Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Влияние ультразвука на состав и свойства нефтяных систем

Работа №41666

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

геология и минералогия

Объем работы64
Год сдачи2019
Стоимость5700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
209
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


АННОТАЦИЯ 3
Список обозначений 7
Список рисунок 8
Список таблиц 9
Список приложений 10
ВВЕДЕНИЕ 11
1 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 15
1.1 Химический состав 15
1.2 Эмульсии присутствуют в масле 16
1.2.1 Дестабилизация эмульсий 18
1.2.2 Уравнение стокса 20
1.3 Обезвоживание сырой нефти 22
1.3.1 Процесс декантации 23
1.3.2 Трехфазный трейтер 24
1.4 Опреснение сырой нефти 25
1.5 Ультразвуковая обработка в нефтяной промышленности 26
1.5.1 Основной принцип акустической кавитации 27
1.5.1.1 Акустическая кавитация 30
ВЫВОДЫ ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ БИБЛИОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА 32
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 33
2.1 Технологический процесс добычи нефти EPEP-Центр 33
2.1.1 Второй этап разделения газа (S.E.S) 34
2.1.2 Третий этап разделения газа (TES) 34
2.1.3 Резервуары для статической обработки 35
2.2 Основные параметры технологических циклов 36
2.2.1 Время цикла 36
2.2.1.1 Время обработки при заполнении 36
2.2.1.2 Время отдыха 37
2.2.2 Наполнение резервуаров статической очистки 37
2.2.3 Влияние вязкости 38
2.2.4 Влияние температуры 38
2.3 Методология анализа 38
2.3.1 Обезвоживание сырой нефти 39
2.3.1.1 Анализ дина-старка 39
2.3.1.2 Центрифугирования 39
2.3.2 Поведение вязкости 40
2.3.3 Определение плотностей 40
2.3.4 ^став сырой нефти 41
2.4 Применение ультразвукового оборудования 44
2.5 Стратегия расследований 44
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 45
3.1 Узучение влияние УЗО на вязкость нефти Аканское 45
3.2 Изучение влияние УЗО на скорость отделения воды 47
3.3 Влияние УЗ на процесс обезвоживания кубинской сырой нефти 48
3.3.1 Изменение содержания воды в кубинской сырой нефти после обработки 49
3.3.2 Сравнительный анализ изменения свойств нефти после обработки ультразвуком 51
3.3.3 Сравнительный анализ изменения состава нефти после обработки ультразвуком 54
3.4 Влияние температуры 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
РЕКОМЕНДАЦИИ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 60

Сырая нефть является не возобновляемым ресурсом, в настоящее время основным источником энергии, образованным миллионы лет назад в условиях высокой температуры и давления, состоит из легких, тяжелых углеводородов и других органических соединений, образованных из углерода и водорода), с небольшими количествами серы, кислорода и азота. Обычно эти соединения условно делятся на насыщенные, ароматические, смолистые и асфальтены.
Сырая нефть, добываемая на месторождении, содержит примеси, такие как вода, мелкодисперсные частицы породы, соли, газ и другие элементы, которые могут приводить к коррозии оборудования. Сульфид водорода, двуокись углерода и хлориды — это те соединения, которые с точки зрения коррозии более опасны. Содержащиеся в нефти примеси в трубах имеют очень четко определенные характеристики, и они определяют:
- физические и химические характеристики среды, в составе которой они транспортируются, скорость жидкости и ее вязкость, режим течения, температура, твердые вещества в суспензии, присутствующие фазы (жидкость, газ или многофазный), наличие анаэробных бактерий;
- профиль трубопровода вдоль его пути, который образуется в результате возможности отложения этих примесей на поверхности труб, а также в результате химического и механического взаимодействия примесей с материалом труб.
На стадии подготовки нефти происходит первичное разделение всех этих элементов, так что негативные процессы могут быть снижены. Процесс обработки нефти в основном состоит в отделения воды и солей, которые она могла содержать.
Основная подготовка разделяет добываемую жидкость на три основных компонента:
• Газообразная фаза: полученная для обработки газов.
• Нефтяная фаза: происходит от обработки нефти.
• Водная фаза: это происходит из процесса, называемого очисткой воды.
Однако каждый отдельный компонент по-прежнему загрязнен, в свою очередь, с меньшими частями других.
Нефтяные загрязнители, которые отделяются на ранних стадиях производства, для его транспортировки и хранения, являются:
-вода; через процесс обезвоживания.
- соли; через процесс опреснения.
Вода, которая сопровождает нефть, может поступать как из существующего геологического образования, так и из инъекции, сделанной для поддержания пластового давления во время вторичного процесса восстановления.
Когда разрабатывается новое месторождение, обычно дело в том, что содержание воды невелико или равно нулю, как и другие примеси. По мере старения месторождения содержание воды будет иметь тенденцию к увеличению, оно будет расти до такой степени, когда эксплуатация станет экономически нежизнеспособной и должна быть оставлена.
Содержание воды в нефти может варьироваться от 0% до почти 100% и может присутствовать в виде свободной и эмульгированной воды. В зависимости от этого, вода может быть легко разделена или вообще не может быть разделена.
Свободная вода: вода, которая легко отделяется от эмульсии вода / нефть, основана на принципе разности плотности между двумя жидкостями, в данном случае водой и нефтью. Из-за плотности вода будет поступать на дно бака, а нефть с более низкой плотностью будет сверху.
Эмульгированная вода: Эмульгированная оставшаяся вода создается, когда одна из фаз, нефти или воды, встречается в другой в виде дисперсии капель небольшого размера.
Процесс обезвоживания сырой нефти состоит из удаления свободной и эмульгированной воды, простого метода, который применялся в течение длительного времени.
Существует несколько способов отделить или минимизировать содержание воды из нефти. Нефтяная буровая и добывающая компания Центра (EPEP-Centro), расположенная в субрегионе Матансас-Карденас-Варадеро, страна Куба, перерабатывает очень вязкую и плотную нефть. Из-за ее специфических характеристик необходимо учитывать несколько факторов, влияющие на процесс обезвоживания сырой нефти: поддержание диапазона высоких температур; добавление веществ, которые обладают свойством ослабления действия природных эмульгирующих веществ, снижение вязкости нефти.
Для получения снижения содержания воды и наличия солей регулируется процесс обратной промывки и метод декантации, для этого требуется долгое время для достижения своей эффективности, что пробудило необходимость проведения новых исследований для повышения эффективности лечения , которые возможны технически и экономически, с меньшим воздействием на окружающую среду, за меньшее время обезвоживание и опреснение масла без изменения параметров качества, необходимых для его продажи для этого использования, производится из ультразвукового оборудования (акустическая кавитация).
Суть работы этой команды основана на изменении физических и химических свойств пластовых флюидов под воздействием ультразвука. Это, например, позволяет избежать осаждения парафинов и компонентов асфальто-смолистого масла, измененные свойства масла позволяют их более глубоко обрабатывать, увеличивая извлечение более легких фракций.
В серии исследований установлено, что ультразвуковые колебания могут изменять агрегатное состояние вещества, диспергировать его, эмульгировать, изменять скорость диффузии, кристаллизовывать и растворять вещества, активировать реакции и интенсифицировать технологические процессы. Влияние ультразвуковых колебаний на физические и химические процессы позволяет повысить производительность труда, снизить затраты на энергию.
Проблема
Как внедрение ультразвукового оборудования влияет на качественную обработку технологических циклов, а также на состав и свойства сырой нефти в центральной батарее буровой и нефтедобывающей компании Центра?
Г ипотеза
С внедрением этого ультразвукового оборудования будет достигнуто значительное изменение времени обработки и существенное влияние на состав сырой нефти, поддерживая параметры качества, необходимые в центральной батарее Центра бурения и добычи нефти Центра.
Объект Исследования
Нефти месторождений Варадеро Карденас (Куба) и Аксанского и Ашальчинского месторождений (Россия).
Общая Цель
Обосновать возможность использования ультразвуковой обработки для улучшения свойств сырой нефти.
Конкретные цели
1. Исследовать зависимость физико-химические свойств нефти от параметров ультразвуковой обработки.
2. Изучить влияние ультразвука на скорость обезвоживания нефти
3. Определите различные изменения характеристик состава и свойств нефти после ультразвуковой обработки.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Исследовано влияние ультразвука на состав и свойства нефти месторождений Варадеро Карденас (Куба) и Аканского и Ашальчинского месторождений Республики Татарстан (Россия). Показано, что ультразвуковая обработка нефти приводит к снижению ее вязкости за счет перераспределения компонентов нефти между ядром и сольватной оболочкой дисперсной фазы смолисто-асфальтеновых веществ. Определены оптимальные параметры УЗО: интенсивность воздействия 25-30 Вт/см ; время воздействия - 5 мин.
Показано, что ультразвуковая обработка сырой нефти приводит к ускорению процесса обезвоживания и к увеличению количества выделяющейся из нефти воды. После УЗО водонефтяных эмульсий с высоким содержанием воды происходит увеличение доли отделившейся воды в процессе обезвоживания до 10 раз по сравнению с необработанными образцами. Сравнительный анализ скорости обезвоживания показал, что из необработанной нефти вода начинает отделяться только через 30 минут центрифугирования, тогда как из обработанной нефти вода в количестве 5,5 % выделилась уже через 10 мин.
Показано, что в результате действия ультразвука на сырую нефть происходит изменение ее состава и свойств. В составе нефти увеличивается доля углеводородов и уменьшается содержание тяжелых смолисто-асфальтеновых компонентов. При этом увеличение углеводородных компонентов происходит за счет высвобождения более легких ароматических углеводородов в результате разрушения надмолекулярных структур смолисто-асфальтеновых компонентов под действием ультразвука.
Показано, что ультразвуковая обработка кубинской сырой нефти наряду с ускорение процесса обезвоживания приводит к положительным изменениям ее состава и свойств (вязкости, плотности, содержания компонентов), что позволяет рекомендовать использование ультразвуковой обработки при подготовке нефти.
Для получения более конкретных результатов рекомендуется провести детальное моделирование с учетом температурного фактора, что позволит повысить эффективность преимуществ, передаваемых ультразвуковым оборудованием.


1. (http.www.biodisol.com.cambio-climatico.que-es-el-petroleo-tipos-de-petroleo- hidrocarburos-west-texas-intermediate-petroleo-brent-blend-clasificacion-del-crudo.)
2) (MNurainia, HN Abdurahmanab, y AMS Kholijaha. Effect of chemical breaking agents on water-in-crude oil emulsion system. International Journal of Chemical and Environmental Engineering, 2(4):250-254, 2011).
3) (Revista ingenieria UC, vol 21, No 3 diciembre 2014. Ingrid Velazquez. Art 06 pdf)
4) (A Le Follotec, I Pezron, CNoik, C Dalmazzone, y L Metlas-Komunjer. Triblock copolymers as destabilizers of water-in-crude oil emulsions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 365(1):162—170, 2010).
5) MANNING, F.S. y THOMPSON, RE. 1995. Oilfield Processing. Tulsa, Oklahoma: Pennwell books, 443. ISBN 0-87814-354-8.
6) (MARFISI, S. y SALAGER, J.-L. 2004. Deshidratacion de Crudo - Principios y Tecnologia. Venezuela: Laboratorio FIRP). KOKAL, S. 2005. Crude Oil Emulsions: A State- Of-The-Art Review. SPE Production & Facilities, vol.20, p.5 - 13.
7) (https:.prezi.com.eej9atobmk_g.emulsiones-de-petroleo-crudo.)
8) (B. Shirani, M.Nikazar, A. ~ Naseri, y S. A. Mousavi-Dehghani. Modeling of asphaltene precipitation utilizing association equation of state. Fuel, 93:59-66, 2012).
9) (T. E. Havre y J. Sjoblom. Emulsion stabilization by means of combined surfactant multilayer (d-phase) and asphaltene particles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 228(1):131-142, 2003).
10) (W. Kang, G. Jing, H. Zhang, M. Li, y Z. Wu. Influence of demulsifier on interfacial film between oil and water. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 272(1):27-31, 2006).
11) (MARFISI, S. y SALAGER, J.L. 2013. Tratamiento Deshidratacion de Crudo Parte 1 [Online]. Disponible: www.estrucplan.com.ar)
12) (Introduction al Procesamiento de Gas y Petroleo. Unidad III - Tratamiento de Petroleo. pdf)
13) (BRADLEY, H.B. 1992. Petroleum Engineering Handbook. ISBN 1-55563-010-3;
14) RIZO, L.B. 2007. Evaluation energetica en la planta de procesamiento de crudo de la EPEP Centro. Tutor: Tesis presentada en option al titulo de especialista en perforation y extraction en pozos de petroleo y gas. Universidad de Matanzas "Camilo Cienfuegos", Matanzas, Cuba.
15) MOR^N, R.D. 2008. Evaluacion del Sistema de Tratamiento de Petroleo Crudo de la Empresa de Perforacion y Extraccion de Petroleo del Centro. Tutor: Tesis presentada en opcion al titulo de Especialista en Perforacion de Pozos de Petroleo y Production de Petroleo. Universidad de Matanzas "Camilo Cienfuegos", Matanzas, Cuba.; Manuel, et al., 2013).
16) MANUEL, B.; SELLMAN, E.L. y MURTAGH, T. 2013. Effective Dehydration of Canadian Heavy Crude Oil and DilBit SPE Heavy Oil Conference-Canada. Calgary, Alberta, Canada: Society of Petroleum Engineers.
17) (NOIK, C.; TRAPY, J.; MOURET, A., et al. 2002. Design of a Crude Oil Dehydration Unit SPE Annual Technical Conference and Exhibition.).
18) (S.P.C. (2002). Canasi Battery Technical Manuals. Sherritt Power Corporation. Canasi Oil Battery. Vol 4 of 12.).
19) (Smuin, D.R. (2013). Heavy Oil Equipment Design Considerations: A Technology Provider’s Perspective. VP Process & Technology, Aker Process Systems, Canada. Recuperado, Septiembre6,2013. Sitio web: http:www.tekna.no.ikbViewer.Content.778333.18_Smuin%20- %20Operating%20problems.pdf)
20) .http:www.exeedu.com.publishing.cl.av_cienc_ing.
21) .msalimov.narod.ru.Ultra.html. Impacto del ultrasonido en la zona de formation del fondo del pozo.
22) www.vestnikrf.ru.journal.post.333. La locomotora del desarrollo, el catalizador de los procesos de renovation.
23) Gorbachev Yu.I., Ivanova NI, Kolesnikov TV, Nikitin AA, Orentliherman E.I. Metodos acusticos para aumentar la recuperation de petroleo e intensification de la produccion de petroleo. Petroleo. - 2002. - No. 5. - 87-91.
24) Nikitin VS, Yagodov GN, Nenartovich TL, Kuznetsov NP, Muzipov Kh.N. Tecnologia de recuperacion de aceite mejorada mediante una action ultrasonica super poderosa. Neftepromysl. Caso: NTZh. VNIIOENG. - 2010. - No. 8. - P. 14-17.
25) Pat. 2136859 RF. Metodo de desarrollo de depositos de petroleo. Pozdnishev GN, Manyrin VN, Dosov AN, Manyrin VN, Saveliev AG - No. 98116834.03; pub 10.09.1999.
26) .www.akin.ru.news.r_news_lab2_p.htm, Efecto de reducir la viscosidad de los Hquidos organicos bajo la influencia de un campo acustico de alta intensidad.
27) Dolomatov M.Yu., Gordeev V.N., Afanasyev A.G., Braslavsky M.I. Influencia de la ecografia en la estructura coloidal de los combustibles marinos. Qrnmica y tecnolog^a de combustibles y aceites. - 1994. - № 5. - P. 8 - 12.
28) Promtov MA, Avseev A.S. Tecnologias Impulse de procesamiento de aceites y productos petrobferos. Refinacion de petroleo y petroqrnmica. - 2007. - No. 6. - P. 22-24.
29) Pliss AA, Zolotov VP, Yakimov AV La influencia del ultrasonido en las propiedades fisicoqrnmicas del petroleo. Intervalo. - 2007. - No. 3. - P. 36.
30) Klokova TP, Volodin Yu. A., Glagoleva OF Klokova TP, Volodin Yu. A., Glagoleva O.F. Qrnmica y tecnologia de combustibles y aceites. 2006. - № 1. С. 32-34.
31) Mousavi SM, Ramazani A., Najafil., Davachi SM Efecto de la irradiation ultrasonica sobre las propiedades reologicas de los aceites crudos asfalticos. Petroleum Science. - 2012. - V. 9. - No. 1. - P. 82.
32) Mullakayev MS, Abramov VO, Volkova GI, Prozorova IV, Yudina NV Investigation de la influencia de la action ultrasonica y los reactivos qrnmicos sobre las propiedades reologicas de los aceites viscosos. Equipos y tecnologias para el complejo de petroleo y gas. - 2010. - №5. - P. 31-34.
33) Tuhvatullina A.Z. Composition, propiedades fisicoqrnmicas y estructurales-reologicas de los aceites de los depositos de carbonato. El resumen del autor de la disertacion sobre la competencia de un grado cientifico del candidato de ciencias qrnmicas. Kazan 2013
34) Volkova GI, Prozorova IV, Anufriev RV, Yudina NV, Mullakaev MS, Abramov VO Tratamiento ultrasonico de aceites para mejorar las caracteristicas de temperatura de viscosidad. Procesamiento de petroleo y petroqrnmica - 2012. - №2. - P. 3-6.
35) Nunez G, Briceno M, Mata C, Rivas H. Flow characteristics of concentrated emulsions of very viscous oil in water systems. J Rheol 1996; p. 40:405
36) Ghannam MT, Hasan SW, Esmail N. Heavy crude oil viscosity reduction and rheology for pipeline transportation. Fuel. 2010; p. 89:1095-1100
37) Ghannam MT, Hasan SW, Abu-Jdayil B, Esmail N. Rheological properties of heavy & light crude oil mixtures for improving flowability. J. of Petroleum Science and Engineering.
2012; p. 81:122-128
38) Hernandez J. Tesis: Emulsificacion de un hquido viscoso en agua. Facultad de Ingenieria, UNAM. 2007
39) Pal R, Rhodes E. Viscosity.concentration relationships for emulsions. J. Rheol. 1989; p. 33:1021-1045
40) Padalka ES, Ultrasound in the Petroleum Industry. Gosudarstvennoe Izd. Tekhn. Lit., Kiev, 1962
41) Berlizov YS, Nesterenko AI. The possibility of cracking hydrocarbons with cavitation. Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2007; p. 43:515-518
42) Lecoffre Y. Cavitation, Bubble Trackers. A. A. Balkema. 1999
43) Margarita Navarrete Montesinos. Tesis. Disminucion de la viscosidd de hquidos mediante la cavitacion hidrodinamica. Mexico, D. F. 2014
44) Kuiper G. Cavitation in Ship Propulsion. 2010; p. 9-10.
45) Akhatov I, Lindau O, Topolnikov A, Mettin R, Vakhitova N, Lauterborn W. Collapse and rebound of a laser-induced cavitation bubble. Physics of Fluids. 2001; p. 13: 2805-2819
46) Cook JA, Gleeson AM, Roberts RM, Rogers RL. A spark-generated bubble model with semi-empirical mass transport. Journal Acoustical Society of America. 1997; p. 101:1908-1920
47) Knapp RT, Daley JW, Hammitt RG. Cavitation. McGraw-Hill, New York. 1970
48) Youn FR. Sonoluminescence. CRCPRESS, United States of America. 2005. p.70
49) Franco Balcazar cruz. Ing. Mecanico. Analisis de las Variables de la Cavitacion en Bombas Centrifugas Horizontales. Mexico,D.F,a 03 de Octubre del 2013.
50) . RAMIREZ, M. 2013. Planta de procesamiento de crudos.
51) . TORRES, M. 2014. Instruction Provisional de SES y tanque 6 en la Planta de Procesamiento de Crudos.
52) .http:www.ub.edu.talq.es.node.238
53) .https:es.scribd.com.doc.312054401.Agua-y-Sedimentos-en-El-Petroleo-Crudo-Por-El- Metodo-de-Centrifugacion-Procedimiento-de-Laboratorio
54) .https:www.lacomunidadpetrolera.com.2009.01.viscosidad-del-petrleo.html.
55) .http:www.portaldelpetroleo.com.2013.04.los-asfaltenos-y-sus-efectos-en-la.html
56) Ivan J. Contreras Cordova Importancia de la medicion de densidad en petroleo y
liquidos derivados del petroleo. Simposio de Metrologia 2010, 27 al 29 de
Octubre. http:www.fujisansurvey.com/importancia-de-la-medicion-de-densidad-en-petroleo-y- liquidos-derivados-del-petroleo/
57) Chunwei Shi. Application and Mechanism of Ultrasonic Static Mixer in Heavy Oil
Viscosity Reduction. Ultrasonics Sonochemistry. (2017), doi:
http:dx.doi.org.10.1016j.ultsonch.2017.02.027
58) Guoxiang, Y., Xiaoping, L., Pingfang, H., Xuan, Sh. Desalting and dewatering of crude oil in ultrasonic standing wave field.Journal of Petroleum Science and Engineering, 2010, V.70, Р.140-144.
59) Check Gh.R. Two-stage ultrasonic irradiation for dehydration and desalting of crude
oil: A novel method. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2014. V. 81, P. 72-78.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.