Введение к работе
Актуальность темы исследования
Одними из наиболее распространенных во всем мире и опасных для природной среды отходов являются нефтесодержащие отходы.
Они образуются практически на всех промышленных предприятиях, но наибольшие их объемы связаны с добычей и переработкой углеводородов. Основными отходами таких предприятий являются ловушечные и шламовые эмульсии. Ежегодно при существующей технологии добычи нефти 2 % всей добываемой нефти теряется в таких эмульсиях.
Отличительной особенностью ловушечных и шламовых эмульсий является высокая степень их обводненности с существенной концентрацией механических примесей. Значительное влияние на их устойчивость оказывает наличие поверхностно-активных веществ (ПАВ), как природных, так и синтетических, используемых при разрушении нефтяных эмульсий в процессах нефтедобычи.
При обработке традиционным термохимическим способом даже при увеличенной дозировке эффективных деэмульгаторов максимальная степень обезвоживания таких эмульсий не превышает 50 %.
Это связано с тем, что бронирующие оболочки капель воды в этих эмульсиях обладают высокой механической прочностью и для их разрушения необходимо использовать, в зависимости от состава основных стабилизаторов, композиционные составы ПАВ.
Цель диссертационной работы: разработка научно обоснованного алгоритма создания высокоэффективных композиционных реагентов для разрушения ловушечных и шламовых эмульсий с учетом природы их основных стабилизаторов.
Основные задачи исследования
-
Изучение, обобщение и анализ современных методов переработки ловушечных и шламовых эмульсий, образующихся в процессах добычи и подготовки нефти.
-
Детальное изучение группового химического состава, а также определение основных стабилизаторов ловушечных и шламовых эмульсий различного состава и происхождения с использованием современных методов исследований.
-
Оценка влияния различных типов ПАВ на процесс разрушения ловушечных и шламовых эмульсий.
-
Разработка эффективных композиционных реагентов для разрушения ловушечных и шламовых эмульсий различного состава и происхождения.
-
Разработка технологических схем разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий.
Степень достоверности результатов исследования и выводов
Основные научные положения, изложенные в работе, достаточно полно и убедительно обоснованы результатами лабораторных исследований и опубликованы в ведущих отраслевых журналах. Методика проведения экспериментальных исследований с учетом погрешности измерения и использование современных измерительных приборов дают основания полагать, что полученные данные достоверны.
Научная новизна работы
-
Показано влияние химической структуры деэмульгатора на реологические параметры эмульсии с повышенным содержанием высокомолекулярных парафинов: за счет взаимодействия концевых углеводородных радикалов блок-сополимеров на основе фенолформальдегидных смол с кристаллами парафина происходит снижение эффективной вязкости эмульсии.
-
Установлен антагонизм, проявляющийся в увеличении эффективной вязкости эмульсии, при одновременном использовании неионных деэмульгаторов блок-сополимеров на основе фенолформальдегидных смол и депрессорной присадки на основе сополимера этилена с винилацетатом.
-
Обоснована функциональная роль каждого из компонентов композиций ПАВ при разрушении устойчивых водонефтяных эмульсий.
-
Разработан алгоритм, позволяющий прогнозировать оптимальный состав деэмульгатора при разрушении ловушечных и шламовых эмульсий.
Практическая ценность работы
-
Разработана композиционная модифицирующая добавка Нефтенол МД, на основе линейной алкилбензосульфокислоты (Na-ЛАБСК) и карбоксиметилированного оксиэтилированного нонилфенола (Нежеголь) исследованы ее поверхностно-активные свойства. Установлено, что при соотношении Na-ЛАБСК с карбоксиметилированным оксиэтилированным нонилфенолом 1:1 происходит резкое снижение межфазного натяжения на границе керосин/вода. При концентрации данной композиции 0,5% масс. межфазное натяжение на границе керосин/вода составляет 0,14 мН/м.
-
На основе Нефтенола МД и Дипроксамина 157 разработан эффективный композиционный реагент, обеспечивающий обезвоживание шламовой эмульсии ОАО «Самаранефтегаз». При соотношении Нефтенола МД с Дипроксамином 157 3:1 в концентрации 0,5% масс. была достигнута степень разрушения шламовой эмульсии до 96%, остаточное содержание воды в нефтяном слое составило менее 0,5% масс.
-
Разработаны технологические схемы эффективного разрушения ловушечной эмульсии месторождения Хурбет-Ист (Сирия), шламовой эмульсии ОАО «Самаранефтегаз» и шламовой эмульсии Холмогорского нефтяного месторождения ОАО «Газпром нефть».
Апробация результатов исследования
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на: 63-й студенческой научной конференции «НЕФТЬ И ГАЗ-2009», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 13-16 апреля; 64-й студенческой научной конференции «НЕФТЬ И ГАЗ-2010», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 12-15 апреля; VIII Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 1-3 февраля 2010 г.; IX Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 1-3 февраля 2012 г.; VI Международном молодежном нефтегазовом форуме, Алма-Аты, КЗНТУ им. К.И. Сатпаева, 17-19 апреля; VI Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 23-24 июня 2011 г.; VII Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 27-28 июня 2012 г.; I Всероссийском симпозиуме по поверхностно-активным веществам «От коллоидных систем к нанохимии», Казань, Институт органической и физической химии имени А. Е. Арбузова, 28 июня – 1 июля 2011 г.
Личное участие автора в получении результатов
-
Проведен анализ научно-технической литературы в области переработки ловушечных и шламовых эмульсий, образующихся в процессах добычи и подготовки нефти.
-
Разработаны методические принципы проведения экспериментов с использованием современных приборов.
-
Проведены экспериментальные исследования по оценке влияния различных типов ПАВ на процесс разрушения ловушечных и шламовых эмульсий.
-
Проведен анализ полученных экспериментальных результатов.
Публикации По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 104 ссылок. Общий объём работы – 119 страниц, в том числе 20 таблиц, 52 рисунка.
