Преподаватель ЮКУ им. М.Ауэзова предложил новые реагенты для обезвоживания парафинистой нефти

Преподаватель кафедры «Нефтегазовое дело» Южно-Казахстанского университета  им. М. Ауэзова Н.Отарбаев  в своей диссертации предлагает эффективные методы для обезвоживания парафинистой нефти.

За историю нефтедобычи в 2018 году в Казахстане было добыто рекордное количество нефти – более 90 млн тонн, что естественным образом окажет значительное влияние на реальный сектор экономики нашей страны. Вместе с тем, надо отметить, что эксплуатация действующих месторождений, направленная, прежде всего, на достижение максимальной добычи скважинной продукции, привела сегодня к отчетливому возрастанию доли трудноизвлекаемых запасов и снижению доли извлекаемых объемов  нефти.

На ряде месторождений  Южно-Торгайской впадины,  на каждую тонну добываемой нефти приходится до 90% и более воды, в том числе воды, образующей с нефтью стойкие водонефтяные эмульсии, стабилизированные природными поверхностно-активными веществами (ПАВ) и смолами. Из-за высокой устойчивости таких эмульсий их разрушения удается достичь только с помощью эффективных реагентов с использованием установок для электрообезвоживания  нефти.

При деэмульсации нефти расход реагента – деэмульгатора определяется необходимостью получения товарной нефти с содержанием воды менее 0,2%, при более высоком содержании воды стоимость нефти на мировом рынке снижается, а при 1% нефть считается некондиционной. Так как стоимость деэмульгаторов достаточно высока, то проблема снижения их расхода за счет роста эффективности весьма актуальна.

В связи с этим проблема разрушения стойких водонефтяных эмульсий приобретает особую значимость. Решения данной проблемы можно добиться двумя способами. Химико-технологический способ – это разработка методов синтеза новых реагентов с деэмульгирующей способностью. Уровень таких разработок у целого ряда фирм достиг вполне высокого уровня. Например, у английской фирмы ICI, почти столетие занимающейся производством деэмульгаторов, имеется в распоряжении уже несколько сотен таких реагентов. Второй путь это усовершенствование конструкции аппаратов для  глубокого обезвоживания нефти в промысловых условиях. Комбинированные методы, то есть сочетание химических и электрических методов позволяет  добиться значительного снижения  расхода реагентов – деэмульгаторов, используемых на установках  комплексной подготовки нефти.

Для химической обработки нефти были использованы реагенты, полученные на основе жирных кислот, выделенных из хлопковых гудронов. Во  всех  случаях реакции проводились в присутствии катализаторов. Процессы проводили в реакторе высокого давления РВД-2-150 в по разработанной технологии в ЮКУ им. М. Ауэзова.

В работе проведено исследование взаимодействия электрического поля на гидродинамические характеристики процесса разрушения обратной эмульсии типа вода в нефти в зависимости от напряженности электрического поля формы и формы расположения  электродов. Целью проводимых экспериментальных исследований явилось получение данных об интенсивности процесса слиянии эмульсионных капель в зависимости от постоянного напряжения и напряженности электрического поля частотой 50 Гц.

На основании экспериментальных данных предложена схема промысловой установки обезвоживания сырой парафинистой нефти. Сырая эмульсионная нефть вместе с водой при соотношении нефть: вода 10:1 и реагента-дэмульгатора при дозировке 40 г на тонну нефти поступает в емкость для перемешивания 2, а затем в электродегидратор первой степени 3. Далее нефть поступает в после промывки водой поступает в электродегидратор 2 ступени.

Таким образом,  на основе проведенного анализа состояния добычи и подготовки парафинистой нефти  показано, что   образующей с нефтью стойкие водонефтяные эмульсии, стабилизированные природными поверхностно-активными веществами – асфальтенами  и  смолами,  трудно разделяются в обычных условиях.  Это приводит к ряду трудностей при транспортировке и переработке углеводородного сырья. Из-за высокой устойчивости таких эмульсий их разрушения удается достичь только с помощью реагентов и при действии электрического поля. Было установлено, что на процесс  разрушения и слияния капель водонефтяной эмульсии влияет геометрия электродов, угол расположения их и напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве при определенной концентрации реагента – деэмульгатора,  равной 400 ррm. Проведенные исследования показывают, что при указанной конструкции электродов и комбинировании электрического и химического методов удается увеличить степень обезвоживания нефти до 0,6 – 0,8 %, содержание солей до 8-10 мг/л в промысловых условиях.

Защита диссертации Отарбаева Н.Ш. прошла 2 ноября 2020 года на заседание Диссертационного совета «Химической технологии» при ЮКУ им. М. Ауэзова.