Введение
1. Обзор литературы
1.1 Нефть как структурированная дисперсная система
1.2 Образование и свойства адсорбционно-сольватных слоев на частицах дисперсной фазы
1.3 Реологические свойства нефтяных дисперсных систем
1.4 Строение твердых углеводородов и их кристаллизация
1.5 Механизм формирования АСПО
1.6 Факторы, влияющие на интенсивность образования АСПО
1.7 Методы удаления и предотвращения АСПО
1.8 Использование депрессорных присадок для снижения вязкости, количества нефтяных отложений и температуры застывания нефтяных систем
1.9 Последние достижения в области снижения проблем с парафиновыми отложениями с использованием полимерного модификатора кристаллического парафина
1.10 Технология транспортировки высокопарафинистой нефти с применением депрессора температуры застывания и осаждения парафина в трубопроводе
1.11 Низкочастотная акустическая обработка (виброобработка) нефтей
1.12 Влияние ультразвука на коллоидно-дисперсные свойства нефтяных систем
2. Объект и методы исследования
3. Результаты исследований
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
5. Социальная ответственность Заключение
Список публикаций студента Список использованных источников Приложение А
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 150 с., 31 рисунок, 32 таблицы, 80 источников, 1 приложение.
Ключевые слова: высокопарафинистая нефть, полимерная присадка, смолисто-асфальтеновые вещества, парафиновые углеводороды, низкочастотная акустическая обработка.
Объектом исследования являются высокопарафинистые нефти Верхне- Салатского (Томская область), Восточно -Уренгойского (Ямало-Ненецкий АО) и Арчинского месторождений (Томская область). В качестве депрессорных реагентов были выбраны полимерные присадки Difron 3004, Flexoil WM 1470, K-210.
Цель работы - исследование влияния депрессорных присадок и низкочастотного акустического воздействия на вязкостно-температурные и энергетические характеристики высокопарафинистых нефтей.
В процессе работы проводились экспериментальные работы по изучению влияния низкочастотной акустической обработки, присадок комплексного действия, а также совместной физико-химической обработки на температуру застывания, динамическую вязкость, величину предельного напряжения сдвига и внутреннюю энергию разрушения структуры нефтяной системы.
В результате исследования получены новые данные по влиянию полимерных присадок и низкочастотной акустической обработки на вязкостнотемпературные и энергетические характеристики высокопарафинистых нефтей различного состава. Установлена возможность применения комплексной физико-химической обработки нефтяных дисперсных систем, исходя из соотношения структурообразующих компонентов - парафинов и смолисто- асфальтеновых веществ.
В будущем планируется продолжение работы по направлению в данной тематике.
ВВЕДЕНИЕ
В связи с выработкой запасов легких нефтей в эксплуатацию все чаще вводятся месторождения нефтей с повышенным содержанием парафиновых углеводородов и смолисто-асфальтеновых компонентов. Такие нефти характеризуются высокими значениями вязкости, температуры застывания и плотности. В процессе добычи, транспортировки и хранения высокопарафинистых нефтей нередко образуются асфальтосмолопарафиновые отложения на поверхности нефтяного оборудования, для борьбы с которыми необходимы дополнительные капиталовложения.
Представленные образцы нефти Верхне-Салатского, ВосточноУренгойского и Арчинского месторождений по своим физико-химическим свойствам можно отнести к группе высокопарафинистых нефтей, а нефть Арчинского месторождения относится к группе высокосмолистых нефтей. Данные нефти в процессе добычи, транспорта и хранения с понижением температуры (особенно вблизи температуры застывания в условиях северных широт) значительно ухудшают свои реологические и гидродинамические характеристики, что приводит к нарушениям режимов работы технологических процессов.
Для решения этих проблем в последние годы усилился интерес исследователей к малоэнергетичным и экономичным воздействиям. Низкочастотное акустическое воздействие является одним из таких способов, с помощью которого возможно регулировать структурно-реологические и энергетические свойства нефтей.
Целью настоящей работы является исследование влияние депрессорных присадок и низкочастотного акустического воздействия на вязкостнотемпературные и энергетические характеристики высокопарафинистых нефтей различного состава.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект 15-13-00032).
1. Зимон, А. Д. Коллоидная химия / А. Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. - М. : Агар, 2003. - 317 с.
2. Сафиева, Р. З. Химия нефти и газа. Нефтяные дисперсные системы: состав и свойства (часть 1) : учебное пособие / Р.З. Сафиева. - М. : РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2004. - 112 с.
3. Рогачев, М. К. Реология нефти и нефтепродуктов : учебное пособие / М. К. Рогачев, Н. К. Кондрашева. - Уфа : Изд-во УГНТУ, 2000. - 89 с.
4. Dickie, J. P. Macrostructures of asphaltic fractions by various instrumental methods / J. P. Dickie, T. F. Yen // Anal Chem. - 1967. - V. 39. - P. 1847-1852.
5. Groezin, H. Molecular size and structure of asphaltenes from various sources / H. Groezin, O. C. Mullins // Energy & Fuels. - 2000. - V. 14. - P. 677-684.
6. Mostowfi, F. Asphaltene nanoaggregates studied by centrifugation / F. Mostowfi, K. Indo K., O. C. Mullins // Energy & Fuels. - 2009. - V. 23. - P. 11941200.
7. Mullins, O. C. The modified Yen model / O. C. Mullins // Energy & Fuels. - 2010. -V. 24. - P. 2179-2207.
8. Sabbah, S. Evidence for island structures as the dominant architecture of asphaltenes / S. Sabbah, A. L. Morrow, A. D. Pomerantz // Energy & Fuels. - 2011. - V. 25. - P. 1597-1604.
9. Ганеева, Ю. М. Асфальтеновые наноагрегаты: структура, фазовые превращения, влияние на свойства нефтяных систем / Ю. М. Ганеева // Успехи химии. - 2011. - Т. 80, № 10. - C. 1034-1050.
10. Ребиндер, П. А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды / П. А. Ребиндер. - М. : Наука, 1978. - 368 с.
11. Сюняев, З. И. Нефтяные дисперсные системы / З. И. Сюняев, Р. З. Сюняев, Р. З. Сафиева. - М. : Химия, 1990. - 226 с.
12. Сафиева, Р. З. Физикохимия. Физико-химические основы технологии переработки нефти / Р. З. Сафиева. - М. : Химия, 1998. - 448 с.
13. Унгер, Ф. Г. Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов / Ф. Г. Унгер, Л. Н. Андреева Л.Н. - Новосибирск : Наука, 1995. - 192 с.
14. Иктисанов В. А. Реологические исследования парафинистой нефти при различных температурах / В. А. Иктисанов, К. Г. Сахабутдинов К.Г. // Коллоидный журнал. - 1999. - Т. 61, № 6. - С. 776-779.
15. Структурно-механические свойства парафинонаполненных нефтяных дисперсных систем / З. И. Сюняев [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1979. - № 10. - С. 12-14.
16. Особенности структурообразования в высоковязких парафинистых нефтях / А. Н. Ратов [и др.] // Химия и технология топлив и масел. - 1995. - № 1. - С. 22-24.162
17. Ратов, А. Н. Механизмы структурообразования и аномалии реологических свойств высоковязких нефтей и битумов / А. Н. Ратов // Российский хим. журн. - 1995. - Т. 39, № 5. - С. 106-113.
18. Ратов, А. Н. Физико-химическая природа структурообразования в высоковязких нефтях и природных битумах и их реологические различия / А. Н. Ратов // Нефтехимия. - 1996. - Т. 36, № 3. - С. 195-208.
19. Ратов, А. Н. Структурообразование в высоковязких нефтях и природных битумах / А. Н. Ратов, Б. М. Ужинов // Химия и технология топлив и масел. -1997. - № 3. - С. 36-38.
20. Cheng, D. C. -H. Phenomenological ^агае1еп7а1:юп of the rheological behavior of inelastic reversible thixotropic and antithixotropic fluids / D. C. - H. Cheng, F. Evans // British Journal of Applied Physics. - 1965. - V. 16. - P. 15991617.
21. Кирсанов, Е. А. Высокопарафинистая нефть как дисперсная система. Выбор уравнения течения / Е. А. Кирсанов, С. В. Ремизов, В. Н. Матвеенко // Коллоидный журнал. - 1994. - Т. 56, № 3. - С. 393-399
22. Кирсанов, Е. А. Высокопарафинистая нефть как дисперсная система.
Влияние Механической предыстории образца на коэффициенты уравнения
98
Кэссона / Е. А. Кирсанов, С. В. Ремизов, В. Н. Матвеенко // Вестник Московского университета. - 2001. - Т. 42, № 5. - С. 363-368
23. Шарифуллин А.В., Байбекова Л.Р., Хамидуллин Р.Ф. Состав и структура асфальтено-смоло-парафиновых отложений // Технологии нефти и газа. 2006. №4. С. 34-41.
24. Рябов В.Д. Химия нефти и газа. - М.: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. - 288 с.
25. Тронов, В.П. Механизм образования смолопарафиновых отложений и борьба с ними / В.П. Тронов. - М.: Недра, 1966. - 192 с.
26. Мазепа, Б.А. Борьба с парафиновыми отложениями при добыче нефти за рубежом / Б.А. Мазепа. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - 92 с.
27. Torrey, P.D. Production curtailment makes paraffin problem more difficult / P.D. Torrey // Oil and Gas. - 1942. - V.41, № 7.
28. Галонский, П.П. Борьба с парафином при добыче нефти. Теория и практика / П.П. Галонский. - М.: Гостоптехиздат, 1960 - 88 с.
29. Непримеров, Н.Н. Экспериментальное исследование некоторых особенностей добычи парафинистых нефтей / Н.Н. Непримеров. - Казань: Изд- во КГУ, 1958. - 48 с.
30. Иванова, Л.В. Удаление асфальтосмолопарафиновых отложений разной природы / Л.В. Иванова, В.Н. Кошелев // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". - 2011. - № 2. - С. 257 - 270.
31. Иванова, Л. В. Исследование состава асфальтосмолопарафиновых отложений различной природы и пути их использования / Л. В. Иванова, В.Н. Кошелев, О.А. Стоколос // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". - 2011. - № 2. - С. 250 - 256.
32. Агаев, С.Г. Парафиновые отложения Верхне-Салатского месторождения нефти Томской области / С.Г. Агаев, Е.О. Землянский, С.В. Гультяев // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2006. - № 3. - С. 8 - 12.
33. Прозорова, И.В. Особенности осадкообразования и состава
парафиновых углеводородов нефти Верхне-Салатского месторождения / И.В.