Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Химия"


Водонефтяные эмульсии

Министерство образования РТ
АГНИ
Кафедра химии
РЕФЕРАТ
по химии
на тему: «водонефтяные эмульсии»
Выполнил: ст.гр. 11-11
Жирнов А.Е
Проверил: Будкевич Р.Л.
Альметьевск 2003
Содержание:
КЛАССИФИКАЦИЯНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
ДИСПЕРСНОСТЬЭМУЛЬСИЙ
ВЯЗКОСТЬЭМУЛЬСИЙ
ВЛИЯНИЕДИСПЕРСНОСТИ ГЛОБУЛ ВОДЫ НА ВЯЗКОСТЬ
ЭМУЛЬСИЙ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕВЯЗКОСТИ ДЕГАЗИРОВАННЫХ ЭМУЛЬСИЙ
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
В эмульсиях,т.е. механических смесях нерастворимых друг в друге жидкостей (бываютгазожидкостные эмульсии), различают две фазы — внутреннюю и внешнюю.
Лиофобные,т.е. термодинамически неустойчивые, эмульсии классифицируют по полярностидисперсной фазы и дисперсионной среды, а также по концентрации дисперсной фазыв системе:
Согласнопервой классификации, различают эмульсии:
— неполярной жидкости(нефти) в полярной воде -эмульсии первого рода, или прямые (М/В),;
— эмульсии полярной жидкостив неполярной средеэмульсии второ­го рода, или обратные (В/М).
Жидкость, в которойсодержатся мелкие капли другой жидко­сти,называют дисперсионной средой(внешней, неразрывной, сплошной), а капли жидкости, размещенные вдисперсионной среде,
— дисперсной фазой (внутренней, разобщенной).
В эмульсиях М/В внешнейфазой является вода, и поэтому они смешиваются с водой в любых отношениях иобладают высокой электропроводностью, в то время как эмульсии В/М смешиваютсятолько с углеводородной жидкостью и не обладают заметной элек­тропроводностью.Установлено, что тип образующейся эмульсии в основном зависит от соотношенияобъемов нефти и воды; дисперси­онной средой (внешней) обычно стремится стать тажидкость, объем которой больше.
Иногда нефтяные эмульсииклассифицируют по концентра­ции дисперсной фазы в дисперсионной среде, в связис чем они под­разделяются на три типа: разбавленные, концентрированные и высо­коконцентрированные.
К разбавленным эмульсиямотносят системы жидкость — жид­кость, содержащие до 0,2. объем. % дисперснойфазы; к концентри­рованным эмульсиям — с содержанием дисперсной фазы до 74объем. %; к высококонцентрированным — с содержанием дисперсной фазы свыше, чем74 объем. %.
 
 
Особенности разбавленныхэмульсий:
1)  незначительный диаметркапель дисперсной фазы (10'5 см);
2) наличиена каплях элек­трических зарядов;
3) низкаявероятность их столкновения;
4) высо­каястойкость.
Особенностиконцентрированных эмульсий:
1)капли имеют относительнобольшие размеры и могут седиментировать;
2) могут быть какустойчивыми, так и неустойчивыми.
Особенностивысококонцентрированных эмульсий:
1)    капли (одиночные) дисперснойфазы практически не способны к седимен­тации;
2)    вследствие большойконцентрации могут быть деформиро­ваны.
Размеры капель дисперснойфазы в эмульсиях могут быть са­мыми разнообразными и колебаться в пределах от0,1 до 100 и более
мкм. Нефтяные эмульсииотносятся к полидисперсным системам, т.е. к системам, содержащим частицы самыхразных размеров. Нефтяные эмульсии характеризуются следующими основны­мифизико-химическими свойствами: дисперсностью, вязкостью, плотностью иэлектрическими свойствами. Кратко остановимся на этих свойствах эмульсий.
ДИСПЕРСНОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ
Поддисперсностью эмульсий понимаютстепень раздроб­ленности дисперсной фазы вдисперсной среде. Дисперсность явля­ется важной характеристикой эмульсий,определяющей их свойства. Дисперсность эмульсий характеризуется тремявеличинами: диамет­ром капелек d, обратной величиной диаметра капельки D= 1/d, назы­ваемой обычно дисперсностью,удельной межфазной поверхностью, т.е. отношением суммарной поверхности глобул кобщему их объему. Все эти величины взаимосвязаны.
Чем больше удельнаяповерхность, чем более стойкой являет­ся эмульсия, тем будет больше расходдеэмульгатора для разрушения бронирующихоболочек на глобулах воды.
   Дисперсные системы,состоящие из капель различного диаметра называютсяполидисперсными.Нефтяные эмульсии относятся к полидисперсным системам.
Удельная поверхностьдисперсной системы Sудравна общей поверхности между фазами S, деленной на объем дисперсной фазы V. Удельнуюповерхность эмульсий, содержащих в дисперсной фазе сферические частицыдиаметромd, определяютпо формуле:
/>
Из формулывидно, что удельная поверхность обратно пропорциональна размеру капель.
ВЯЗКОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ
Вязкость нефтяных эмульсий — не аддитивное свойство, т.е.
/>
где /> и /> — абсолютные вязкости нефтии воды, и она зависит от следующих основных факторов:
1)  вязкости самой нефти;
2)  темпера­туры, при которойформируется эмульсия;
3)  количества содержа­щейсяводы в нефти;
4)  степени дисперсности, илидиаметра капель дисперсной фазы в дисперсионной среде (для эмульсий типа В/Н).
У нефтяных эмульсий, как и упарафинистых нефтей, не под­чиняющихся закону Ньютона, вязкость /> изменяется в зависимости отградиента скорости. В этом случае /> называюткажущейся вяз­костью.
Основной причиной аномалиивязкости эмульсий является деформация диспергированных частиц, возникающая впроцессе уве­личения напряжения сдвига. С возрастанием приложенной силы кап­лиэмульгированной жидкости удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, чтозатрудняет течение и приводит к повышению ка­жущейся вязкости эмульсии.
Над изучением вязкостидисперсных систем и, в частности, эмульсий работали многие исследователи,которые предложили не­сколько уравнений для расчета вязкости систем с различнымсодер­жанием диспергированного вещества.
А. Эйнштейн предложил следующую формулу:
/>
где />-цязкостьэмульсии; /> — вязкость дисперсионнойсреды (неф­ти);/> - коэффициент обводненности- отношение объема дисперс­ной фазы (воды) к общему объему системы (воды +нефти). Формула справедлива только при низких концентрациях диспергиро­ванноговещества (воды).
При выводе формулы предполагалось, чтодиспергированные частицы имеют вид упругих шариков, диаметр которых мал по срав­нениюс расстоянием между ними.
Позднее была установлена возможность использованияфор­мулы Эйнштейна при обводненности нефти до 15%. Тейлор предложил следующуюформулу
/>
где />—вязкость эмульсии; /> — вязкость внутренней фазы; /> - вяз­кость внешней фазы.Но и она не позволяет достаточно точно опреде­лять вязкость эмульсий.
Одной из таких болееуниверсальных формул является фор­мула Монсона, полученная на калифорнийских нефтях:
/>
Однако она применима, как указывает сам автор, для эмуль­сий, вкоторых/>
В формуле не учитывается влияние размеров капельводы на величину вязкости эмульсии, что противоречит выводам, сделанным П.А.Ребиндером.
ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ ГЛОБУЛ ВОДЫ НА ВЯЗКОСТЬЭМУЛЬСИЙ
Уменьшение размера частицпри одинаковой концентрации дисперсной фазы приводит к увеличению вязкостисистемы. Связь эта нелинейна и ослабевает по мере увели­чения размера частиц.Установлено, что при диаметрах частиц более 100 мкм влияние их размера навязкость системы становится пренеб­режимо малым и оно становится весьмаощутимым, когда размер ка­пель достигает 10 и менее мкм.
27
Опираясь на исследования идр. автором в была предложена формула и графики, учитывающие влияние навязкость дегазированных эмульсий размеров глобул воды при раз­личной обводненности.
Из графика видно,что влияние дисперсности на увеличение вязкости эмульсии весьма существенна принебольших размерах капель, но оно быстро ослабевает при увеличении их разме­ровдо 120-160 мкм.
/>
Зависимость />:
1, 2, 3 — соответственно при /> равном0,2; 0,3; 0,4; 4 — экспериментальные данные Б.А. Соломыкова при (/>-0,3; /> - содержание воды в нефти вдолях единицы; а — размер глобул, мкм.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ ДЕГАЗИРОВАННЫХ ЭМУЛЬСИЙ
При составлении проектовразработки и обустройства нефтя­ных месторождений необходимо располагатьданными о вязкости разгазированных водонефтяных эмульсий при различнойтемпературе в широком диапазоне обводненности (10-60 %). Однако таких дан­ных,как правило, не хватает в связи с неразбуренностью месторож­дения и небольшимчислом скважин, прошедших стадию пробной эксплуатации. Поэтому проблемапрогнозирования вязкости водо­нефтяных эмульсий по ограниченному объемуматериалов и неболь­шому числу параметров всегда весьма актуальна. Наиболеечасто из­вестными параметрами оказываются вязкость безводной нефти понескольким скважинам и заданные значения обводненности и темпе­ратуры.
Особенно важно располагатьпрогнозными данными по ме­сторождениям и залежам тяжелых нефтей плотностью900-930 кг/м3, объем добычи которых постоянно возрастает. Какотмечалось, на вяз­кость эмульсии существенно влияет степень дисперсностиглобул
воды. При проектированиипринимают максимальные значения вяз­кости эмульсий, соответствующие размерамглобул воды в нефти в
промысловых условиях порядка 3-10 мк.
Для приготовленияискусственных эмульсий безводные нефти скв. 1, 2, 3 плотностью соответственно910, 913 и 930 кг/м3 и вязко­стью 74, 90, 144 мПа-с при температуре20°С использовалась лабора­торная четырехлопастная мешалка и соленая пластоваявода плотно­стью 1,17 кг/м3 обеспечивающая дробление капельпластовой воды до размера 3-10 мк. Стабильность приготовленных эмульсийпроверяли путем статического отстоя при температуре 20-22°С в течение 120 мин.Они считались стабильными, если количество выделившейся свободной воды непревышало 0,5% ее исходного содержания.
Вязкость безводных нефтей иискусственных эмульсий опре­деляли на ротационном вискозиметре типа ФАНН, гдеих выдержи­вали при заданной температуре в течение 10 мин. Показания снималипосле включения ротора при частотах вращения п, равных 600, 300, 200 и 100мин"1. Так как способы эксплуатации скважин, количествоизвлекаемой жидкости и обводненность нефти в процессе разработки месторожденийпостоянно изменяются, что влияет на скорость дви­жения жидкости и степеньдисперсности эмульсий, пропускную спо­собность трубопроводов обычнорассчитывают по усредненным зна­чениям вязкости эмульсий в диапазоне градиентовскоростей 0,2-1,2 м/с. Усредненный расчетный градиент скорости был принятравным
0,56м/с.
Кажущуюсядинамическую вязкость нефти и эмульсий опре­деляли по формуле
/>=SФfc
где S — фактор скорости (для n, равной 600, 300, 200 и 100мин-1 S со­ответственно равен 0,5;1; 1,5 и 3); Ф — показание шкалы вискозимет­ра; f- коэффициент пружины (1 и10); с = 1 — коэффициент ротора.
Закономерностиизменения вязкости эмульсий в зависимости от обводненности при температурепроцесса 30-50°С оказались прак­тически одинаковыми. Из этого следует, чтовязкость свежесформи­рованных эмульсий различной обводненности при прочихравных условиях (температура и др.) определяется в основном вязкостью безводныхнефтей. Следовательно, в первом приближении темп уве­личения вязкости эмульсииможно считать пропорциональным коэф­фициенту обводненности />, равному отношению вязкостиэмульсии />, замеренной при температуреt, к вязкости безводной нефти г|о(ф определенной при той же температуре.
Значения /> при температуре t = 20-60°Си обводненности w= 0-60%, рассчитанные по экспериментальным данным. Cредние значения /> для различных типов нефтейпри одном и том же w для всех скважин достаточно хо­рошо совпадают иувеличиваются с повышением w. Аналогичные за­кономерности изменения /> и /> в зависимости от wполучены и для эмульсий, сформированных опресненными водами.
Для исключения промежуточныхзамеров вязкости безводной нефти при разных температурах был введен поправочныйбезразмер­ный коэффициент/>, равный отношению вязкостибезводной нефти при t = 20°С к вязкости этой же нефти при температуре t(x). Значения коэффициентов /> рассчитанные поэкспериментальным данным. После соответствующих преобразований линейнойзависимости />, от t(x) получена формула
/> = 0,0733t(x) — 0,632.
С учетом этоговыражения можно ориентировочно рассчиты­вать прогнозные значения вязкостиобводненной нефти при заданных температурах по известной вязкости безводнойнефти при фиксиро­ванной температуре t(x) и значению параметра />.
Анализ показал, чторассматриваемая методика оценки про­гнозной вязкости приемлема для w


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Music Money Vs The Message Essay Research
Реферат Comparing A Painting By Fra Filippo Lippi
Реферат Потребности и способности. Потребности и система ценностей
Реферат Southern Strategy Essay Research Paper The causes
Реферат Cancer среднеампулярного отдела прямой кишки
Реферат Мониторинг развития сельских территорий как оценка их экономического потенциала на примере комитета
Реферат Октябрьская стачка текстильщиков 1917 года по документам той эпохи
Реферат Prostitution In Thailand Essay Research Paper Prostitution
Реферат Антиблокировочная система ABS. Принцип работы
Реферат Государственное регулирование документационного обеспечения
Реферат Хронический катаральный отит у детей
Реферат Древнегреческая философия, ее истоки, проблемы и содержание
Реферат Турниры юных физиков - нормы и правила
Реферат Место и роль социнтерна в урегулировании арабо-израильского конфликта
Реферат Социальная философия и теория познания человека и общества