Экспресс-метод определения водонасыщенности нефтепродуктов по краевому углу смачивания | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 декабря, печатный экземпляр отправим 15 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Геология

Опубликовано в Молодой учёный №41 (383) октябрь 2021 г.

Дата публикации: 08.10.2021

Статья просмотрена: 7 раз

Библиографическое описание:

Пухарева, Ю. В. Экспресс-метод определения водонасыщенности нефтепродуктов по краевому углу смачивания / Ю. В. Пухарева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 41 (383). — С. 131-134. — URL: https://moluch.ru/archive/383/84440/ (дата обращения: 03.12.2021).



Ключевые слова: краевой угол смачивания, водонасыщенность нефтепродуктов, Самотлорское месторождение, процесс смачивания, содержание воды, нефть.

Анализ смачивающих свойств жидкостей и флюидов широко применяется в различных областях науки, включая нефтеразработку и нефтегазопромысловую геологию. В частности, нефть с водонасыщенностью более 0,5 % затруднительно протекает по трубопроводу, потому что жидкость выпадает на стенки. Следовательно, требуется предварительно определить процентное содержание воды в нефти и нефтепродуктах. Это довольно трудоемкий процесс. Существует несколько способов определения данной величины, но все они требуют большого количества времени и дорогостоящего оборудования.

Цель статьи заключается в разработке экспресс-метода определения водонасыщенности нефтепродуктов по краевому углу смачивания. Метод основан на том, что водонасыщенность сказывается на смачивающих свойствах флюида.

В рамках настоящей статьи проанализированы факторы, влияющие на процесс смачивания и проведено сравнение разработанного метода с существующими в настоящий момент. Также предлагается анализирующее консольное приложение, которое по введенным данным измерений может определить приблизительные показатели водонасыщенности.

Явление смачивания

Смачивание характеризуется краевым углом Ѳ.

Факторы, влияющие на Ѳ, и меры, предпринятые чтобы нивелировать данные факторы:

  1. Полярность фаз. Процессы адсорбции. Шероховатость поверхности. Для всех проб брались одинаковые стекла
  2. Концентрация ПАВ. Для измерений брались одинаковые пробы чистой нефти юрского периода (Самотлорское меторождение, пласт Ю2)
  3. Температура. Характеристики растворенного газа. Все измерение проводились в лаборатории при постоянной температуре 20С.
  4. Давление. С ростом давления смачиваемость пород водными растворами ухудшается. Все измерения проводились при одинаковом атмосферном давлении 30.50 inHg.
  5. Состав вытесняемой воды. Воды пласта Ю2 минерализованные.
  6. Минералогический состав . Так как рассматриваются характеристики нефти для протекания по трубопроводу — этот пункт нивелируется.

Разработка метода анализа нефтепродуктов на процентное содержание жидкости

В ходе исследования была выявлена зависимость краевого угла смачивания от водонасыщенности нефти. Бралась нефть трех различных проб Самотлорского месторождения (пласт Ю2). Несмотря на погрешность, которая в некоторых измерениях достигала 18 % наблюдалась хорошая сходимость кривых во всех пробах. Анализируя среднее по данным графикам, видно, что вода увеличивает угол смачиваемости нефтью, что объясняется разницей плотностей воды и нефти (средняя плотность нефти Самотлорского месторождения — 848 кг/м3).

Ход работы :

— Нефть отмерялась автоматической пипеткой объемом 1000 мкл

— В капли нефти объемом Х мкл добавляли по (100-Х) мкл воды, так чтобы объем общей капли составлял ровно 100 мкл

— Фиксируя изменения угла смачивания, были получены зависимости (см. графики на рис. 1 и 2 для %-содержания нефти в капле)

— Для уменьшения погрешности проводились опыты с 7–10 каплями для каждой пробы.

— Каждое измерение проводилось на новом стерильном предметном стекле.

Зависимость угла смачивания нефти стеклом (в градусах) от % содержания воды в ней

Рис. 1. Зависимость угла смачивания нефти стеклом (в градусах) от % содержания воды в ней

Зависимость %-содержания воды в нефтепродукте от угла смачивания (следует из графика 1)

Рис. 2. Зависимость %-содержания воды в нефтепродукте от угла смачивания (следует из графика 1)

Заключение

В результате серии опытов был разработан экспресс-метод определения водонасыщенности нефтепродуктов по краевому углу смачивания.

В ходе исследования был изучен процесс смачивания, выявлены факторы, оказывающие влияние на данный процесс, проанализированы преимущества и недостатки существующих методах анализа нефтепродуктов на водонасыщенность.

Данный экспресс-метод анализа нефти на водонасыщенность будет актуален в случае отсутствия времени или оборудования для более тщательного анализа, так как в некоторых измерениях погрешность достигала 18 %, но тем не менее в некоторых случаях даже такой точности бывает достаточно чтобы определить пригодность нефти для дальнейшего применения в определенной сфере.

Литература:

1) Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания. / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов, 1976. — c. — Текст: непосредственный.

2) А.Шварц, Дж Перри. Поверхностно активные вещества. — М.: Иностранной литературы, 1953. — С. 250. — 550 с.

3) Газилов Р. Э., Солодова Н. Л., Ваганов Б. Р. Трубопроводный транспорт тяжелой нефти и битумов. — Вестник технологического университета. 2017. — Т.20, № 10

4) M. S. Rana. V. М. Samano. J. A. Ancheyta J. А. Diaz. 2007. А review of recent advances on process technologies for upgrading of heavy oils and residua. Fuel 86, l216 — l23l.

5) И. И Ерошкина. Влияние малых полимерных добавок на частоту пристенных турбулентных выбросов при течении жидкостей в трубопроводе/ И. И. Ерошкина. В. И. Марон. А. Д. Прохоров. C. H. Челнинцев // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2000. -№ 4. — С. 29–30.

6) Патент РФ 2105923, МКИ F17 D 1/16, Способ трубопроводного транспорта высоковязких нефтей.

Основные термины (генерируются автоматически): краевой угол смачивания, водонасыщенность нефтепродуктов, процесс смачивания, Самотлорское месторождение, содержание воды, измерение, Нефть, проба.


Ключевые слова

нефть, краевой угол смачивания, водонасыщенность нефтепродуктов, Самотлорское месторождение, процесс смачивания, содержание воды
Задать вопрос