ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состав углеводородной среды и объемное соотношение фаз из "Применение обратных эмульсий в нефтедобыче" Ранее указывалось, что химический состав и вязкость дисперсионной среды существенно влияют на свойства обратных эмульсий. Поэтому разработка их составов с использованием различных нефтепродуктов или природных нефтей, имеющих сложный компонентный состав и широкий спектр вязкости, требует специальных исследований. [c.84] Авторами было установлено, что время существования элементарной капли эмульсии на межфазной границе с содержанием ЭС-2 в углеводородах 2 % и 3 моль/дм растворами СаС12, а также электростабильность и эффективная вязкость обратных эмульсий возрастают в ряду от ароматических (м=ксилол), через нафтеновые (циклогексан), до парафиновых (н-октан) углеводородов при их использовании в качестве дисперсионной среды эмульсий. Эти параметры эмульсий возрастают также при увеличении молекулярной массы парафиновых углеводородов от н-октана (С ) до н-тетрадекана (С14). Полученные данные объясняются снижением дисперсионного взаимодействия в этих рядах углеводородов между молекулами эмульгатора и растворителя, в результате чего возрастает адсорбция молекул ПАВ на межфазную поверхность, которая быстрее формируется и становится более компактной. [c.84] Влияние вязкости углеводородной среды эмульсий предпочтительно изучать с учетом изменения объемного водосодержания дисперсной фазы. [c.84] Чем выше содержание водной фазы (табл. 15), тем менее существенно влияние вязкости углеводородной среды на свойства обратных эмульсий. Это обусловлено уменьшением общей поверхности раздела эмульсий при возрастании вязкости углеводородной среды. В пользу данного утверждения говорит факт превалирующего роста значений относительной вязкости обратных эмульсий, полученных в прочих равных условиях, по мере снижения вязкости дисперсионной среды (рис. 26). [c.84] Значения относительной вязкос,ти позволяют с большей степенью вероятности судить об эффективности эмульгирования и относительных размерах глобул внутренней фазы в системе (9). [c.84] Последнее подтверждение - рост значений электростабильности обратных эмульсий во времени (рис. 27) после их приготовления в зависимости от водосодержания, так называемое старение эмульсий . При этом чем выше вязкость углеводо эод-ной среды, тем интенсивнее рост электростабильности обратных эмульсий на ее основе в течение, например, 24 ч. Увеличение объемного водосодержания в системе вызывает и более интенсивное увеличение электростабильности во времени. Это может быть объяснено как возрастанием общей поверхности раздела в эмульсии и снижением эффективной концентрации эмульгатора, так и большей структурированностью прослоек углеводородной среды между глобулами водной фазы и затруднением адсорбции из нее молекул эмульгатора на межфазную поверхность. [c.85] Рост электростабильности эмульсий и одновременное снижение их фильтрации (табл. 15) объясняется возрастающей структурированностью прослоек углеводородной среды при повышение ее вязкости, снижением подвижности глобул в ней, а также увеличением прочности адсорбционного слоя, вследствие вхождения в его состав все уменьшающихся количеств этой среды. [c.86] С увеличением же объемного водосодержания эмульсий наблюдается устойчивая тенденция к снижению их электростабильности, вследствие обеднения адсорбционного слоя молекулами эмульгатора и более тесным сближением глобул относительно друг друга ввиду расширения общей поверхности раздела. [c.86] Важный технологический параметр обратных эмульсий - их седиментационная стабильность, которая характеризуется отделением дисперсионной среды в статических условиях. Значимость данного параметра возрастает при длительном хранении эмульсий или их нахождении в стволе скважины. [c.86] С повышением вязкости углеводородной среды (табл. 16), процент отделившейся из состава эмульсий дисперсионной среды имеет устойчивую тенденцию к снижению как при 20 С, так и при 85 С. [c.87] На изменение параметра значительно влияет объемное водосодержание. По мере заполнения системы водной фазой все более интенсивно структурируются прослойки углеводородной среды молекулами эмульгатора и усиливается дисперсионное взаимодействие между глобулами водной фазы с созданием в объеме эмульсии коагуляционной структуры, что повышает ее седиментационную устойчивость. [c.87] Исследования реологических свойств обратных эмульсий при температуре выше 50-60 С позволили установить, что определяющее влияние на их эффективную вязкость оказывает не вязкость углеводородной составляющей, как при нормальной температуре, а объемное заполнение водной фазой, причем в тем большей степени, чем оно выше (рис. 28). По мнению И.И. Вольфензона, данный факт может быть объяснен более низким объемным коэффициентом термического расширения воды по сравнению с углеводородами. [c.87] Наблюдаемое явление объясняется снижением общей поверхности раздела эмульсий в этом ряду а также, как установлено предварительными экспериментами, более интенсивным относительным снижением вязкости самой углеводородной среды при повышении температуры. [c.87] Таким образом, приведенные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что изменением химического состава и вязкости дисперсионной среды можно эффективно регулировать агрегативную стабильность и технологические свойства обратных эмульсий с одним и тем же эмульгатором. [c.88] Природные нефти содержат в своем составе, кроме углеводородов, различные высокомолекулярные органические соединения, которые служат стабилизаторами обратных эмульсий и по своей стабилизирующей способности располагаются в ряд асфальтены смолы нафтеновые кислоты, а по межфазной активности - в ряд с обратным направлением. Количественное соотношение данных компонентов специфически отражается на физико-химических свойствах нефтей и технологических свойствах обратных эмульсий, получаемых на их основе. [c.89] Авторами [3] исследовано влияние ряда товарных нефтей, значительно различающихся по содержанию природных стабилизаторов и значениям физико-химических параметров (табл. 17), на свойства обратных эмульсий, стабилизированных ЭС-2. [c.89] Примечание. Объемное содержание водной фазы (3 моль/дм a lj, pH = 7,18) - 50 %. [c.90] Известно, что обратные эмульсии, приготовленные на основе нефтей, подобных нефти Ромашкинского месторождения, стабилизируются крупными ассоциатами асфальтенов. Ван-дер-ваальсовы силы, возникающие между глобулами водной фазы в этом случае недостаточны для прохождения процесса их агрегирования с образованием в объеме эмульсии структурной сетки. Дополнительно вводимые искусственные эмульгаторы в состав таких эмульсий вызывают Пептизацию агрегатов асфальтенов, что снижает устойчивость эмульсий. [c.90] Ввод эмульгатора ЭС-2 в обратную эмульсию на основе ро-машкинской нефти, таким образом, вызывает дефлокуляцию агрегатов асфальтенов и приводит к образовнию смешанных адсорбционных слоев. Толщина их при этом существенно снижается, что способствует более тесному сближению водных глобул, росту дисперсионного взаимодействия между ними и образованию коагуляционно-структурированной системы. Практически, уже при содержании ЭС-2 в обратной эмульсии 0,5 %, она пригодна для использования, например, в качестве жидкости глушения скважин. [c.90] При исследовании влияния степени минерализации водной фазы на свойства обратных эмульсий, приготовленных только на основе природных нефтей и воды, рядом отечественных и зарубежных авторов (В.Н. Беньковский, С. Гулиш, М. Ваарден) установлено, что устойчивость их при этом снижается. Объясняется это дегидратацией немногочисленных полярных групп природных стабилизаторов, вытеснением их из состава межфазного слоя в глубь дисперсионной среды и разжижением слоя. [c.90] Вернуться к основной статье