Факторы, влияющие на смещение точки инверсии фаз и вязкость водонефтяных эмульсий в нефтепромысловых системах

UDK: 622.276.8
DOI: 10.24887/0028-2448-2021-10-116-121
Ключевые слова: точка инверсии фаз, вязкость водонефтяной эмульсии (ВНЭ), межфазное натяжение, pH, скорость сдвига эмульсии, интенсивность перемешивания эмульсии, плотность водной фазы, обводненность
Авт.: К.С. Фот (АО «НК «Конданефть»), Н.О. Вахрушева (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»), к.т.н., С.П. Чиркова (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»), А.В. Купоросова (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»), С.Г. Мухаметдинова (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»)

В статье рассмотрены результаты исследования высоковязких эмульсий, состоящих из двух несмешивающихся жидкостей: нефти и воды. Выполнен анализ факторов, которые влияют как на вязкость таких эмульсий, так и на точку инверсии фаз. В процессе работы экспериментально установлено, что точка инверсии фаз находится в пределах обводненности продукции от 50 до 80 % и характеризуется наивысшими значениями вязкости водонефтяных эмульсий. Однако при определенных условиях, влияющих на дисперсную систему, данный диапазон обводненности может увеличиться до 85 %. Изучено влияние таких параметров, как плотность воды и нефти, вязкость нефти, интенсивность перемешивания, скорость сдвига жидкости, межфазное натяжение на границе раздела нефть – вода, кислотность (рН) водной фазы, на реологическое поведение дисперсных систем, смещение точки инверсии фаз и вязкость водонефтяных эмульсий. Получены зависимости динамической вязкости водонефтяных эмульсий от указанных факторов. Определены факторы, которые влияют на фазовую инверсию дисперсных систем и динамическую вязкость водонефтяных эмульсий. Выявлены критерии влияния данных факторов на смещение точки инверсии фаз эмульсий. Выведена эмпирическая формула, которая учитывает влияние смещения точки инверсии фаз в зависимости от разности плотностей нефти и воды. Представлены основные выводы о смещении фазовой инверсии, с помощью которых можно разработать алгоритмы принятия решений при прогнозировании точки инверсии фаз и динамической вязкости водонефтяных эмульсий как при добыче и транспортировке, так и при подготовке нефти.

Список литературы

1. Валиахметов Р.И., Здольник С.Е., Литвиненко К.В. Системный подход к выбору технологий предотвращения осложнений при скважинной добыче нефти // Инженерная практика. – 2016. – № 4.

2. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка неустойчивых эмульсий на промыслах. – М.: Недра, 1987. ‒ 144 с.

3. Сахаров В.А., Мохов М.А. Гидродинамика газожидкостных смесей в вертикальных трубах и промысловых подъемниках. – М.: Изд-во «Нефть и газ», 2004. – 391 с.

4. Ngan K.H. Phase Inversion in dispersed liquid-liquid pipe flow // Ph.D. Thesis, Department of Chemical Engineering, University College London. – 2010.

5. Matar O.K., Hewiiitt G.F., Ortiz E.S. Phase Inversion in Liquid-Liquid Dispersions. – 2001. – https://fliphtml5.com/tghv/wfop

6. An Analysis of Oil/Water Flow Phenomena in Horizontal Pipes / S. Arirachakaran, K.D. Oglesby, M.S. Malinowsky [et al.] // SPE-18836. – 1989. – http://dx.doi.org/10.2118/18836-MS

7. Rheology of Heavy-Oil Emulsions / H. Alboudwarej, A. Shahraki [et al.] // SPE-97886-PA. – 2007. – DOI:10.2118/97886-PA.

8. Flow Patterns Transition Law of Oil-Water Two-Phase Flow under a Wide Range of Oil Phase Viscosity Condition / W. Wang, W. Cheng, K. Li [et al.] // Journal of Applied Mathematics. – 2013. – No. 8. – P. 1–8. – http://dx.doi.org/10.1155/2013/291217.

9. Odozi U.A. Three-phase gas/liquid/liquid slug flow: Ph.D. Thesis. – Imperial College, London, UK. – 2000.

10. Особенности формирования и разрушения водонефтяных эмульсий на поздней стадии разработки нефтяных месторождений / Р.З. Сахабутдинов, Ф.Р. Губайдуллин, И.Х. Исмагилов, Т.Ф. Космачева& – М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2005. – 324 с.

11. Faroughi S.A., Huber C. Crowding-based rheological model for suspensions of rigid bimodal-sized particles with interfering size ratios // Physical Review. – 2014. – No. 5. – DOI:10.1103/PhysRevE.90.052303

12. Ioannou K. Phase inversion phenomenon in horizontal dispersed oil/water pipeline flows: PhD Thesis. – London: University College London, 2006. – 377 p.

13. Nädler M., Mewes D. Flow Induced Emulsification in the Flow of two Immiscible Liquids in Horizontal Pipes // Int. J. Multiphase Flow. – 1997. – No. 23 (1). – P. 55–68.

14. Instruction Manual HAAKE Viscotester 550. – https://archive-resources.coleparmer.com/Manual_pdfs/98941-00,10.pdf

15. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Интенсификация добычи вязкой нефти из карбонатных коллекторов. – Самара: Самарское кн. изд-во, 1996. – 440 с.


Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.