Воздействие ультразвуковых волн на водонефтяную эмульсию

Нефтяные месторождения, особенно находящиеся на поздних стадиях разработки, характеризуются наличием достаточно большого количества попутно-добываемой пластовой воды. Высоко-обводненная продукция перегружает промысловые трубопроводы, а также повышает их капиталоемкость в виду затрат на борьбу с коррозией и эмульгированием нефтей [1].

Значительные объемы образования и накопления стойких водонефтяных эмульсий, экологические и экономические проблемы, связанные с этим, требуют совершенствования существующих и разработки новых технологий промысловой подготовки нефти.

Целью работы является оценка эффективности комбинированного ультразвукового и термохимического разрушения стойких эмульсий, образующихся в процессе подготовки нефти.

Ультразвуковое воздействие широко применяется при эмульгировании и основано на благоприятном воздействии ультразвука, способствующего энергичному деформированию (растягиванию) капель дисперсной фазы.

В отличие от микроволнового и магнитного излучений, которые влияют на лишь некоторые компоненты водонефтяных систем, ультразвуковые колебания дают более широкий спектр воздействия [2].

При обработке нефтяных систем ультразвуком наблюдается явление, называемое кавитацией. Фактически, это образование и схлопывание в жидкой среде пузырьков газа. Результатом этого, при обработке высокой степени интенсивности, является разложение высокомолекулярных парафинов, вследствие чего изменяются физикохимические свойства нефти и нефтепродуктов. Также кавитационные эффекты, возникающие при воздействии ультразвука на нефть, препятствуют объединению поляризованных ассоциатов в крупные структуры, диспергируя их на более мелкие группы молекул.

Инициирующий эффект от ультразвукового воздействия также связан с увеличением дисперсности системы и как следствие с повышением площади контактирующихся фаз. С увеличением поверхности раздела в условиях генерирования ультразвуковых волн улучшаются условия доставки реагентами до границы раздела фаз, что способствует стимулированию процесса деэмульсации [3].

Чтобы выявить закономерности влияния различных факторов на процесс деэмульгирования были проведены эксперименты, где в качестве постоянного внешнего воздействия на жидкости применялись ультразвуковые колебания, генерируемые концентратором ультразвуковых волн определенной частоты. Модельными смесями являлись сырая нефть и вода. Водонефтяная эмульсия была создана на приборе Анализатор А20.

Для изучения влияния частоты ультразвукового воздействия на разрушение водонефтяной эмульсии, использовали водонефтяную эмульсию с добавлением деэмульгатора CTX-9.

Результаты испытания приведены в табл. 1 и рис. 1.

зы увеличивает скорость расслоения эмульсии, чем выше частота воздействия, тем быстрее происходит разделение.

Таблица 1

Результаты испытания разделения водонефтяной эмульсии с изменением частоты воздействия ультразвука