книги / Осложнения в нефтедобыче
..pdfэмульсий Южно-Ягунского (обводненность 56-70 %) и Ватьеганского (обводненность 56-71 %) месторождений путем однократ ного пропускания эмульсии из делительной воронки через индук тор экспериментального стенда (см. рис. 7.1). Затем эмульсию перемешивали в емкости в течение 2 мин (скорость мешалки 400 об/мин) и ставили на отстой при комнатной температуре. Расслоение определяли через 15, 30, 60 и 120 мин [183-185].
Результаты испытаний показали, что магнитная обработка постоянным магнитным полем не позволяет существенно разру шить исследуемую нефтяную эмульсию.
При магнитной обработке переменным полем с частотами 30-70 Гц и различными формами изменения напряженности глу бина обезвоживания эмульсии увеличилась на 10-12 %.
Таким образом, для разрушения нефтяных эмульсий предпоч тительней использование переменного магнитного поля. В даль нейшем исследования были направлены на оценку эффективности магнитной обработки совместно с традиционно применяемыми химическими реагентами — деэмульгаторами.
Для разрушения нефтяной эмульсии на Ватьеганском место рождении (обводненность 68 %) использовали деэмульгаторы ХПД-005 и Союз-A с удельным расходом 40 г/т. Величина удель ного расхода выбрана аналогично применяемым расходам на практике при подготовке нефти. Для обработки нефтяных эмуль сий на Южно-Ягунском месторождении использовали деэмульга торы марок ХПД и Союз-A с удельным расходом 40 г/т.
Результаты определения оптимальных параметров магнитно го поля при обработке эмульсии на Ватьеганском месторождении совместно с реагентом ХПД-005 (рис. 7.14) свидетельствуют, что наиболее высокий результат получен при обработке нефтяной эмульсии магнитным полем с импульсной формой изменения на пряженности и частотой 20-50 Гц.
Результаты исследования степени разрушенности эмульсии на Южно-Ягунском месторождении показали, что наиболее высо кий результат получен при обработке нефтяной эмульсии магнит ным полем с импульсной формой изменения напряженности (табл. 7.16, рис. 7.15).
При этом было установлено, что наилучший деэмульгирую-
Рис. 7.14. Эффективность магнитной обработки нефтяной эмульсии (Ватьеганское месторождение):
1 — знакопеременная; 2 — импульсная
Время, мин
Рис. 7.15. Динамика выделения воды из эмульсии обводненностью 56 % с деэмульгаторами марки ХПД и Союз-А:
без магнитной обработки: 1 — ХПД; 2 — Союз-A; после обработки магнитным полем (30 Гц) с импульсной формой изменения напряжен ности: 3 — ХПД; 4 — Союз-А
Количество выделившейся воды и содержание остаточной воды в обработанной магнитным полем нефтяной эмульсии
______________ (Южно-Ягунское месторождение)______________
Форма сигнала |
|
Количество выделившейся воды, %, |
Содержа |
|||||
изменения |
Частота, |
|
|
за время, мин |
|
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
остаточ |
||
магнитного |
Гц |
15 |
30 |
45 |
60 |
90 |
|
|
поля |
|
120 |
ной воды, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
Без магнитной |
— |
18 |
24 |
28 |
29 |
29 |
30 |
28 |
обработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
Знакопеременная |
10 |
20 |
22 |
25 |
27 |
29 |
30 |
29 |
|
20 |
20 |
23 |
25 |
28 |
29 |
30 |
26 |
|
30 |
20 |
23 |
25 |
28 |
29 |
30 |
26 |
|
40 |
20 |
23 |
25 |
25 |
29 |
30 |
27 |
|
50 |
20 |
22 |
24 |
25 |
28 |
29 |
27 |
|
60 |
20 |
21 |
25 |
25 |
27 |
29 |
27 |
|
70 |
21 |
23 |
27 |
29 |
30 |
30 |
26 |
|
80 |
20 |
22 |
25 |
25 |
27 |
29 |
26 |
|
90 |
20 |
22 |
23 |
25 |
28 |
29 |
26 |
Импульсная |
100 |
20 |
22 |
25 |
26 |
29 |
30 |
29 |
10 |
20 |
23 |
— |
30 |
32 |
34 |
22 |
|
|
20 |
20 |
23 |
— |
30 |
32 |
33 |
23 |
|
30 |
21 |
23 |
— |
30 |
32 |
34 |
22 |
|
40 |
21 |
25 |
— |
30 |
32 |
32 |
24 |
|
50 |
22 |
25 |
— |
30 |
32 |
33 |
23 |
|
60 |
20 |
24 |
— |
30 |
32 |
33 |
23 |
|
70 |
20 |
24 |
— |
30 |
32 |
33 |
24 |
|
80 |
20 |
25 |
— |
32 |
32 |
34 |
22 |
|
90 |
20 |
23 |
— |
32 |
33 |
34 |
22 |
|
100 |
20 |
25 |
— |
30 |
32 |
34 |
23 |
щий эффект проявляется при добавлении реагентов до проведе ния магнитной обработки нефтяных эмульсий.
С целью снижения расхода деэмульгатора как одного из са мых дорогостоящих реагентов оценили эффективность деэмуль гатора ХПД при воздействии переменного магнитного поля с тре угольной формой изменения напряженности и частотой 30 Гц (рис. 7.16). Эффективность деэмульгатора ХПД без магнитной об работки при содержании 40 г/т нефти составила 41 %.
Время, мин
Рис. 7.16. Динамика выделения воды при разных концентрациях (г/т) деэмульгатора марки ХПД:
без магнитной обработки: 1 — 20; 2 — 30; 3 — 40; 4 — 50; после магнитной обработки: 5 — 20; 6 —30; 7 — 40; 8 — 50
После магнитной обработки эффективность деэмульгатора составила 68 % при содержании 40 и 30 г/т нефти, 84 % — при содержании 20 г/т нефти.
7.4.2. Нефтяные эмульсии Арланского и Волковского месторождений
Исследование влияния магнитной обработки на время рас слоения и динамики отстоя нефтяных эмульсий Арланского (Вятская площадь) и Волковского месторождений проводили на четырех пробах: № 1 — скважина № 1522 Волковского месторож дения, обводненность 62 %; № 2 — скважина № 1590 Волковского месторождения, обводненность 51 %; № 3 — скважина № 6590 Вятской площади Арланского месторождения, обводненность 63 %; № 4 — скважина № 6590 Вятской площади Арланского месторож дения, обводненность 70 %. Физико-химические свойства Нефти Волковского и Арланского (Вятская площадь) месторождений представлены в табл. 7.17.
Физико-химические свойства нефти Волковского и Арланского (Вятская площадь) месторождений
Параметр |
Месторождение |
||
Волковское |
Арланское |
||
|
|||
Плотность при 20 °С, кг/м3 |
870 |
От 884 до 887 |
|
Содержание, % мае.: |
|
|
|
воды |
От 60 до 70 |
От 65 до 75 |
|
смол |
От 15 до 20 |
18,8 |
|
асфальтенов |
ОтЗ до 5 |
6,9 |
|
парафинов |
От 3 до 4 |
2,8 |
|
серы общей |
— |
3,2 |
|
Механические примеси, мг/л |
От 300 до 500 |
От 150 до 350 |
|
Плотность водной фазы, г/см3 |
1,138 |
1,168 |
Обработку эмульсий проводили магнитным полем с частотой 10, 20, 30, 40 и 50 Гц. Форма изменения напряженности магнитно го поля — прямоугольная. Для проб № 1 и 2 использовали деэмульгатор СНПХ-4410 (удельный расход 30, 40 и 100 г/т нефти), для проб № 3 и 4 — деэмульгатор СНПХ-4705 (удельный расход 60-100 г/т нефти). Дозирование деэмульгатора производи ли до обработки эмульсии.
Результаты исследований (рис. 7.17-7.19) показали, что наи больший эффект деэмульгатор проявляет при обработке проб № 1 и 2 магнитным полем напряженностью 30 кА/м со знакоперемен ной формой изменения при частоте 30 Гц [186, 187].
Степень обезвоживания пробы № 1 увеличивается на 15 % при использовании деэмульгатора в количестве 100 г/т нефти. При удельном расходе деэмульгатора СНПХ-4410 40 г/т нефти степень обезвоживания пробы № 1 увеличивается на 48 %. В ре зультате воздействия магнитного поля с частотой 30 Гц и знако переменной формой изменения напряженности на пробу № 2 сте пень обезвоживания повышается на 15 % при удельном расходе деэмульгатора 30 г/т нефти.
а |
|
|
|
|
ЕС |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
« |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
>к |
|
|
|
|
(D |
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
CQ |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
CJ |
|
|
|
|
<и |
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
е: |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
45-1------------ |
------------30 |
------------60 |
------------120 |
---------210 |
15 |
Время, мин
Рис. 7.17. Динамика выделения воды из пробы № 1 с деэмульгатором СНПХ-4410 (удельный расход 100 г/т) при обработке магнитным поле с частотой (Гц):
1 — без магнитной обработки; 2 — 10; 3 — 2 0 ; 4 — 30; 5 —40; 6 — 50
Рис. 7.18. Динамика выделения воды из пробы № 1 с деэмульгаторов СНПХ-4410 (удельный расход 40 г/т) при обработке магнитным поле с частотой (Гц):
1 — без магнитной обработки; 2 — Ю; 3 — 20; 4 30; 5 40; 6 5
Рис. 7.19. Динамика выделения воды из пробы № 2 с деэмульгатором СНПХ-4410 (удельный расход 30 г/т) при обработке магнитным полем с частотой (Гц):
1— без магнитной обработки; 2 — 10; 3 — 20; 4 — 30; 5 — 40; б— 50
Испытания эффективности деэмульгатора в зависимости от его удельного расхода (рис. 7.20 и 7.21) под воздействием магнит ного поля показали, что расход деэмульгатора СНПХ-4410 для нефтяных эмульсий Волковского месторождения снижается на 15-25 % при сохранении динамики отстоя на прежнем уровне. Оп тимальный расход деэмульгатора при воздействии магнитного поля на пробах № 1 и 2 составляет 40 г/т нефти.
Известно, что применение деэмульгаторов позволяет снизить вязкость нефтяных эмульсий и уменьшить гидравлические потери в трубопроводе, разрушая при этом эмульсию. На пробах нефтя ной эмульсии № 3 и 4 определяли вязкость нефтяного слоя, время расслоения и динамику отстоя эмульсии (табл. 7.18). Замеры вяз кости проводили в соответствии с ГОСТ 33-82 "Метод определе ния кинематической и расчет динамической вязкости"
При частоте магнитного поля 30 Гц и добавлении деэмульга тора СНПХ-4705 (100 г/т нефти) вязкость нефти снижается на 20 % (с 35,3 до 27,0 сСт) через 1 ч после обработки.
Количество выделившейся воды,
15 |
30 |
60 |
120 |
Время, мин
Рис. 7.20. Динамика выделения воды из пробы № 1 при различных удельных расходах деэмульгатора (г/т):
без магнитной обработки: 1 — 30; 2 — 40 ; 5 — 50; после магнитной обработки: 4 — 30; 5 — 40; 6 — 50
Количество выделившейся воды, %
Рис. 7.21. Динамика выделения воды из пробы № 2 при различных удельных расходах деэмульгатора (г/т):
без магнитной обработки: 1 — 30; 2 — 40; 1 — 50; после магнитной обработки: 4 — 30; 5 — 40; 6 — 50
Таблица 7.18
Изменение вязкости и количество выделившейся воды на пробе № 3 под воздействием магнитного поля
Удельный |
|
Вязкость нефти |
Количество выделившейся воды |
||||||
расход |
Частота |
при 40 °С (сСт) |
|
(%) через, мин |
|
||||
деэмуль |
магнитной |
через |
|
|
|
|
|
|
|
гатора |
обработки, |
|
|
30 |
60 |
90 |
120 |
360 |
|
СНПХ-4705, |
Гц |
1 ч |
2 ч |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
г/т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Без МО |
206 |
212 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
100 |
0 |
35,3 |
26,6 |
4 |
26 |
40 |
40,5 |
41 |
|
0 |
30 |
208 |
209 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,5 |
|
100 |
30 |
27,0 |
22,1 |
7 |
36 |
45 |
45 |
45 |
|
100 |
10 |
33,3 |
27,4 |
4,5 |
26 |
41 |
44 |
44 |
|
100 |
50 |
33,5 |
26,9 |
5 |
24 |
40 |
44 |
44,5 |
Испытаниями по снижению удельного расхода деэмульгато ра СНПХ-4705 при использовании магнитной обработки на про бе № 4 (результаты приведены в табл. 7.19) показано, что вязкость нефтяной фазы при магнитной обработке снижается на 30 % (с 43,3 до 31,0 сСт) через 2 ч.
При использовании переменного магнитного поля расход деэмульгатора СНПХ-4705 может быть снижен на 20 % с сохране-
Таблица 7.19
Изменение вязкости и количество выделившейся воды на пробе № 4 при различных концентрациях деэмульгатора СНПХ-4705
при частоте магнитного поля 30 Гц
Удельный |
Вязкость |
Количество выделившейся воды (%) через, мин |
||||||
расход |
через 2 ч |
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
|
|
|
|
|
||
реагента, |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
120 |
||
/0 = 45 °С, |
||||||||
г/т |
|
|
|
|
|
|
||
сСт |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Контроль |
404 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
100, без МО |
43,3 |
0,5 |
6 |
17 |
30 |
40 |
47 |
|
100 |
31,0 |
2 |
10 |
25 |
35 |
47 |
52 |
|
90 |
34,0 |
2 |
8 |
21 |
31 |
45 |
50 |
|
80 |
44,5 |
2 |
6 |
18 |
31 |
38 |
47 |
|
70 |
58,3 |
0 |
2 |
6 |
16 |
26 |
38 |
|
60 |
62,9 |
0 |
1 |
7 |
19 |
25 |
33 |
нием динамики отстоя и вязкости нефтяной фазы. Таким образом, при магнитной обработке обводненность нефтяной фазы допол нительно снижается на 4-5 % (отстой воды через 3 ч составил 41 % без обработки и 45 % при магнитной обработке на пробе № 1, 45 % без обработки и 52 % после обработки — на пробе № 2). Средняя скорость расслоения увеличивается на 50 % (время максимального расслоения без магнитной обработки — 3 ч, при обработке — 1,5 ч, а отстой водной фазы за 30 мин составил 4 и 7 % соответственно на пробе № 1).
В ходе проведенных испытаний обработанной магнитным полем эмульсии из скважины № 8469 АГЗУ-77 (обводненность 55 %) ЦДНиГ № 2 Вятской площади Арланского месторождения с деэмульгатором СНПХ-7912 (табл. 7.20) визуально отмечено, что выделившаяся вода при проведении обработки деэмульгато ром и магнитным полем с импульсной формой изменения напря женности заметно чище воды, полученной в результате примене ния только деэмульгатора.
Таблица 7.20
Результаты испытаний по определению влияния магнитной обработки на процесс расслоения эмульсии скважины № 8469
Количество выделившейся воды (%) Частота и форма изменения через (мин)
магнитного поля
|
|
15 |
30 |
45 |
60 |
90 |
120 |
|
Удельный расход реагент а 40 г/т нефти |
|
|
||||
Без обработки |
0 |
Следы |
7 |
10 |
10 |
11 |
|
10 Гц, знакопеременная |
Следы |
3 |
12 |
12 |
13 |
15 |
|
20 Гц, |
» |
3 |
10 |
20 |
22 |
23 |
23 |
30 Гц, |
» |
1 |
5 |
10 |
12 |
14 |
15 |
|
Удельный расход реагент а 80 г/т нефти |
|
|
||||
Без обработки |
2 |
15 |
20 |
25 |
25 |
26 |
|
10 Гц, знакопеременная |
10 |
23 |
33 |
33 |
33 |
35 |
|
20 Гц, |
» |
15 |
27 |
33 |
33 |
33 |
34 |
30 Гц, |
» |
12 |
25 |
30 |
33 |
33 |
33 |
20 Гц, импульсная |
20 |
30 |
35 |
37 |
40 |
40 |
|
30 Гц, |
» |
15 |
25 |
30 |
35 |
35 |
35 |