автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Улучшение прокачиваемости вьетнамских нефтей месторождения "Белый тигр"по трубопроводному транспорту

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА

1 - ] Л- На правах рукописи

ЧАН НГОК ХА

УДК 665.637.66.048

УЛУЧШЕНИЕ ПРОКАЧИВАЕМОСТИ ВЬЕТНАМСКИХ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ "БЕЛЫЙ ТИГР" ПО ТРУБОПРОВОДНОМУ ТРАНСПОРТУ

05.17.07-Химическая технология тс 1 и газа

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой „тет кэнд,иатз техйическнх на>

Москва 1996

Работа выполнен: в Гсеудцрственной Академии нефти и газа имени И.М.Губкина

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

Гурсев А.А.

доктор технических наук, профессор Туманян Б.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Вишнякова Т.П.

кандидат технических наук Лебедевв.Р.

Ведущая организация:

АО Прикаспийско-Кавказских магистральных нефтепроводов

« УЗ'^сМбиЬ^Л 1996 года в" Л/^"" часов

Защита состоится 7 «С- -

__„„„„__« г^Ыта Д.053.27.09. по защите диссеотации ни

на заседании специализированного

степени доктора наук при Государственной Академии нефти и

соискание ученой I

\

газа им. И.М.Губкина

(117917, Москва. ГСП-1. Ленинский проспек^ 65)

Г[996 года. •

Автореферат разослан ЪвЛ%*

жно ознакомиться в библиотеке ГАНГ имени

. С диссертацией. можн И.М.Губкина.

Ученый секретарь специализированного Совета

^^ ' Е-А-Масловская

/

кандидат технических наук

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы : Во Вьетнаме планируется строительство трассы подводного трубопровода с месторождения "Белый тигр" на сушу, на расстояние более 100 хм., где температура на дне моря не превышает 293К. Нефти месторождения "Белый тигр" относятся к госокозастывающим группам. Транспорт таких нефтей затрудняется из-за их высокой температуры застывания, тихсотропии, аномалии вязкости и других реологически? особенностей. Прокачка нефтей при выше указанных условиях не возможна из-за больших значений пускового давления трубопровода. В практике перекачки таких нефтей используются разные методы: термическая обработка; предварительный подогрев; разбавление с помощью легких фракций; создание эмульсии с водой; применение депресеорных присадок, незначительная добавка которых существенно улучшает текучесть нефтей.

Однако не существуют депрессорные присадки, обладающие одинаковой эффективностью по отношению к нефтям различного химического состава. Определение наиболее эффективной депрессорной присадки для данной нефти имеет большое практическое значение.

Цель работы : Подбор эффективной депрессорной присадки к высо-хозастывающнм нефтям месторождения "Белый тигр" Вьетнама, определение условий и области ее эффективного применения. Изучение реологических характеристик, процесса структурообразования нефтей без и в присутствии депрессорных присадок.

Основные задачи исследования:

1 - Исследование состава нефтей месторождения "Белый тигр", и изменение их реологических характеристик от температуры.

2 - Исследование состава высокомолекулярных Н-алканов, выделенных из нефтей "Белый тигр" и их межмолекулярного взаимодействия с депрессором.

3 - Подбор эффективной депрессорной присадхи х нефтям месторождения "Белый тигр", определение условий проявления ее наибольшей эффективности и. влияния на изменение реологических параметров нефтей от температуры.

-24 • Определение товарной формы эффективного депрессора.

5 - Выдача рекомендаций по улучшению прокачиваемосги нефтей "Белый тигр".

Научная новизна : Предложены эмпирические формулы с температурными коэффициентами реологических параметров нефтей без и в присутствии депрессорной присадки, что позволяет прогнозировать поведение нефтей в пределах температур от 293К до ЗбЗК.

Показано, что в присутствии депрессора сополимерного типа, при температурах, превышающих начало кристаллизации н-алканов в углеводородном растворителе на 30-35 К, происходит ассоциативное взаимодействие депрессора с н-апканами. С понижением температуры имеет место разрушение и формирование более мелких структурных образований с большей поверхностной энергией, о чем свидетельствует изменение величины и знака температурной зависимости поверхностного натяжения системы. Это подтверждает, что температура ввода в нефть депрессорной присадки, наряду с ее молекулярной массой и концентрацией является одним из определяющих факторов ее эффективности в улучшении прокачи-ваемости нефтей.

Практическая ценность : На базе исследования разных депрессоров предлагаемых российскими и зарубежными фирмами дм высокозасты-ваюших нефтей, подобрана присадка российского производства для прока-чиваемости нефтей "Белый тигр".

Определена товарная форма присадки с учетом возможных вариантов разбавления активного вещества в углеводородном растворителе.

Установлено, что предварительное разбавление смеси нефтей 20% об. фракцией той же нефти, с температурой кипения от начала до 423К с последующим введением депрессора ЕВА-3, позволяет уменьшить концентрацию последнего в два раза, снизить температуру застывания нефти до 292К, производить повторный пуск в эксплуатацию нефтепровода любой длины в условиях Вьетнама.

Публикации: По результатам диссертации опубликована одна статья в журнале "Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов".

Структура и объем диссертации : Работа изложена на 150 страницах, состоит из введения, 4 глав и выводов, содержит зетаблии,25 рисунков, список использованной отечественной и зарубежной литературы, включающий НО наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обсуждены методы улучшения текучести нефтей по трубопроводному транспорту, их преимущества, недостатки и гозможность использования применительно к нефтям Вьетнама "Белый тигр". Рассмотрены химические соединения (депрессоры), улучшающие прокачиваемость и низкотемпературные свойства парафиносодержащих систем. Приводится информация о производстве депрессорных присадок и условия их эффективного применения. Проанализирован механизм действия депрессорных присадок, высказываемый различными исследователями. Подчеркнуто, что' несмотря на обширные исследования в этой области, отсутствует единая точка зрения на механизм действия депрессора и условия проявления его наибольшей эффективности в парафинистых системах, особенно в парафи-нистых и высокосмолистых нефтях. Наибольшее число публикаций относится к наиболее перспективным депрессорам на основе сополимеров этилена с винилацегатом, производимыми фирмами многих стран.

Во второй главе охарактеризованы состав и свойства нефтей "Белый тигр", рассмотрены их низкотемпературные и реологичесхие характеристики. Изложены современные представления о структурообразовании в высо-козастывающкх нефтях. Проанализирована роль отдельных групп углеводородов, содержащихся в исфтях, иа процесс потери их текучести. Дана оценка разным представлениям по механизму потери текучести нефтей и нефтепродуктов. Мнение о том, что нефть и нефтепродукты застывают в результате образования пространственного каркаса (геля), имобилнзую-щего жидкую неструктурированную фазу, получило наибольшее распространение. •

Структурообразованием объясняются такие специфические механические свойства нефтей и нефтепродуктов как аномалия вязкости, появление

предельного напряжения сдвига и тихсотропия. Реологические кривые тиксотропных дисперсных систем показывают, что каждому значению скорости сдвига в стационарном потоке соответствует своя равновесная степень разрушения структур. При скоростях сдвига, близких к нулю, наблюдается медленное течение ползучести в практически неразрушенной (успевающей восстанавливаться) структуре с предельно высокой вязкостью, а течение в области предельно разрушенной структуры характеризуется •наименьшей вязкостью. Приведены три вида обобщающих реологических уравнений (модель Суттерби,. Мегера, Балкли-Гершеля) описания поведе» ния неньютоновских жидкостей.

Для исследования сгруктурообразования и реологических характеристик нефтей Вьетнама "Белый тигр" отобраны пробы нефтей непосредственно из скважин (смесь нефтей из скважин №№ 46, 202, 116 в соотношении 12:8:80)-смесь N1 и сборного танкера - смесь №2.

Групповой состав смесей представлен в таб. 1

Таблица 1

Групповой состав смесей нефтей "Белый тигр"

Нефтяная Сдержанна, % мае.

система парафина масел ясфальтвнов смол

СикасьШ 21.3 68.1 0.88 9.16

Смесь N2 24.5 62.3 1.7 11.29

Их реологические характеристики определяли с помощью вискозиметра "Реотест-2" и установки для определения статического, напряжения сдвига.

Для выявления интервалов температур, при которых нефти ведут себя как ньютоновские и неньютоновские жидкости, были построены графики зависимости их пластической и динамической вязкости от температуры в полулогарифмических координатах. Температуры, соответствующие точкам перелома прямых и определяющие смену поведения нефтей Тгр, для исследуемых образцов равны ЗП и 313 К. (рис. 1)

В области ньютоновского характера течения нефтей, т.е. при Т > Тгр, коэффициент динамической вязкости может быть определен по формуле:

Ц

-1 -г -з

-5

г 10 г00 310 320 35о 34 о

т, К

Рис. 1 Влияние температуры и депрессора Э8А-3 (конценграцк* 0,2% масс..

Т„. 363К) на пластическую вязкость смесей и >62 нефтей "Белый тигр" без депрессора (1). (2) и с депрессором (1'). (2') соответственно.

-б-

и = ц,ЕХ1'(-ЛТ) (I) Где (.ц и А - коэффициенты, значения которых приведены в табл.2 Т - температура системы, К

Таблица 2

Значения коэффициентов уравнения 1

Нефтяная система Коэфф ициенты

JUK Па'с А, 1/К

Смесь N 1 Смесь N2 2.391-10' 1.352*10' 0.0673 0.0653

В области неньютоновского поведения (293К < Т < Тгр.) реологические кривые нефтей аппроксимировались вязко-гшастичной моделью Шве-дова-Бингама. Величины предельного динамического и статического напряжения сдвига (Ц иТа.) и пластической вязкости (и) в зависимости от температуры могут быть найдены по Т, = 1о,ЕХР(-ВТ) (2) ц = -Л, ЕХР(-СТ) (3)

где В, Toi, С, ns - коэффициенты, значения которых приведены в табл.3

Таблица 3

Значения коэффициентов уравнений 2 и 3

Нефтяная система Коэфф ициенты

Toi, Па В, 1/К I <? ¡, Паг С, 1/К

Смесь N1 Смесь N2 2.911*10" 1.2197*10œ 0.1148 2.543*10" 0.1117 I 1.692*10" 0.149 0.1393

Статическое напряжение сдвига в зависимости от температуры нефтей находится по

Тст= Теп ЕХР(-АТ) (4)

где Тст I и А - коэффициенты, значения которых приведены в табл. 4 Т - температура нефти (К)

Гаолица 4

'Значения коэффициентов уравнения 4

Нефтяная система Смесь N1 Сиесь N2 Коэффиц енты ТСТ1, Па 1 А, 1/К

5.158*10" | 0.1676 3.624-10" 1 0.2025

Относительная ошибка при сравнении экспериментальных и расчетных значений не превышает 6.7%. Полученные коэффициенты позволяют прогнозировать поведение нефтей для 293-308К.

Третья глава посвящена подбору эффективного депрессора для нефтей "Белый тигр" и определению условий проявления ее наибольшей эффективности. Для этого из нефтей "Белый тигр" были выделены высокомолекулярные н-алканы, придающие им неудовлетворительные реологические характеристики.

Выделение Н-алканов проводили методом комплексообразования с карбамидом. На рис.2 представлены хроматограммы, иллюстрирующие состав н-алканов, Н-С9- Н-Сзз (более высокомолекулярные н-алканы определить и идентифицировать не представилось возможным из-за недостаточной разрешающей способности хромотографической колонки) с максимумом, относящимся к С27-С29.

По сравнению с некоторыми высокопарафинистыми нефтями на территории СНГ (возейская, усинская, харьягинская) (рис. 2) видно меньшее содержание н-алканов до С24 во вьетнамской нефти, в то время как более высокомолекулярных (С:б и выше) значительно больше, что еще подтверждает высокую "парафинистость" вьетнамских нефтей.

Исследование механизма действия депрессоров на процесс кристаллизации Н-алканов проводили на модельных растворах Н-алканов (выделены из фракции 673-723 К вьетнамской нефти) в топливе Т-6, практически не содержащим ПАВ. Концентрацию Н-алканов в растворе принимали 3.3% мае. В качестве депрессорных присадок использовали сополимеры этилена с ви-нилацетатом - ЕСА-5920 (США) и ЭВА-3 (РФ). Депрессоры вводили в модельную смесь при концентрации от 0.007 до 0.1% мае. и температурах от 323 до 363 К. На рис. 3 представлены термограммы исследуемой смеси при

о а 2

* {О

е-

■& о а °

х

а

г 6

X

к га

I

Ж

я

£.2 ч о и

I

¥

10 15 20 25 30

Число атомов углерода в молекуле Н-алкана

Рис. г. Молекулярно-массовое распределение Н-алканов в исфтях.

1 - Вьетнамская нефть 3 - Харьягт.ска* нефть

2 - Возейская нефть 4 - Усннская нефть

323 до 363 К. На рис. 3 представлены термограммы исследуемой смеси ;ц>г ее нагревании и охлаждении без и в присутствии депрессоров. Уже при тем исртурах, выше температуры начала кристаллизации Н-алханов на 30-35 К, при охлаждении смеси с депрессором наблюдаются термоэффекты, хото-рые могут быть связаны с процессами ассоциации н-алканов и алкильных цепей депрессора, при этом снижается температура начала (в присутствии ЭВА-3) кристаллизации н-алканов, вероятно за счет улучшения их растворимости в Т-6. Последнее подтверждается данными определения предельной температуры -фильтруемости на приборе ЭМарот} (рис.4): снижение температуры фильтруемости связано с уменьшением размеров кристаллов в системе Н-аякан-депрессор.

Об изменении размеров ассоциативных образований в системе н-алканы-Т-6-депрессор задолго до температуры начала кристаллизации свидетельствует изменение величины и знака температурной зависимости межфазного натяжения системы на границе с водой, вызванные разрушением и формированием более мелких структурных образований с большей поверхностной энергией, что повышает их гидрофильность (рис. 5). Максимальная эффективность депрессоров проявлялась при концентрации 0.01% мае. и температуре ввода 343-363 К . Аналогичные результаты в части термографических исследований и предельных температур фильтруемости (ГОСТ2г?54-7£}билн получены при исследовании нефтей без и в присутствии депрессора. Однако концентрация последнего требовалась на порядок большая (рис.6), а температура фильтруемости снижалась на 3-4°С

Вьетнаму представлен целый ряд депрессорных присадок из разных фирм стран мира, в том числе \vaxsireat-i7S1.1803 (Англия); шЫроипКр-бО (Индия); Прошинор АП-260 (Франция); ДН-1 (РФ), эти депрессоры вместе с ЕСА-5920 (США) и ЭВА-3 (РФ) были исследованы на смеси нефтей "Белый тигр" в концентрации 0.2% мае. и температуре ввода 363 К. Анализ реологических свойств нефти (таб.5) показал, что импортные депрессоры и депрессор РФ ДН-1 или уступают или оказывают ту же эффективность, что и ЭВА-3, которая и была выбрана нами дня дальнейших исследований.

Рис. 3. Термограммы фазовых превращений в модельной смеси Н-алканов в топливе Т-6 без депрессора (1) и с депрессором (2).

С, % мае.

Рис. 4. Зависимость температуры фильтруемое™ модельной смеси Н-алкансв в топливе Т-6 от концентрации депрессорных присадок: ЭВА-3.(1) и ЕСА-5920 (2).

Рис. 5. Влияние температуры и депрессора ЭВА-3' на величину поверхностного натяжения на границе с водой модельной смеси Н-алканоз в топливе Т-6: без депрессора (1) и с депрессором при концентрации % масс, и режиме обработки смеси Т,К и «.мин. - 0,005,343,60(2); 0,01,323,30 (3); 0,01, 343, 60 (4); 0,01, 363, 90 (5).

Ри". Термограммы фазовых превращений в нефтях "Белый тигр" без депрессора (I) и с депрессором ЭВА-3 (Твв.=ЗбЗК и конц. 0,2% масс.) (2).

Таблица 5

Значения реологических параметров и температуры застывания смеси нефтей N 2, обработанных разными депрессорными присадками (Топ = 298 К, Твв = 363)

Нефтяная система Предельное Пластичес- Температура

дииамгюс- кая вя> застывания

«ое напря- кость. Т,.К

жение сдви- Ла*С

га. Па

Исходная 42.5 0.125 311

-термообработанная при

363 К 15.8 0.066 307

с 0.2% мае. ДН-1 10.9 0.062 302

с 0.2% мае. Проимнор

АЛ 260 7.3 ае 301

с 02 % мае. *гаийеа(

1791 6.8 0.059 302

с 0.2% мае. ТиЫроиг

ир-60 6.1 0.062 . 299

с 0.2% мае. ЕСА-5920 5.5 0.059 299

с 0.2% мае. ЭВА-3 5.7 0.059 300

Поскольку прокачиваемость нефтей по трубопроводу определяется их упруго-пластичными свойствами, особое внимание уделяли оценке предельного динамического напряжения сдвига нефти и влияния на него факторов, связанных с составом депрессора, его концентрацией и температурой ввода в нефть.

Для определения упруго-пластичных свойств (параметр оптимизации) высокопарафинисгвх нефтей использовали - метод тангенциально-смещаемой пластины, предложенный С.Я.Вейлером н П.А. Ребиндером. Он состоит в измерении усилия, необходимого для сдвига (срыва) пластины, погруженной в структурированую систему, и позволяет по одной из механических характеристик изучить процесс развития пространственной структуры парафина в нефти. Установка автоматически регистрирует кинетику развития напряжения сдвига при постоянной скорости деформации. Величину предельного сдвига рассчитывали по формуле:

Т = Р/(2Б) [5]

где Р - нагрузка, соответствующая максимуму на криво».

Выбор конкретного депрессора для нефтей "Белый тигр" проводили с помшцью'латинского куба второго порядка 3x3x3, что позволило ¡исцеловать влияние 9 типов депрессоров различной химической природы на нефтяные системы с разным содержанием н-алканов и оценить влияние на параметр оптимизации температуры ввода депрессора и его концентрации, а также варьировать концентрацию Н-алканов и вязкость нефтей. Депрессорами служили оополимеры этилена с винилацетатом (ЭВА), молекулярной массы от 20.000 до 40.000. Их действие проверяли на смесь нефтей N2 и при ее разбавлении легкой фракцией от начала кипения до 423 К (выделена из нефти атмосферной перегонкой) в количестве 20 и 40% об. Концентрацию депрессоров меняли от 0.05 до 0.25% мае., температуру ввода от 323 до 363 К. Судя по величинам предельного динамического напряжения сдвига, проверка гипотез о значимости линейных эффектов, проводимая с помощью критерия Фишера, показала, что факторы молекулярной массы температуры ввода присадок являются наиболее значимыми. Установлено, что несмотря на различие в химическом составе исследуемых депрессоров в их влиянии на упруго-пластические свойства нефтей имеются общие тенденции:

1 - происходит резкое улучшение упруго-пластических свойств нефтей при концентрациях депрессора до 0.1% мае.;

2 - депрессоры проявляют большую эффективность, когда они вводятся в нефть при температуре 363 К;

3 - чем меньше содержание Н-алканов в нефтях, тем менее заметно проявление такого фактора как молекулярная масса депрессорной присадки;

4 - эффективность полимерных соединений в нефтях "Белый тигр" как депрессоров зависит от их молекулярной массы: наилучшие результаты показал сополимер ЭВА-3 молекулярной массы 28.000.

Так как этот сополимер этилена с винилацетатом выпускается промышленностью в виде гранул, необходимо было разработать товарную форму депрессора, т.е. подобрать растворитель с низкой температурой застывания, эффективно растворяющий сополимер, при этом необходимо

учитывать доступность растворителя и его стоимость. В работе в качестве растворителя были исследованы отходы нефтехимического производства КОРС (кубовый остаток ректификации спиртов),, газовый конденсат оренбургского месторождения и дизельная фракция. Для ЭВА-3 наилучшим растворителем оказался КОРС, который позволил растворить 25% мае. основного вещества и имел кинематическую вязкость при 325 К не выше КНм^/с.

Четвертая глава : посвящена разработке условий эффективного действия депрессора ЭВА-3 в нефти "Белый тигр".

Поскольку в материалах третьей главы обращено внимание, что значимые факторы в эффективности действия депрессора ЭВА-3 это его концентрация и температура ввода в нефть, при определении условий эффективного использования депрессора в нефтях "Белый тигр" варьировали тот и другой параметр в пределах 0.1-0.3% мае. и 323-363 К соответственно. Было установлено, что наибольшее снижение величин предельного динамического и статического напряжения сдвига (в 8-10 раз), пластической вязкости (в 2.5 раза) и температуры застывания нефтей имело место при концентрации депрессора 0.2 % мае. и температуре ввода в нефть 363 К.

Для таких нефтей были изучены зависимости реологических харахте-- • ристик от температуры и найдены температурные коэффициенты по уравнениям 12,3,4] (табл.6).

Таблица 6

Коэффициенты Смесь N1 Смесь N2

Тч.Па В.Ш 1.352-1 0.2892 4.840-1036 0.2773

<7ЬПа*С С.1/Х 1.7186*10" 0.0964 8.017*10" 0.1009

Тед. Па А. 1/Х 4.83540й 0.3385 Э.60Г1045 0.3439

Данная таблица позволяет определить величину реологических параметров нефтей "Белый тигр" с депрессором при температурах 293-308 К. Из рис.1 видно, что для нефтей с депрессором наблюдается еннжение температуры перехода в состояние неныотононской жидкости на 10 К п температуры начала кристаллизации на 12 К. Последнее вызвано большей Пересы-

шенностью системы в присутствии депрессора. Механизм действия депрессора ЭВА-3, по всей видимости, состоит в следующем: в предхристаллиза-ционный период депрессор блокирует возможные зародыши кристаллов с образованием геометрически выгодных ассоциированных комплексов молекул депрессора и парафинов. Ассоциаты не могут развиваться в кристаллы, так как молекулы депрессора помимо алкильных цепей имеют и полярные группы.

Характер действия полимерной присадки на формирующуюся в ее присутствии структуру в высокопарафинистой нефтй удобно изучать по

кривым развития деформации Т(е) при постоянной скорости сдвига. Ках

уже отмечалось, метод Е = de/dT = Const служит одним из основных при исследовании упруго-пластичновязкостных материалов.

Зависимость статического напряжения сдвига от деформации смеси нефтей. N2 (рис.7) показывает, что последняя при температуре ниже температуры застывания ведет себя как упруго-пластическое тело.

Прямолинейный участок зависимости Т(е) - е соответствует упругой области деформации системы. Ход кривой за упругой зоной описывает некоторый рост напряжения сдвига при увеличении деформации. Переход через максимум обусловлен разрушением структурного каркаса парафина и ориентацией Частиц в направлении деформации.

Этот процесс изменения структуры сопровождается равномерным спадом сопротивления деформированию. Таким образом, переход через

максимум напряжения сдвига Тс знаменует собой превращение нефти из твердообразного тела в жидкость, способный деформировать неограниченно долго. Участок кривой от предела упругости Те до предела прочности (текучести) Тш отражает состояние геля парафина, в котором при данном напряжении начинает преобладать пластическая деформация над упругой, переходя по достижению т„> в течение.

Как видно из рис.7, конш-щ рання депрессора 0.2% мае. и Твв 363 К оказывают наибольшее влияние н:> характер зависимости статического напряжения сдвига нефтей от величины деформации, влияние которой в пре-

Рис. 7 • Зависимость напряжения сдвига нефтей (смесь №2)от деформации при постоянной скорости сдвига и температуре 298 К: смесь нефтей (1); тоже, термообработанная при 363 К (2); тоже с депрессором ЭВА-3 при температуре ввода 363К и концентрации 0,15% масс. (3) и 0,2% масс. (4).

пряжения сдвига нефтей от величины деформации, влияние которой в пределах от 100 до 500 становится незаметным. Поскольку величина статического напряжения сдвига входит в выражение для определения значения минимального пускового давления трубопровода:

4Тп*Ь

Рп= • " - [6]

Э

где Тег - статическое напряжение сдвига

Ь и й • длина и диаметр трубопровода,то стало возможным оценить необходимое пусковое-давление для страгивания нефти "Белый тигр" после длительной остановки нефтепровода. В таблице 7 приведены значения пускового давления для исходной и обработанной депрессором ЭВА-3 смеси N2.

Анализ данных таблицы показывает, что с учетом допустимого пускового давления 6.4 МПа при минимальной температуре (293 К) на глубине

заложения оси нефтепровода пуск его после остановки в случае транспорта необработанной депрессором смеси нефтей невозможен уже при длине в один-два киломегра. В присутствии депрессора проблемы повторного пуска нефтепровода длиной 40 км нет.

Совместное воздействие на смесь нефтей N2 растворителя (20 % об.) и депрессора ЭВА-3 в концентрации 0.1 % мае. позволило снизить температуру застывания смеси до 292 К и сохранить стабильность реологических параметров в течение 20 суток хранения при комнатной температуре.

Такую смесь нефтей можно прокачивать при температуре 293 К по трубопроводу хчиной 100 км и больше (табл. 7).

Таблица 7

Значения минимального пускового давления (МПа) для сдвига "застывшей" смеси нефтей N2 в нефтепроводе диаметром 325 мм. (Т = 298 К).

Нефвиая Дтмтибогосеоаа. ш

смесь 10 15 20 25 X 40 100

Исходная эаэ 46.4 618 773 92.8 123.7

+20* об. попой

<й*ч<и ■•02 N мае. 2 3 4 5 6 8

Эв\3/Тм=ЭЕ31С 1.52 227 103 3179 4.55 606

+20 %о& летай*

<$раа>«и0.1 Чивс. ЭВМ С5 09 1 1.3 1.5 2 4.9

•293 К

выводы

] . С целью обеспечения доставки нефтей "Белый тигр" с места добычи на материк исследованы реомегрические характеристики представительных образцов смесей этих нефтей. оказано, что они при температурах изотермической перекачки относятся к неньютоновским жидкостям с коагуля-ционно тиксотропной структурой и не поддаются перекачке трубопроводным транспортом. Рекомендованы способы улучшения прокачиваемости нефтей с места добычи на материк с помощью депрессора сополимера этилена с винилацетатом.

2. Показано, что в присутствии депрессорных присадок сополимерно-го типа при температурах, превышающих начало кристаллизации Н-алканов в углеводородном растворителе на 30-35 К, происходит ассоциативное взаимодействие присадок с н-влханами. С понижением температуры имеет место разрушение' и формирование более мелких структурных образований с большей поверхностной энергией, о чем свидетельствуют величины и знак температурной зависимости поверхностного натяжения системы.

3. Установлено, что депрессорный эффект от введения присадки увеличивается при температурах, ниже которых происходят процессы структу-рообразования в нефти, приводящие к потере текучести. Депрессор в большей мере снижает статическое и динамическое напряжение сдвига, чем пластическую вязкость и придает высокозастывающей нефти свойство рео-стабильной неньютоновской жидкости.

4. Подобрано базовое вещество депрессорной присадки для образцов нефтей "Белый тигр" и предложена ее товарная форма с учетом возможного разбавления базового вещества в углеводородном растворителе.

5. Найдены эмпирические уравнения и их коэффициенты ддя определения реологических параметров нефтей "Белый тигр" без и с депрессорной присадкой, позволяющие прогнозировать поведение нефтей при температурах 293-308 К.

6. Уставлено, что предварительное разбавление смеси нефтей 20 % об. бензиновой фракцией с последующей обработкой депрессором, уменьшают необходимую концентрацию последнего в два раза и позволяет осуществлять изотермическую перекачку высокозастывающих нефтей месторождения "Белый тигр" при минимальной температуре на глубине заложения оси трубопровода, длиной более 100 км.

По материалам диссертации опубликовано:

Туманян Б.П., Чан Нгок Ха, Челинцев С.Н., Опалка С, Саидрахманов С.С. 'Термографическое исследование фазовых переходов в высокозастывающих нефтях" Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, Москва, 1993, вып.7.

¡Заказ Тираж /°0

Типография издательства "Нефть и газ"