Оценка деэмульгирующих свойств трехкомпонентных смесей на водонефтяной эмульсии НГДУ «Бавлынефть»

УДК 665.622.43.0666

А. К. Вахитова, А. Н. Головач, А. А. Елпидинский

ОЦЕНКА ДЕЭМУЛЬГИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ НА ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ НГДУ «БАВЛЫНЕФТЬ»

Ключевые слова: нефть, эмульсия, обезвоживание, поверхностно-активное вещество, деэмульгатор, композиция.

Исследовано поведение трехкомпозиционных смесей реагентов на смешанной эмульсии угленосного и девонского горизонтов. Выявлены деэмульгирующая активность реагентов и проявление синергизма в трехкомпонентных смесях.

Keywords: oil, emulsion, dehydration, surface-active agent, demulsifier, composition.

The action of mixtures of the three compositions reagents mixed emulsion carboniferous and Devonian horizons was studied. Demulsifying activity of agents and manifestation of synergy on mixtures of three components was identified.

Введение

В настоящее время основным направлением разработки эффективных реагентов-деэмульгаторов стало создание композиций, в состав которых включают несколько индивидуальных соединений. В состав композиции могут быть включены поверхностно-активные вещества (ПАВ) со свойствами смачивателя, диспергатора, коагулянта. Такие композиции, как правило, наряду со свойствами, присущими отдельным компонентам, входящим в их состав, обладают комплексом свойств, являющихся результатом совместного действия таких компонентов. Это позволяет усилить наиболее важные характеристики реагентов и расширить их функциональное действие [1].

Возможны три случая совместного действия на нефтяную эмульсию смеси двух и более активных компонентов: 1) аддитивность, т.е. суммирование их деэмульгирующей способности; 2) антагонизм, т.е. один ослабляет действие другого; 3) синергизм, т.е. один усиливает действие другого [2].

Целью исследования, результаты которого приведены в данной статье, было изучение эффективности поверхностно-активных веществ в процессе термохимического обезвоживания нефти на основе трех компонентов: неионогенных, анионных и катионных. В результате данных исследований должны быть выявлены наиболее эффективные композиционные реагенты-деэмульгаторы для эффективного обезвоживания нефти [3]. Работа является логическим продолжением серии экспериментов, результаты которых рассматривались в статье [4].

Экспериментальная часть

Исследования проводились на базе лаборатории НГДУ «Бавлынефть».

В качестве базовых реагентов для составления композиций были выбраны НПАВ -блоксополимеры оксида этилена и пропилена различной структуры:

- Лапрол-6003;

- Лапрол-4202.

Добавками являлись анионные и катионные ПАВ.

Анионные ПАВ (АПАВ):

- Алкилсульфат натрия (К-0803№);

- а-олефинсульфонат (К-803№).

Катионные ПАВ (КПАВ):

- ДФ-1;

- Ф-3761.

Структуры и особенности данных катионных ПАВ представлены в работе [4].

Исследования эффективности каждого реагента проводились на смеси нефтей бавлинского и сабанчинского месторождений при различных температурах обезвоживания: при 7, 20,5 и 50 0С. При каждой температуре обезвоживание проводилось 2 часа и, после каждого этапа обезвоживания, проба нефти анализировалась на содержание остаточной воды.

Обсуждение результатов

Ранее показано, что наибольшая глубина обезвоживания обеспечивалась смесью

неионогенного и анионного ПАВ. Следующим шагом являлось проведение опытов со смешением ПАВ трех различных типов: неионогенных, анионных и катионных

Получили следующие композиционные смеси:

- Лапрол-6003+ДФ-1+а-олефинсульфонат натрия;

- Лапрол-6003+ДФ-1 + алкилсульфат натрия;

- Лапрол-6003 + Ф-3761 + а-олефинсульфонат натрия;

- Лапрол-6003 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия;

- Лапрол-4202 + ДФ-1 + а-олефинсульфонат натрия;

- Лапрол-4202 + ДФ-1 + алкилсульфат натрия;

- Лапрол-4202 + Ф-3761 + а-олефинсульфонат натрия;

- Лапрол-4202 + Ф -3761 + алкилсульфат натрия.

Первая часть опыта проводилась на основе

базового реагента Лапрол-6003. Результаты представлены в таблице 1. Как реагенты сравнения использовали ТНН-2.1 и ТНН 2.1Б, применяемые в качестве основных деэмульгаторов в НГДУ «Бавлынефть».

Таблица 1 - Результаты испытаний по обезвоживанию эмульсии трехкомпонентными композициями ПАВ с базовым компонентом Лапрол-6003

Рр - дозировка реагента на эмульсию; Wи - исходное содержание воды в нефти.

Самую лучшую деэмульгирующую активность среди трехкомпонентных смесей показала композиция Лапрол-6003 + ДФ-1 + а-олефинсульфонат натрия. Эта композиция обеспечивала равномерный отстой на всем временном интервале данного исследования и максимальное количество выделившейся воды.

В целом, при дозировке 120 г/т ни одна из смесей не превзошла показатели базового Лапрола-6003 по содержанию остаточной воды. А при дозировке 90 г/т достаточно глубокое обезвоживание наблюдалось только при использовании упомянутой выше композиции.

Вторая часть опыта проводилась на основе базового реагента Лапрол-4202. Результаты по обезвоживанию эмульсии приведены в таблице 2.

По результатам серии опытов, где в качестве базового реагента выступает Лапрол-4202, наибольшая деэмульгирующая активность отмечена у смеси Лапрол-4202 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия. По результатам анализа остаточной воды на первой ступени обезвоживания данная композиция проявила меньшую деэмульгирующую активность, но, все же, к концу горячего отстоя обеспечила максимальное обезвоживание. В общем, на основе Лапрол-4202 удалось получить большее количество эффективных композиций. Так, содержание воды в нефти, не превышающее 0,5% мас., удалось достичь с помощью трех композиций. И полученные результаты, в конечном итоге, превзошли результат

используемого в НГДУ "Бавлынефть" деэмульгатора ТНН-2.1Б.

Таблица 2 - Результаты испытаний по обезвоживанию эмульсии трехкомпонентными композициями ПАВ с базовым компонентом Лапрол-4202

Qр г/т W„ % Кол-во отделившейся воды (в мл) за 120 минут при температуре, оС Остаточное содержание воды в нефти после отстаивания в % при температуре, оС

ТНН-2.1

90 54,70 15,50 19,50 24,50 34,35 25,70 11,20

120 54,65 20,00 24,00 25,25 24,40 12,75 8,35

Лапрол-4202

90 55,15 4,00 19,50 27,50 51,65 27,05 1,13

120 58,20 12,50 20,75 28,00 41,35 25,45 0,90

Лапрол-4202 + ДФ-1 + а-олефинсульфонат натрия

90 57,30 8,75 19,50 26,75 44,10 24,75 1,34

120 58,20 5,00 21,50 28,00 51,50 23,30 0,94

Лапрол-4202 + ДФ-1 + алкилсульфат натрия

90 56,30 5,50 19,75 27,50 50,05 26,45 1,14

120 56,40 14,50 22,25 28,50 39,65 22,80 0,39

Лап рол-4202 + Ф-3761 + а-оле( инсульфонат натрия

90 56,45 5,75 19,75 28,00 50,75 27,90 0,86

120 57,85 8,25 22,00 28,75 28,65 23,95 0,38

Лапрол-4202 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия

90 56,50 4,00 20,50 28,00 52,45 25,85 0,60

120 58,30 6,50( 22,00 29,00 51,85 25,10 0,26

ТНН-2.1 Б

90 57,50 21,00 26,00 28,50 26,70 11,40 1,10

120 58,30 25,00 26,00 29,00 16,60 13,20 0,75

Холостая проба

Таким образом, из серии опытов видно, что в качестве базового реагента наиболее эффективным был Лапрол-4202. Количество остаточной воды после обезвоживания смеси Лапрол-6003 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия при температуре 50 0С с дозировкой 120 г/т составило 0,62 %, а с Лапролом-4202 количество остаточной воды составило 0,26%.

На основании двух этапов работы сделан вывод о том, что смесь Лапрол-4202 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия показала наиболее эффективный результат на нефтяной эмульсии НГДУ «Бавлынефть» с дозировкой 120 г/т.

По результатам данных, которые приведены в статье [4], было выявлено, что среди двухкомпонентных композиций наиболее эффективной оказалась смесь Лапрола-4202 с алкилсульфатом натрия. В результате добавления третьего - катионного - компонента отмечено, что при дозировке смеси в нефть в количестве 90 г/т содержание остаточной воды в нефти уменьшилось, а при дозировке 120 г/т - увеличилось.

Литература

1. К.С. Надиров, М.К. Жантасов, Г.Ж. Бимбетова, А.К. Орынбасаров, Н.А. Бесбаева, М.У. Калменов, О.С. Оразбеков. Выбор способа повышения эффективности деэмульгаторов серии «Госсильван» // г. Шымкент, р. Казахстан, Вестник КазНТУ, №1 - 2015. - С. 238

2. В.П. Тронов, Промысловая подготовка нефти // Казань: «Фэн», 2000 г. - С.76

Qр г/т W„ % Кол-во отделившейся воды (в мл) за 120 минут при температуре, оС Остаточное содержание воды в нефти после отстаивания в % при температуре, оС

7 20,5 50 7 20,5 50

1 2 3 4 5 6 7 8

ТНН-2.1

90 54,70 15,50 19,50 24,50 34,35 25,70 11,20

120 54,65 20,00 24,00 25,25 24,40 12,75 8,35

Лапрол-6003

90 55,15 16,50 23,50 26,50 33,00 15,25 4,55

120 58,20 17,00 25,00 29,00 36,15 16,40 0,50

Лапрол -6003 + ДФ-1 + а-олефинсульфонат натрия

90 57,30 7,50 23,00 28,50 49,75 20,90 0,72

120 58,20 7,25 24,25 29,00 50,95 37,70 0,50

Лапрол -6003 + ДФ-1 + алкилсульс >ат натрия

90 56,30 5,00 23,00 26,25 51,45 19,15 8,00

120 56,40 6,00 23,00 27,50 50,35 19,25 3,05

Лапрол-6003 + Ф-3761 + а-олефинсуль< юнат натрия

90 56,45 6,50 19,00 26,50 49,90 29,65 7,3

120 57,85 10,00 24,00 28,75 8,00 18,9 0,85

Лапрол-6003 + Ф-3761 + алкилсульфат натрия

90 56,50 9,50 23,00 26,50 46,25 19,40 7,39

120 58,30 9,25 24,00 29,00 48,75 19,60 0,62

ТНН-2.1 Б

90 57,50 21,00 26,00 28,50 26,70 11,40 1,10

120 58,30 25,00 26,00 29,00 16,60 13,20 0,75

Холостая проба

3. С.Е. Плохова, Э.Д. Саттарова, А.А. Елпидинский. Изучение влияния анионных и катионных ПАВ на деэмульгирующую эффективность неионогенных ПАВ// Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. Т. 15. №16- С.15

4. А.К. Вахитова, А.Н. Головач, А.А. Елпидинский. Исследование композиционных смесей на естественных водонефтяных эмульсиях // Вестник технол. ун-та. 2015 Т.18, №17. - 2015. - C.53

© А. К. Вахитова - магистр каф. химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ, alina4616@mail.ru; А. Н. Головач - инженер лаборатории НГДУ «Бавлынефть», alsusha13@yandex.ru; А. А. Елпидинский - доцент кафедры химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ, sinant@yandex.ru.

© A. K. Vakhitova - a candidate for a Master's degree of Department of Chemical Technology of Oil and Gas Processing KNRTU, alina4616@mail.ru; A. N. Golovach - engineer of laboratory OGPD «Bavlyneft»; A. A. Elpidinsky - Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, of Department of Chemical Technology of Oil and Gas Processing KNRTU, sinant@yandex.ru.