CC BY
19
ГЕОЛОГИЯ
УДК: 553.98
Влияние реагента «эко-органика» на вязкость водонефтяной эмульсии Вишнево-Полянского месторождения нефти
DOI 10.24411/2076-6785-2019-10013
Ю.В. Волков
к.г.-м.н., доцент1
С.Е. Валеева
научный сотрудник2
А.Р. Гайнутдинова
магистр по направлению «Геология» 1 М.Р. Фаткулин
магистр по направлению «Геология»1, fatkulinmr@gmail.com
1Казанский Федеральный Университет, Казань, Россия
2Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Казань, Россия
Цель работы заключается в подборе эффективной добавки реагента «эко-органика» в водонефтяную эмульсию в процессе добычи с целью снижения вязкости. Объектами исследования являются высоковязкая нефть башкирского яруса Вишнево-Полянского месторождения и реагент «эко-органика» на основе гуминовых кислот.
Материалы и методы
Материалами исследования являются высоковязкая нефть башкирского яруса Вишнево-Полянского месторождения и реагент «эко-органика» на основе гуминовых кислот.
Ключевые слова
реагент, высоковязкие нефти, снижение вязкости
С недавних пор в России отмечается основательный рост доли трудноизвлека-емых запасов нефти (далее — ТРИЗ), которая составляет около 30% в общем балансе запасов.
Рентабельная разработка ТРИЗ требует совершенствования уже имеющихся и разработки новых технологических решений для интенсификации добычи нефти в осложненных геолого-физических условиях.
В настоящий момент представлено большое количество технологий разработки месторождений высоковязких нефтей, из которых в наибольшей степени применяются физико-химические методы, а также их различные вариации. Базисом для разработки физико-химических способов стимуляции работы пластов является применение полного комплекса химических соединений, таких как поверхностно-активные вещества (ПАВ), растворители, соли, полимеры, органические и неорганические кислоты и др. [1].
Задача данной работы заключается в подборе эффективной добавки реагента «Экоорганика» в водонефтяную эмульсию в процессе добычи с целью снижения вязкости.
Для изучения данного реагента с целью снижения вязкости нефти и эмульсии на кафедре геологии нефти и газа института геологии и нефтегазовых технологий, совместно с институтом органической и физической химии им. А.Е. Арбузова и с химическим институтом им. А.М. Бутлерова, была проведена серия лабораторных исследований для выявления наиболее оптимальной навески.
Первый этап работ заключался в добавлении реагента в стаканы с 50 мл нефти по 10, 20, 30, 40, 50 мл соответственно, после чего пробы (без перемешивания) были оставлены на 24 часа. Предполагалось что реагент войдет в структуру нефти и понизит ее вязкость. Реагент в реакцию не вступил и остался «плавать» на поверхности (рис. 1).
Рис. 1 — Проба с добавлением реагента (реагент не растворившейся в нефти) Fig. 1 — The sample with the addition of the reagent (reagent is not dissolved in oil)
На следующей стадии опыта было решено пробы 1, 3, 4, 5 нефти с реагентом нагреть до температуры 60°C, а затем перемешать. Визуально реагент вошел в структуру нефти. Пробы снова оставили на отстой в течении 24 часов. По истечении времени было зафиксировано следующее: в пробе 1 вязкость нефти с реагентом (визуально) стала выше, чем вязкость нагретой нефти; проба 2 осталась без изменения; проба 3 — реагент «плавает» на поверхности нефти. Следует вывод: реагент входит в структуру нефти на какое-то время, а потом опять всплывает на поверхность. После нагрева и перемешивания вязкость нефти с реагентом стала (визуально)
Рис. 2 — Соли на стенках колбы (справа); соли оставшиеся на дне колбы (слева) Fig. 2 — Salts remaining on the bottom of the flask (a); salts on the walls of the flask (b)
больше, чем вязкость самой нефти (нагретой); проба 4, 5 — визуально реагент не полностью вошел в структуру нефти, наблюдается наличие глобул. Через неделю опыт с нагревом был повторен. Пробы 4, 5 нагрели до 50°^ визуально вязкость снизилась. Также подготовили новые пробы: 2А, 2Б, 2В с 35 мл нефти, в первые две пробы было добавлено 5 мл реагента, пробы не размешивали, нагрели до 50^ в течении 10 минут — вязкость визуально снизилась. Пробу 2В также нагрели, но без добавления реагента — вязкость визуально снизилась.
Вывод: реагент хорошо проявил себя в роли растворителя. По визуальным наблюдениям (пробы №1 и №3) реагент увеличил вязкость нефти. При нагреве реагент коагулировал с нефтью. Добавка большого количества реагента (50 мл) не повлияла на снижение вязкости нефти. Температурный режим снизил вязкость нефти, но количественно определить изменения не удалось.
Второй этап работ включал в себя: определение плотности, динамической вязкости и процентного содержания воды в нефтяной эмульсии Вишнево-Полянского месторождения (скважина №88270). Перед проведением нижеописанных исследований, проба с нефтяной эмульсией длительно «встряхивалась» с целью равномерного распределения воды в нефти. Измерение начальной плотности нефтяной эмульсии ареометром (978 кг/м3).
Проведено выделение воды из эмульсии прибором ЦЛМН-Р10-01-Элекон. Количество выделенной воды было крайне мало, и составляло лишь 0,3 мл. В связи с этим было принято решение повторно исследовать пробу эмульсии, в аналогичном режиме. В итоге величина воды составила 0,6 мл. Далее определялась динамическая вязкость эмульсии (прибор Fungilab). Для этого в высокий стакан наливали образец в количестве 300 мл. Вязкость составила 2368 мПа»с.
Определение процентного содержания воды в нефти методом Дина и Старка: масса воды составила 1 г, объем воды 9,2 мл (15,4%). Следует отметить, что в нефти Виш-нево-Полянского месторождения выделяется соль довольно значительного количества (рис. 2), что связано, вероятнее всего, с тем, что для интенсификации добычи нефти Виш-нево-Полянского месторождения использовали метод соляно-кислотных обработок.
Третий этап работ. Эксперимент связан с исследованием поведения проб нефти и эмульсии при влиянии реагента эко-ор-ганика, как на первом этапе работы, но на качественном уровне. В целях чистоты эксперимента было принято решение обезводить нефтяную эмульсию. Для этого на дно конической колбы насыпался порошок прокаленного хлористого кальция в размере ~200 г, затем сверху наливалась нефтяная эмульсия в количестве 500 мл, и оставлялась на отстой на 8 дней. По истечению указанного срока уже обезвоженная нефть использовалась для проведения исследований. Определенные навески с 100 мл обезвоженной нефти и отдельно эмульсии смешивали с реагентом в электрической мешалке в течение 5 мин, со скоростью 700 об/мин. Полученные и исходные данные приведены в таб. 1, 2, 3.
Масса обезвожен- Масса нефтяной Вязкость обезвожен- Вязкость нефтяной
ной нефти, г эмульсии, г ной нефти, мПа*с, эмульсии, мПа*с,
при T=21,2 ^ при T=21,2 ^
85,79 93,72 1426 2276
Таб. 1 — Исходные данные нефти и нефтяной эмульсии для проведения эксперимента Tab. 1 — Source data on oil and oil-water emulsion for the experiment
mS s
ф TO
£ E
ф TO
£ E
1426
2270
1368
1431
1736
58
4,1
Таб. 2 — Действие реагента на обезвоженную нефть Tab. 2 — The effect of the reagent on the dehydrated oil
QJ £ ^
2276
2207
2245
2465
2758
и E 69
a e
3
Таб. 3 — Действие реагента на нефтяную эмульсию Tab. 3 — Effect of reagent on water-oil emulsion
Четвертый этап работ. Повтор ранее проведенных лабораторных исследований в целях «чистоты» эксперимента. Эксперимент состоял из 3 частей: взаимодействие реагента с нефтяной эмульсией, добавка реагента в
воду (15% воды) и их последующее смешение с нефтяной эмульсией, а также взаимодействие реагента с обезвоженной нефтяной эмульсией (ОНЭ). Полученные и исходные данные приведены в таб. 4, 5, 6, 7.
Вязкость нефтяной эмульсии, мПа*с, при T=21,2 °C
852
Вязкость обезвоженной нефти, мПа*с, при T=21,2 °C
647
Таб. 4 — Исходные данные нефтяной эмульсии для проведения эксперимента Tab. 4 — Source data of oil-water emulsion for the experiment
с с с с с
• • • • •
а а а а а о
П П П П П о
м м м м м го
а, а, а, а, а, те
т 1- 1- 1- 1- CQ с
н X X н н <D •
е е е е е а
П
TO а а а а м
е е е е е
р р р р р £ ^
ОЭ S TO
o4 o4 E
CN СЛ un U
852 835 1344 1520 1362 1220 17
2
Таб. 5 — Действие реагента на нефтяную эмульсию Tab. 5 — The effect of the reagent on the oil-water emulsion
и E
tp о
* Й 5 E
852
1440
1104
1085
1195
Таб. 6 — Действие реагента с 15% воды на нефтяную эмульсию Tab. 6 — The effect of the reagent with 15% water on the oil-water emulsion
s s
tp Œ
647 712 639 615 838 1004 32 4,9
Таб. 7 — Действие реагента на обезвоженную нефть Tab. 7 — The effect of the reagent on the dehydrated oil
Вывод: Исходя из полученных данных в ходе проведения исследований, можно с уверенностью сказать, что данный реагент вязкость понижает, но незначительно. Самым эффективным оказалось действие 3% реагента на обезвоженную нефть (снижение вязкости 32 мПа*с или 4,9%), но использование его в промышленных объемах остается под вопросом, так как технологию необходимо дополнить технико-экономическими показателями.
Для улучшения показателей реагента в качестве снижения вязкости необходимо либо изменить методику проведения исследования, либо подобрать дополнительную модификацию добавления другого реагента к уже изученному.
Итоги
Исходя из полученных данных в ходе проведения исследований, можно с уверенностью сказать, что данный реагент вязкость понижает. Самым эффективным оказалось действие 3% реагента на обезвоженную нефть (снижение вязкости 32 мПа*с или 4,9%), но использование его в промышленных объемах остается под вопросом, так как технологию необходимо дополнить технико-экономическими показателями.
Выводы
Для улучшения показателей реагента в качестве снижения вязкости необходимо либо изменить методику
проведения исследования, либо подобрать дополнительную модификацию добавления другого реагента к уже изученному.
Литература
1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1986. 322 с.
2. Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хи-самутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. М.: Недра, 1991. 384 с.
3. Муслимов Р.Х. Нефтеотдача: прошлое, настоящее, будущее (оптимизация добычи, максимизация КИН). Казань: ФЭН АН РТ, 2014. 798 с.
ENGLISH
GEOLOGY
The effect of the "eco-organic" reagent on the viscosity of oil-water emulsion of the Vishnevo-Polyansky oil field
UDC 553.98
Authors
Juri V. Volkov — Ph.D., associate professor1 Svetlana E. Valeeva — researcher2 Albina R. Gainutdinova — master of geology1
Mukhammedrakhim R. Fatkulin — master of geology1; fatkulinmr@gmail.com
1Kazan Federal University, Kazan, Russia
2IPEM TAS, Kazan, Russia
Abstract
The purpose of this work is to select an effective additive of the "eco-organic" reagent to the oil-water emulsion during the extraction process in order to reduce the viscosity. The objects of research are highly viscous oil of the Bashkir horizon of the Vishnevo-Polyanskoe field and an "eco-organic" reagent based on humic acids.
Materials and methods
The materials of the study are the highly
viscous oil of the Bashkir horizon of the Vishnevo-Polyanskoe field and the "eco-organic" reagent based on humic acids.
Keywords
reagent, high viscosity oil, viscosity reduction
Results
Based on the data obtained in the course of research, it is safe to say that this reagent reduces viscosity. The most effective was the effect of 3% of the reagent on dewatered
oil (a decrease in viscosity of 32 mPa*s or 4.9%), but its use in industrial volumes is questionable, since the technology must be supplemented with technical and economic indicators.
Conclusions
To improve the performance of the reagent as a viscosity reduction, you must either change the method of the study, or choose an additional modification to add another reagent to the one already studied.
References khimicheskikh reagentov dlya proshloe, nastoyashchee, budushchee
1. Zheltov Yu.P. Razrabotka neftyanykh intensifikatsii dobychi nefti (optimizaciya dobychi, maksimizaciya
mestorozhdeniy [Development of oil [Application of chemical reagents for KIN) [Oil output: past, present, future
fields]. M.: Nedra, 1986. 322 р enhanced recovery of oil]. M.: Nedra, (production optimization, maximization
2. Ibragimov G.Z., Fazlutdinov K.S., 1991. 384 s. of oil recovery factor)]. Kazan: FEN AN RT,
Khisamutdinov N.I. Primenenie 3. Muslimov R.H. Nefteotdacha: 2014, 798 p.
