В процессе разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий основной задачей является удаление бронирующих оболочек с капель эмульгированной воды, которое обуславливает эффективность разделения нефти и воды на отдельные фазы. Для подготовки нефти к промышленной переработке скорость и глубина этой стадии имеет важное значение.
В настоящее время данная задача решается путем подбора эффективного деэмульгатора, оптимального технологического режима и оборудования для обезвоживания и обессоливания нефти [1].
Известно, что роль деэмульгатора заключается в снижении концентрации стабилизаторов на поверхности капель до состояния, при котором коалекценция капель становится возможной. Необходимое и ожидаемое воздействие на бронирующие оболочки капель эмульгированной воды может быть оказано деэмульгатором только в пределах определенных показателей свойств этих оболочек, являющихся характерными для водонефтяной эмульсии. Так, например, родственные по своей природе компоненты (тонкодисперсные глины, сульфид железа и др.) являются типичными стабилизаторами водонефтяных эмульсий [2].
Безусловно, повышение их содержания в последних повышает механическую прочность бронирующих оболочек.
Нами исследованы различные устойчивые водонефтяные эмульсии местных нефтей, на электронном микроскопе с целью определения роли механических примесей, сульфида железа и других на их стойкость.
На рис.1 представлены электронные снимки местных устойчивых водонефтяных эмульсий, содержащих сульфид железа (а) и механические примеси и серу (б).
Такие картины (рис.1), чаще наблюдается в смешанных местных нефтях, полученных из разных горизонтов, где образуются соединения сульфида железа и др. В результате нагнетания воды с высоким содержанием загрязняющих механических примесей повышается концентрация высокодисперсных глин в добываемых водонефтяных эмульсиях, особенно в высокосернистых продуктах [3].
Следовательно, возникает задача раздельного удаления стабилизаторов водонефтяной эмульсии с учетом их природы и концентрации. Механические примеси с гидрофилизованной поверхностью в процессе гидродинамического воздействия и в присутствии ПАВ хорошо смачивается водой и переходят т. е. отмываются в водную фазу, что подтверждается повышением в ней концентрации механических примесей т. е. стабилизаторов.
Рис. 1. Местная устойчивая водонефтяная эмульсия, содержащая сульфид железа (а) и механические примеси и серу (б).
Рис. 2. Электронная фотоснимки местных водонефтяных эмульсий до (а) и после (б) добавления к ним гидрофилизирующей добавки и его избытка (в)
Удаление механических примесей (высокодисперсных глин, сульфида железа и др.) из водонефтяной эмульсии позволяет частично снизить прочность бронирующих оболочек и ускоряет процесс коалесценции водяных капель.
Известно, что сульфид железа содержится не только на оболочках капель воды, но и в объеме нефтяной фазы.
Поэтому, такие стабилизаторы эмульсий целесообразно удалять раздельно, на специальных автономных узлах.
Проведенные исследования показано целесообразность разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий, стабилизированных механическими примесями, в частности сульфидом железа в несколько стадий. На первой производится обработка эмульсии гидрофильным раствором (водой) с добавлением моющих реагентов, на второй осуществляется коалесценция водяных капель за счет добавления деэмульгатора высокой степени гидрофобности.
За последнее годы с целью увеличения нефтоотдачи в отдельные скважины т. е. в пласты стали вводить различные химические реагенты, которые также загрязняют и влияют на устойчивость получаемых водонефтяных эмульсий.
Оценить изменение деэмульсационных свойств таких водонефтяных эмульсий сложно, а часто невозможно. В таких эмульсиях выявляются значительные концентрации ПАВ с высоким гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ), которые являются эффективными эмульгаторами.
Сегодня, использование больших количеств гидрофобных деэмульгаторов диктуется ускорением разрушения устойчивых местных водонефтяных эмульсий.
Известно, что применение высоких концентраций деэмульгаторов может образовать устойчивые ассоциированные комплексы т. е. структурированные эмульсии.
На рис.2 показаны фотоснимки местных водонефтяных эмульсий до (а) и после (б) добавления к ним гидрофилизирующей добавки.
Как видно, в резервуарах УПН могут быть водонефтяные эмульсии особого типа, где стабилизаторами являются не механические примеси и высокомолекулярные компоненты, а реагенты, используемые при добыче и подготовке нефти.
Причем, как видно из рис. 2в избыточные применение гидрофилизирующих добавок также способствует образованию структурированной эмульсии.
Для разрушения последней рекомендуют вводить гидрофилизирующих веществ на основе гидрофильных ПАВ, что наглядно видно из рис. 2б.
И напротив, введение избыточное количества гидрофилизирующей добавки, приводит к образованию прямой эмульсии (рис.2в), не поддающейся легкому разделению.
Следовательно, исследованные местные устойчивые водонефтяные эмульсии можем классифицировать на — эмульсии стабилизированные сульфидоасфальтеносмолопарафиновыми соединениями; — эмульсии стабилизированные ассоциированными сложными комплексами.
В условиях применения химических реагентов (особенно ПАВ) в нефтедобыче повышается устойчивость получаемых водонефтяных эмульсий. Поэтому, при обезвоживании и обессоливании таких эмульсий на УПН необходимо учитывать условия их добычи, Причем применение деэмульгаторов с высокой степенью гидрофобности может образовать устойчивых ассоциатов в местных водонефтяных эмульсиях.
Таким образом, исследуя местные устойчивые водонефтяные эмульсии можем сказать, что механические примеси и сульфид железа выступают в качестве стабилизаторов бронирующих оболочек капель, что отрицательно сказывается на их разрушении. При этом, за счет введения избытка гидрофилизирующих веществ при добыче и подготовке местных нефтей образуются устойчивые структурированные водонефтяные эмульсии, содержащие ассоциированные сложные комплексы.
Литература:
1. Атауллаев Ф. Ш., Абдурахимов С. А. Интенсификация процесса разделения высокостойких водонефтяных эмульсий местных нефтей // Узб. Хим.журнал, 2005, № 3, с. 14–17
2. Абдурахимов С. А., Атауллаев Ф. Ш., Салимов З. С. Использование местных деэмульгаторов в процессе разделения стойких водонефтяных эмульсий.// Узб. журнал нефти и газа, 2006, № 3, с.32–33.
3. Тронов В. П., Грайфер В. И. Обезвоживание и обессоливание нефти. Казань, 1974–184 с.
