Введение к работе
Актуальность проблемы. Постоянно возрастающая доля добычи высоковязких нефтей угленосного горизонта существенно усугубляет проблему промысловой подготовки нефти, так как эти нефти способны к образованию с сопутствующими пластовыми водами чрезвычайно устойчивых эмульсий. Вместе с тем тенденция повышения агрегативной устойчивости и вязкости эмульсионных систем влечёт за собой увеличение удельного расхода деэмульгаторов и низкому качеству подготавливаемой нефти на промыслах. В связи с этим разработка, и изыскание наиболее эффективных деэмульгаторов, новых приёмов в технологиях процессов обезвоживания и обессоливания реологически осложнённых нефтей является актуальной задачей, решение которой позволит повысить качество подготавливаемой нефти в соответствии с требованиями, предъявляемыми к дальнейшей ее транспортировке и переработке.
Цель работы - разработка реагента-деэмульгатора и способов разрушения устойчивых эмульсии высоковязких нефтей.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:.
- изучить физико-химический состав, эмульсионные и реологические свойства высоковязких и устойчивых водонефтяных эмульсий;
- исследовать коллоидно-химические свойства композиционных составов, поверхностно-активных веществ: (ПАВ) для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей;
- разработать новый деэмульгатор для подготовки высоковязких нефтей;
- изучить влияние механико-акустическою воздействия совместно с химическими реагентами на эффективность протекания процессов обезвоживания и обессоливания нефтяной продукции, а также на реологические свойства подготавливаемой нефти.
Научная новизна:
- определены закономерности изменения поверхностно- активных свойств композиционных составов ПАВ, которые позволили установить оптимальное соотношение компонентов в разработанном новом деэмульгаторе, обеспечивающего повышение эффективности процессов обезвоживания и обессоливания высоковязкой нефти;
- установлено, что смесь бутиловых эфиров моно- и диэтиленгликоля с не-ионогенным блоксополимером окисей этилена и пропилена на основе гликолей обладает хорошим смачивающе-моющим действием по отношению к природным эмульгаторам;
- предложен механизм действия смеси бутиловых эфиров моно- и диэтиленгликоля в процессе разрушения бронирующих оболочек на поверхности капелъ воды и адсорбционных слоев на кристаллах неорганических солей, заключающийся в отмывании и удалении ассоциатов смолисто-асфальте новых веществ (САБ) и легко кристаллизующихся тугоплавких парафинов с границы раздела фаз;
- показано влияние механико-акустического воздействия на водонефтяные эмульсии; установлен оптимальный интервал частотного диапазона и интенсивности акустического излучения, при котором усиливаются процессы коалесцен-ции и седиментации капель воды;
- научно и экспериментально обоснована возможность улучшения реологических свойств нефтяной продукции, обработанной на роторно-пульсациоином акустическом аппарате (РПАА), что позволяет снизить вязкость и повысить эффективность транспортирования тяжелых и высоковязких нефтей потребителю.
Практическая ценность:
- разработан состав композиционного деэмульгатора с торговым знаком "РЭНТ" (реагент для эмульсий нефтяных тяжелых), обеспечивающий высокую эффективность протекания процессов обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей за счет смачивающе-моющего действия его компонентов при разрушении адсорбционных слоев на глобулах пластовой воды и кристаллов неорганических солей, что позволило подготавливать нефть высокого качества в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51858-2002;
- опытно-промышленные испытания и внедрение деэмульгатора "РЭНТ" на нефтепромысловых объектах Российской Федерации и Республики Татарстан: в ОАО "Волганефть" (г.Самара); в ОАО "РИТЭК" НГДУ "ТатРИТЭКнефть" и "Челны РИТЭКнефть" (г.Нурлат, г.Наб.Челны); в ОАО "Татнефтепром" (г.Черемшан); в ЗАО "Геология" ( гАзнакаево) показали высокую эффективность процессов подготовки высоковязких нефтей;
- выявлен эффект глубокого обессоливания нефти в результате акустического воздействия РПАА с широким диапазоном излучаемых частот;
- опытно-промышленные испытания роторно-пульсационного акустического аппарата для обессоливания нефти и снижения ее вязкости, подготавливаемой на установке подготовки высокосернистой нефти (УПВСН) в НГДУ "ТатРИТЭКнефть", позволили получить товарную нефть, удовлетворяющую требованиям внешнего рынка (по экспортному варианту);
- разработаны и согласованы технические условия на промышленное производство деэмульгатора "РЭНТ" в ОАО "Казаньоргсинтез".
Апробация работы:
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на межвузовской студенческой конференции "Нефть и газ" (Москва, 2000), на Всероссийской конференции "Актуальные проблемы нефтехимии" (Москва, 2001), на на учной сессии (Казань, 2002), на Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003).
Диссертационная работа выполнена на кафедре "Химической технологии переработки нефти и газа" Казанского государственного технологического университета в соответствии с Кординационным планом АН СССР "Создание научных основ и разработка новых высокоэффективных технологий в химии и нефтехимии" по программе "Создание нового поколения прогрессивных технологических процессов нефтехимии и нефтепереработки" (Нефтехимия. Приложение 3 к постановлению ГКНТ и Президиума АН СССР от 05.03.1988 7№62/51).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 6 статей, 6 тезисов докладов и патент на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 55 рисунков и список литературы из 132 источников и состоит из введения, 6 глав, выводов и приложений.
