Химические, тепловые, термохимические и технологические методы устранения негативного влияния высоковязких эмульсий на процессы добычи нефти.

Разрушение нефтяных эмульсий происходит при:

- гравитационном холодном разделении (отстаивание);

-фильтрации;

-разделении в поле центробежных сил (центрифугирование);

-электрическом воздействии;

- термическом воздействии;

-воздействии магнитного поля;

-в процессе перекачивания (внутритрубная деэмульсация).

Отстаивание применяют при высокой обводненности нефти и осуществляют путем гравитационного осаждения диспергированных капель воды. На промыслах применяют отстойники периодического и непрерывного действия разнообразных конструкций. В качестве отстойников периодического действия обычно используют сырьевые резервуары, при заполнении которых сырой нефтью происходит осаждение воды в их нижнюю часть. В отстойниках непрерывного действия отделение воды происходит при непрерывном прохождении обрабатываемой смеси через отстойник. В зависимости от конструкции и расположения распределительных устройств движение жидкости в отстойниках осуществляется в преобладающем направлении - горизонтально или вертикально.

Фильтрацию применяют для разрушения нестойких эмульсий. В качестве материала фильтров используют вещества, не смачиваемые водой, но смачиваемые нефтью. Поэтому нефть проникает через фильтр, а вода - нет

Центрифугирование проводят в центрифуге, которая представляет собой вращающийся с большой скоростью ротор. Эмульсия подается в ротор по полому валу. Под действием сил инерции эмульсия разделяется, так как вода и нефть имеют разные значения плотности.

Воздействие на эмульсии электрическим полем производят в электродегидраторах, снабженных электродами, к которым подводят высокое напряжение переменного тока промышленной частоты. Под действием электрического поля на противоположных концах капель воды появляются разноименные электрические заряды.

В результате капли притягиваются, сливаются в более крупные и оседают на дно емкости.

Термическое воздействие на нефтяные эмульсии заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию, перед отстаиванием нагревают до температуры 45-80 °С. При нагревании уменьшается прочность слоев эмульгатора на поверхности капель, что облегчает их слияние. Кроме того, уменьшается вязкость нефти и увеличивается разница плотностей воды и нефти, что способствует быстрому разделению эмульсии. Подогрев осуществляют в резервуарах, теплообменниках и трубчатых печах.

При перекачивании в эмульсию добавляют деэмульгатор и далее в трубопроводе происходит разрушение эмульсии, что снижает вязкость и гидравлические потери. Данный процесс получил название внутритрубной деэмульсации.

Для каждого состава нефти подбирают свой наиболее эффективный деэмульгатор, предварительно оценив результаты отделения пластовой воды в лабораторных условиях.

Любое органическое вещество, обладающее моющими свойствами, можно с той или иной эффективностью использовать в качестве деэмульгатора. Существует большое количество деэмульгирующих композиций для обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий.

Высокоэффективные деэмульгаторы, применяемые на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах для обезвоживания нефти, содержат смесь ПАВ различных структур и модификаций.

Согласно общепринятой в настоящее время теории, разработанной под руководством академика П. А. Ребиндера, при введении ПАВ в нефтяную эмульсию на границе раздела "нефть­ вода" протекают следующие процессы. ПАВ, обладая большей поверхностной активностью, вытесняют природные стабилизаторы с поверхности раздела фаз, адсорбируясь на коллоидных или грубодисперсных частицах природных стабилизаторов нефтяных эмульсий. Молекулы деэмульгаторов изменяют смачиваемость, что способствует переходу этих частиц с границы раздела в объем водной или нефтяной фаз. В результате происходит коалесценция. Процесс разрушения нефтяных эмульсий зависит от:           

-компонентного состава и свойств защитных слоев природных стабилизаторов;

-типа, коллоидно-химических свойств и удельного расхода применяемого деэмульгатора;

-температуры, интенсивности и времени перемещения нефтяной эмульсии с деэмульгатором.

Технологический эффект применения деэмульгатора заключается в обеспечении быстрого и полного отделения пластовой воды при его минимальном расходе.

На нефтегазодобывающих предприятиях нашел также применение метод предотвращения образования стойких эмульсий (метод искусственного увеличения обводненности нефти). Сущность метода заключается в возврате на прием насоса некоторой части добываемой воды, расслоившейся в отстойной расширительной камере или в поле центробежных сил. Избыток водной фазы, образовавшейся в насосе, приводит к переходу нефтяной смеси из одной структуры потока в другую. Вязкость образовав­ шейся прямой эмульсии в десятки и сотни раз меньше вязкости обратных эмульсий. В соответствии с этим резко снижается и стойкость прямых эмульсий, что создает благоприятные условия для отделения водной фазы и возвращения некоторого ее объема на прием насоса. Подачу оборотной воды на прием насоса можно осуществить самоподливом в затрубное пространство скважины, без применения дополнительных перекачивающих устройств. Метод самоподлива предполагает потерю производительности установки за счет рециркулируемой части водной фазы. Однако многократное снижение вязкости нефти в колонне труб позволяет существенно увеличить коэффициент подачи установок (повысить производительность насосов).

Предупреждение образования стойких эмульсий в скважинах с механизированной добычей позволяет также снижать давление в системах промыслового сбора нефти и газа и улучшать условия разрушения эмульсий в пунктах подготовки нефти.