Лекционный курс «Производственные водонефтяные эмульсии» Часть 2. Особенности свойств эмульсий с различными типами структур дисперсной фазы. Влияние структурирования эмульсий на характеристики производственных процессов. Тема 2-1 Неприменимость правила аддитивности для описания плотности промысловых водонефтяных эмульсий. Состав «промежуточных слоев».
При обсуждении свойств идеальных растворов для расчета плотности смеси СМ жидкостей 1 и 2 с плотностями 1 и 2 используют так называемое правило аддитивности где объемная доля жидкости 2 в смеси. В учебной и технической литературе по нефтедобыче рекомендуют аналогичную методику расчета плотности водонефтяных эмульсий ЭМ : где Н и В плотности промысловой нефти и пластовой воды, объемная доля воды в водонефтяной эмульсии
Физико-химические свойства нефтей и пластовых вод Актанышского месторождения
Экспериментальные зависимости плотности промысловых эмульсий от водосодержания для температур 5–50 о С, иллюстрирующие неприменимость аддитивного правила смешения При справедливости аддитивного правила - строго линейная зависимость
Избыточная плотность – отклонение от правила аддитивности Зависимости относительной избыточной плотности от водосодержания для типичного образца водонефтяной эмульсии
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ 1. Непрерывная фаза нефти 2. Центрифугат – слабо связанная нефть, обеспечивающая флокуляцию капель воды 3. В осадке – сильно связанная нефть, обеспечивающая стабилизацию капель воды Выявление причин аномалий плотности
Плотность исходной природной нефти – 854 кг/м 3
Механизмы возникновения аномалий плотности эмульсий. А пространственное перераспределение молекул нефти при формировании стабилизирующих слоев вокруг капель воды и их флокуляции в структуру «геля капель». Б изменение плотности в «флокулирующей» и «стабилизирующей» фазах нефти». В образование протяженных макроскопических объемов измененной нефти в структурах «геля капель»
При 0,56, связнодисперсная структура «геля капель» становится сплошной и заполняет весь доступный объем эмульсии Соответственно, практически исчезает непрерывная фаза «облегченной» свободной нефти и достигается максимум относительного объема измененной (уплотненной) нефти, связанной в дисперсной фазе
ПРОБЛЕМА «ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЛОЕВ» («RAG LAYERS»)
В/Н эмульсии на основе природной нефти Пограничного месторождения ЯНАО
Дестабилизация эмульсии
После слияния капель воды, новую самостоятельную фазу формируют тонкие пленки измененной нефти, первоначально связанной в дисперсной фазе
Микрокапли воды в пленках измененной нефти
При дестабилизации эмульсии сливаются крупные капли воды, образованные при механическом диспергировании Промежуточный слой формируют пленки измененной нефти, содержащие микро капли воды, образованные путем спонтанного эмульгирования
КОНЕЦ ЛЕКЦИИ