Лекционный курс « Физические основы нанотехнологий и их применение в нефтегазовой отрасли» Часть 3. Фазовые превращения асфальтенов и нефтегазовые нанотехнологии и нефтегазовые нанотехнологии Тема 1-2 ЛАБОРАТОРНЫЕ ДАННЫЕ ОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ МНОЖЕСТВЕННЫХ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ МНОЖЕСТВЕННЫХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В АСФАЛЬТЕНАХ НЕФТИ В АСФАЛЬТЕНАХ НЕФТИ

Теории молекулярного строения асфальтенов ??????

При отсутствии точного знания молекулярных структур асфальтенов, закономерности их самоорганизации можно выявить путем внимательного анализа практически наблюдаемых явлений в природных и модельных нефтях

Известное фазовое превращение – осаждение макроскопической твердой фазы

Фазовая диаграмма выпадения асфальтенов для скважины 29 Фаинского месторождения скв. 29 PплPпл PзPз Область выпадения асфальтенов Кривая насыщения нефти газом Одно фазовое превращение : раствор-осадок «траектория разработки»

Простая фазовая диаграмма « мицеллообразования » асфальтенов «Общепринятые» ККМ 2-10 г / л

Диаграмма состояния нанофаз самоогранизующихся амфифильных веществ ТЕМПЕРАТУРА КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРИ НАЛИЧИИ САМООРГАНИЗАЦИИ «НАНОТЕХНОЛОГИЯ» ПОСТРОЕНИЕ НУЖНЫХ НАНОСТРУКТУР ПУТЕМ ПРОСТОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ

В результате многолетних исследований в РГУ нефти и газа была ВПЕРВЫЕ построена подробная фазовая диаграмма множества НАНОФАЗ нефтяных асфальтенов в жидкой среде

Книги

Содержание асфальтенов Температура, ºС Нефти Конденсаты Растворы Нефти Тяжелые топлива Битумы Мономеры Олигомеры Полиаморфные наноколлоиды Твердые асфальтены Плавление Деструкция А В С 1 2 3а3а 3b3b мг/лг/л α β γ Т-С диаграмма нанофаз асфальтенов нефти

КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ФАЗОВЫЕ ГРАНИЦЫ И СТРУКТУРЫ НАНОФАЗ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТЕНОВ

ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА АСФАЛЬТЕНОВ НЕФТИ Какие молекулы ??Структура агрегатов ?? Типы фазовых превращений ??

Ниже фазовой границы « 1 » - МОНОМЕРЫ асфальтенов

Между фазовыми границами « 1 » и « 2 » - ОЛИГОМЕРЫ асфальтенов ( димеры, тримеры и т.п. )

Выше фазовой границы « 2 » и ниже фазовой границы « 3а » - НАНОКОЛЛОИДЫ асфальтенов

Выше фазовой границы « 3b » - ФЛОККУЛИРОВАВШИЕ НАНОКОЛЛОИДЫ асфальтенов

Выше фазовой границы « 4 » - ФРАКТАЛЬНЫЕ АРГЕГАТЫ ФНК асфальтенов

Выше фазовой границы « 5 » - крупные флоккулировавшие частицы асфальтенов

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ГРАНИЦЫ И СТРУКТУРЫ НАНОФАЗ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТЕНОВ

Влияние температуры на размеры наноколлоидных частиц в средах с концентрацией асфальтенов 7-35 г/л (Tanaka et al., 2003)

А. «36.6 о С» Преобразование водородных связей

« 36,6 о С »

« 36,6 o C » Измерения вязкости Оптические измерения

В. СТЕКЛОВАНИЕ

Differential scanning calorimetry (DSC) Температуры стеклования ~ о С

ПЛАВЛЕНИЕ

Т = 60 о С Т=465 о С Температура плавления ~ о С

ДЕСТРУКЦИЯ

При ~ о С разрыв C-S связей Выше ~400 о С разрыв C-С связей

МЕЗОФАЗЫ

ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

Ожидаемое замечание нефтяника - скептика : Это все – красивые лабораторные штучки……. А в реальных производственных нефтях всякие «НАНОФАЗЫ» никак себя не проявляют….

РАЗБЕРЕМСЯ НА СЛЕДУЮЩЕЙ ЛЕКЦИИ ДО СВИДАНИЯ !