где Н—высота столба эмульсии, см; υ-средняя линейная скорость расслоения эмульсии, см/с.
Мерой устойчивости эмульсии может служить изменение ее плотности за определенный промежуток времени в определенном слое или количество выделившейся, воды при отстое.
Рис. 5.4. Нефтяные эмульсии:
а-«старение» нефтяной эмульсии: 1 – толщина брони; 2,3 – эмульгирующие вещества (естественные ПАВ), 4 – капля воды; б – происхождение двойного электрического заряда: 1 – положительно заряженная частица; 2 – отрицательно заряженная частица; 3 – дисперсионная среда; 4 – частица воды.
На устойчивость нефтяных эмульсий большое влияние оказывают: дисперсность системы, физико-химические свойства эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные оболочки; наличие на глобулах дисперсной фазы двойного электрического заряда; температура смешивающихся жидкостей; величина рН эмульгированной пластовой воды.
5.9. Факторы, влияющие на образование эмульсии
В нефти и пластовой воде, поднимаемых на поверхность, всегда содержатся вещества в растворенном состоянии, которые способствуют образованию и стойкости нефтяных эмульсий. Вещества, содержащиеся в нефти (асфальтены, нафтены, смолы, парафин) и пластовой воде (соли, кислоты) и оказывающие существенное влияние на образование и стойкость эмульсий, называются естественными эмульгаторами, или естественными поверхностно-активными веществами (ПАВ). Характерной особенностью строения молекул естественных ПАВ является их дифильность, т.е. строение молекулы, состоящей из двух частей – полярной группы (воды) и неполярного углеводородного радикала.
5.10. Условия образования эмульсий
Нефтяные эмульсии в пластовых условиях отсутствуют. На образование нефтяных эмульсий требуется затрата большой энергии, поэтому они могут образоваться или в призабойной зоне скважин или в стволе скважины, особенно там, где бурно выделяется газовая фаза, способствующая турбулизации потока.
Интенсивно образуются эмульсии при эксплуатации скважин центробежными электронасосами, но вследствие выделения теплоты электродвигателями этих насосов эти эмульсии нестойкие. За пределами насосов стойкость эмульсий повышается в связи с падением температуры потока и выделение газа из нефти.
Особенно стойкие эмульсии образуются при прохождении нефтеводяной смеси через штуцеры, иногда устанавливаемые на устьях скважин. Это объясняется с одной стороны резким понижением давления за штуцером, способствующим диспергированию (дроблению) водной фазы в нефти, с другой стороны, понижением температуры смеси, благоприятно влияющим на образование стойкой эмульсии. В системе сбора стойкость эмульсии повышается за счет большой турбулизации потока и сравнительно резкого падения температуры нефти и воды при их движении по выкидным нетеплоизолированным линиям.
5.11. Необходимость обезвоживания нефти на нефтяных месторождениях
Нефть на нефтяных месторождениях обезвоживают для:
существенного снижения транспортных расходов, так как вода сама по себе является балластом и транспортировать ее по магистральным нефтепроводам нет необходимости;
недопущения образования стабильных эмульсий; трудно поддающихся разрушению на нефтеперерабатывающих заводах;
предохранения магистральных трубопроводов от внутренних коррозионных разрушений, наконец закачки отделенной воды в пласт для поддержания пластового давления.
При транспортировании необезвоженной нефти по магистральному нефтепроводу в нижней части его может скапливаться коррозионно-активная минерализованная пластовая вода, приводящая сравнительно быстро (2—3 года) этот трубопровод в аварийное состояние.
5.12. Отстойники
Рис. 5.5. Отстойник:
1 — распределитель эмульсии; 2 —вводэмульсии; 3—сборник воды; 4—сборник нефти.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.