Перекачка высоковязкой и застывающей нефти, страница 8

Существование оптимальной температуры термообработки (подогрева) связано со следующим. На поверхности кристаллов парафина адсорбированы асфальтосмолистые вещества, находящиеся в нефти. При малой температуре подогрева нефти часть кристаллов парафина растворяется и освободившиеся асфальтосмолистые вещества адсорбируются на поверхности нерастворившихся кристаллов парафина. Последующее охлаждение приводит к тому, что выпадающие из раствора мелкие кристаллы парафина образуют прочную структуру, повышающую эффективную вязкость и температуру застывания нефти. При повышении температуры подогрева нефти увеличивается количество растворяющихся кристаллов парафина и соответственно высвобождаемых асфальто-смолистых веществ. Однако поскольку число нерастворившихся кристаллов тугоплавких парафинов уменьшилось, то последние адсорбируют все меньше асфальтосмолистых веществ. При последующем охлаждении неадсорбированные асфальтосмолистые вещества способствуют образованию крупных кристаллов парафина, что положительно сказывается на реологических свойствах нефти. Наибольший эффект термообработки дает, когда все кристаллы парафина растворяются при нагревании. Однако дальнейший перегрев нефти приводит к необратимому разрушению содержащихся в ней асфальтосмолистых веществ и эффект термообработки снижается.

Поскольку у разных нефтей состав парафинов различен, то оптимальную температуру термообработки определяют экспериментально для каждой парафинистой нефти.

На рис. 2.7 показано влияние температуры термообработки на реологические параметры жетыбайской нефти.

Из   него   видно,  что  при   температуре   термообработки   tТ.о. около 50 оС температура застывания этой нефти не только не снижается , а, наоборот, возрастает. Дальнейшее увеличение температуры термообработки ведет к снижению tзаст. А начиная со значений tТ.о. » 110 оС температура застывания термообработанной нефти снова растет.

 


Здесь же показан характер зависимости эффективной вязкости nэ и начального напряжения сдвига tо жетыбайской нефти от температуры термообработки. Видно, что резкое уменьшение nэ и tо имеет место лишь при tТ.о. £ 90 оС, дальнейшее увеличение последней практически не дает эффекта.

 На этом основании оптимальной температурой термообработки жетыбайской нефти является 90 оС.

Скорость охлаждения нефти влияет на процесс роста кристаллов парафина. При оптимальной температуре охлаждения образуются крупные конгломераты парафино-смолистых веществ, которые неравномерно распространяются по всему объему. В нефти, не подвергавшейся термообработке или термообработанной при неоптимальных температурах и охлажденной с неоптимальной скоростью кристаллы парафина мельче, число их больше, они более равномерно распределены по всему объему нефти и в отсутствие движения могут соединяться между собой, образуя достаточно прочную структурную решетку, в ячейках которой располагается жидкая нефть.

На рис. 2.8 показан характер зависимости температуры застывания и начального напряжения сдвига усинской и возейской нефтей от скорости их охлаждения при термообработке. Видно, что оптимальной для этих нефтей является скорость охлаждения 10...15 градусов в час.

Рис. 2.8. Изменение реологических параметров высокопарафинистых

нефтей в зависимости от скорости охлаждения:

1 - температура застывания узеньской нефти; 2 - температура

застывания жетыбайской нефти; 3 – ее эффективная кинематическая вязкость; 4 - начальное напряжение сдвига