Интенсивное смешение нефти с водой приводит к образованию дисперсных систем типа водонефтяных эмульсий с размером капель дисперсной фазы от нескольких до 1000 мкм[2].
Из-за присутствия минеральных солей (хлориды натрия, кальция и магния, реже карбонаты и сульфаты) в сырой нефти возникают проблемы, отрицательно влияющие на состояние оборудования при транспортировке и переработке нефти, а также на качество получаемых нефтепродуктов.
Отличительной чертой нефтяной дисперсной системы (НДС) является ее склонность к изменению степени дисперсности под влиянием внешних факторов (температуры, давления, химических добавок и физических полей), так как образующиеся коллоидно-дисперсные структуры, сформированные твердыми парафинами и асфальтеносмолистыми веществами, проявляют термодинамическую нестабильность. Варьируя интенсивность внешних воздействий, можно в широком диапазоне управлять свойствами НДС.
В настоящее время перспективным является совместное применение нескольких способов воздействия на НДС, например, использование различных вариантов электрических, электромагнитных, магнитных, вибрационных или акустических полей. При этом сравнительно легко достигаются эффекты, соответствующие увеличению или, наоборот, снижению упорядоченности надмолекулярной структуры веществ.
Ввод современных энергосберегающих безотходных технологий позволяет не только снизить себестоимость добываемого сырья, но и существенно улучшить экологическую ситуацию в регионах нефтедобычи.
Низкочастотная акустическая обработка (НАО) является одним из наиболее эффективных, экономичных и доступных методов регулирования структурнореологических свойств нефтей и нефтепродуктов .
Низкочастотное акустическое или вибрационное воздействие на дисперсные системы является одним из самых эффективных механических воздействий, ускоряющих различные процессы[3]. Оно увеличивает массо- и теплообмен, ускоряет химические реакции, снижает механическое сопротивление, что в итоге позволяет достигать очень низких значений вязкости. На практике воздействие низкочастотного акустического поля успешно применяется при откачке высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов из нефтехранилищ и цистерн, для уменьшения парафинизации трубопроводов, а также при разжижжении, удалении и переработке донных отложений в резервуарах и нефтехранилищах, при приготовлении буровых и цементных растворов, полимерных составов и водонефтяных эмульсий
В будущем прогресс в решении проблем транспорта и подготовки вязких и высоковязких нефтей связан с достижениями в области химии нефти и разработкой новых подходов к воздействию на НДС.
1. Изучено влияние низкочастотного акустического воздействия на структурнореологические свойства высокопарафинистой и высокосмолистой нефти и водонефтяных эмульсий с содержанием пластовой воды 10 - 40 % мас.
2. Размер петли гистерезиса зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига
определяется тиксотропными свойствами нефтяной системы : высокосмолистая нефть характеризуется маленьким, а высокопарафинистая нефть большим. Для
высокосмолистой нефти после НАО значение внутренней энергии разрушения системы W практически не изменяется, в отличие от высокопарафинистой, обработка которой привела к снижению W в 1,5 раза.
3. 10 %-ые эмульсии нефтей характеризуются максимальными значениями пластической вязкости. После НАО устойчивость обработанных эмульсий с увеличением обводненности возрастает, кроме 10 %-ой эмульсии высокопарафинистой нефти, для которой наблюдается снижение пластической вязкости.
4. Показано, что НАО водонефтяных эмульсий высокопарафинистой нефти приводит к снижению предельного напряжения сдвига не зависимо от содержания пластовой воды, а обработка эмульсий высокосмолистой нефти не оказывает значительного влияния на т0.
5. Обработка 10 % эмульсии высокосмолистой нефти снижает температуру застывания на
17,5 °С, период восстановления свойств длится более 3 часов.
