Механизм разделения нефтяных эмульсий.
Теоретически водонефтяная эмульсия — неустойчивая система, тяготеющая к образованию минимальной поверхности раздела фаз, т. е. к расслоению. Фактически же, благодаря наличию адсорбционных слоев на поверхности диспергированных частиц, образующих устойчивые эмульсии. Адсорбционные слои обладают значительной механической прочностью и препятствуют слиянию частиц и расслоению эмульсии. В их состав входит несколько классов природных веществ — компонентов продукции нефтяной скважины (табл. 1).
Таблица 1
| Класс веществ | Наименование веществ | Характер воздействия на водонефтяную систему |
| С высокой поверхностной активностью. | Нафтеновые и жирные кислоты, низшие смолы | Диспергирование системы и создание неструктурированных молекулярных слоев на поверхности раздела фаз. |
| С низкой поверхностной активностью. | Асфальтены, асфальтеновые кислоты и ангидриды; высшие смолы. | Стабилизация эмульсии структурированием поверхностных слоев. |
| Твердые минеральные и органические. | Агрегируются с глобулами воды; формирование прочного «бронированного» слоя. |
На свойства поверхности раздела фаз сильное влияние оказывают растворенные и диспергированные в пластовой воде вещества, а также температура среды.
Процесс разложения эмульсии включает:
1. этап — соударение диспергированных частиц;
2. этап — слияние их в крупные глобулы;
3. этап — выпадение крупных частиц и формирование сплошных отдельных слоев нефти и воды.
Соударение частиц происходит под действием физических факторов: механического перемешивания, турбулентного движения потока и гравитационного осаждения и в незначительной степени вследствие броуновского движения. Темп соударений может быть увеличен под действием электрического и ультразвукового поля.
Слияние частиц происходит при невысокой структурно-механической прочности разделяющих слоев, и если они имеют гидрофильные свойства. Применительно к водонефтяным эмульсиям скорость всего процесса разложения эмульсии лимитируется скоростью слияния диспергированных частиц.
Темп осаждения слившихся частиц и выделение сплошных фаз нефти и воды зависят от размеров глобул, вязкости дисперсионной среды и разности плотностей воды и нефти. Скорость выпадения растет с ростом размеров частиц воды и разности плотностей и падает с ростом вязкости нефти. Наиболее эффективным средством ускорения процесса на третьем этапе является нагревание эмульсии, так как оно приводит к резкому уменьшению вязкости нефти и некоторому (10—20%-ному) росту разности плотностей воды и нефти. Действие химических реагентов (деэмульгаторов) направлено на реализацию второго (основного) этапа. При этом проявляются свойства поверхностно-активных веществ.
Дата добавления: 2015-04-03; просмотров: 2383;