Введение к работе
Актуальность проблемы. Нефтяная промышленность является одним из серьезных источников загрязнения окружающей среды. Долгие годы этой проблеме не придавалось должного значения.
В настоящее время особенно остро стоит вопрос о ликвидации нефтяных шламов и ловушечных нефтей, накопленных на нефтепромыслах фактически с самого начала их эксплуатации. Нефтяные шламы образовались в результате сброса в специально отведенные амбары-накопители или пруды нефтесодержащих отходов подготовки нефти, стойких неразрушаемых эмульсий, продуктов зачистки резервуаров, некондиционной нефти. Туда же сбрасывалась нефть из канализационных линий, площадок обслуживания оборудования и насосов, а также нефть с мест прорывов трубопроводов, аварий вместе с загрязненным грунтом. Нефтешламовые пруды создают угрозу прорыва нефти и вод, загрязненных нефтепродуктами, в водоносные горизонты; испарения и изливы атмосферных осадков из прудов загрязняют атмосферу и почву, прилегающую к пруду, поэтому ликвидация нефтешламовых прудов имеет большое значение в оздоровлении окружающей среды в районе расположения прудов.
Другим важным направлением улучшения экологической обстановки в районах нефтедобычи является полный сбор не только жидкой части продукции скважин, но и попутного газа, добываемого вместе с нефтью. Эта проблема особенно обострилась в связи с увеличением высокосернистых нефтей и в связи с вводом в эксплуатацию мелких месторождений нефти, поскольку транспортировка, сбор и переработка газовой части продукции скважин в этом случае становится экономически неэффективным и технически сложным, что приводит к необходимости их уничтожения сжиганием в факелах, загрязняя тем самым атмосферу и почву продуктами сгорания. В связи с этим задача разработки и внедрения природоохранных технологий в нефтяной промышленности является весьма актуальной.
Работа выполнялась в соответствии с государственной научно-технической программой Российской Федерации «Экология России».
Цель работы. Разработка опытно-промышленные испытания и внедрение в промышленность технологии переработки нефтешламов на промыслах, а также мультифазных насосов, позволяющих утилизировать высокосернистые попутные газы.
Научная новизна. На основании исследования состава и физико-химических свойств нефтешламов, исходя из современных представлений о механизме формирования стойких водонефтяных эмульсий разработаны композиционные деэмульгаторы, обладающие повышенной смачивающей и моющей способностью. Выдвинуто предположение о механизме разрушения эмульсий, имеющих высокое содержание механических примесей. В соответствии с этим механизмом
деэмульгатор адсорбируется на поверхности механических примесей, изменяя дифильную структуру поверхности этих частиц на монофильную. В результате нарушается контакт этих частиц с водной или углеводородной фазой.
Разработаны методы оценки смачивающей и моющей способности поверхностно-активных веществ. Установлено, что на смачивающую способность ПАВ существенно влияет наличие в них молекул сульфогруппы.
Разработана и реализована природоохранная технология переработки промысловых нефтешламов и газовых выбросов.
Разработан и реализован способ транспортирования газоводонефтяной смеси, защищенный двумя патентами РФ.
Практическая значимость работы. Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке и внедрении в производство технологии переработки нефтяных шламов, которая позволяет регенерировать находящуюся в шламах нефть, оздоровить экологическую обстановку на нефтепромыслах. Разработанный композиционный деэмульгатор позволяет снизить объем закупок импортных деэмульгаторов.
Внедрение мультифазного насоса в схему добычи и транспортировки продукции скважин только на одном Урмышлинском месторождении предотвратило сжигание высокосернистого попутного газа на факелах с образованием более 35 тонн диоксида серы, около 2000 тонн оксида углерода и 10 тонн диоксида азота в год. Кроме того, использование мультифазного насоса сберегло для народного хозяйства 1220000 м3/год углеводородного газа, отпала необходимость строительства дожимной насосной станции и отдельного газопровода.
Апробация работы. Отдельные разделы работы докладывались на конференции «Проблемы разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в вузе» (Альметьевск, 1996), ежегодных научно-технических конференциях КГТУ.
Публикации. По теме диссертации имеется 13 публикаций, из них 2 патента РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц, 19 рисунков и библиографии в количестве 110 наименований.