Assessment of hydrodynamic pulse treatment method performance in improvement of rheology of oil blend from Yuzhno-Lyzhskoye and Kyrtaelskoye fields
Authors: Промтов Максим Александрович , Кутуков Сергей Евгеньевич , Колиух Александр Николаевич , Зверев Фёдор Сергеевич 
Published: February 2024

Для улучшения реологических характеристик вязких парафинистых нефтей могут применяться физические методы воздействия. Авторами статьи проведена оценка эффективности метода улучшения реологии нефти за счет гидродинамического импульсного воздействия для образцов смеси нефтей Южно-Лыжского и Кыртаельского месторождений. Описаны исходные реологические и физико-химические параметры исследуемой нефти, по которым она характеризуется как высокозастывающая, с выраженными тиксотропными свойствами. Оценка эффективности гидроимпульсной обработки образцов нефти проводилась по безразмерным коэффициентам, показывающим соотношения динамической вязкости, удельной мощности, требуемой для поддержания течения нефти в ротационном вискозиметре до и после физического воздействия, а также отношение изменения энергии тиксотропии нефти к энергии, затраченной на процесс обработки. Обработку образцов проводили в установке на базе роторного импульсного аппарата, в котором в потоке жидкости генерируются пульсации давления, кавитация, развитая турбулентность, вихреобразование, большие сдвиговые нагрузки. По итогам гидродинамической импульсной обработки смесевой нефти динамическая вязкость при 40 °С снизилась более чем в 2 раза, мощность поддержания течения при снятии характеристик в ротационном вискозиметре – в 2,5 раза по сравнению с исходными характеристиками. Коэффициент эффективности гидродинамического импульсного воздействия на нефть составляет при температуре снятия кривых течения 40 °С не менее 2,6, при температуре снятия кривых течения 5 °С – более 167, что подтверждает достаточную эффективность рассматриваемого метода обработки. Время релаксации реологических параметров обработанной нефти – пять суток.
To improve the rheological properties of viscous paraffin oils requiring additional operating costs for mainline transportation, physical methods can be applied. In this paper, the authors evaluated the performance of the method for oil rheology improvement through hydrodynamic pulse treatment of the Yuzhno-Lyzhskoye and Kyrtaelskoye fields oil blend samples. Described are the initial rheological and physical-and-chemical parameters of the examined oil characterizing it as high pour point oil with pronounced thixotropic properties. The oil sample hydro-pulse treatment performance was evaluated using dimensionless coefficients showing the ratios of dynamic viscosity, specific power required to maintain the oil flow in a rotary viscometer before and after the physical treatment, and the thixotropy energy change to the treatment process energy consumption ratio. The samples were treated in the unit based on the rotary pulse apparatus generating pressure pulsation, cavitation, fully developed turbulence, vortex formation and high shear loads in the liquid flow. According to the results of the hydrodynamic pulse treatment of the oil blend under study, the 40 °C dynamic viscosity was decreased by more than a factor of 2, and the flow maintenance power when measuring the characteristics in a rotary viscometer was decreased by a factor of 2.5 as compared to the initial characteristics. The performance coefficient of hydrodynamic pulse treatment to oil is at least 2.6 at a flow curve recording temperature of 40 °C and exceeds 167 at a flow curve recording temperature of 5 °C, thus confirming a sufficient efficiency of the treatment method under consideration. Treated oil rheological parameters relaxation period was five days.