Вид нефти

Наименование показателя	Вид нефти
	1	2
Массовая доля сероводорода, млн^-1(ppm), не более Массовая доля метил- и этилмеркаптанов в сумме, млн^-1(ppm), не более	20 40	100 100

Условное обозначение нефти состоит из 4 арабских цифр, разделенных точкой, соответствующих классу, типу, группе и виду нефти.

При поставке нефти на экспорт к обозначению добавляется индекс «э».

Недостатки действующего ГОСТа очевидны:

1. Нормированию подвергаются только хлористые соли, хотя известно, что содержание сульфатных солей иногда может превышать содержание солей хлористых.

2. Не нормируется содержание тяжелых металлов, хотя их соединения не только являются основными носителями вязкости, но и основным источником зольности и цветности нефтепродуктов.

Вопрос 3. Подготовка нефти

Поскольку, ни одна добываемая нефть, как правило, не соответствует всем изложенным выше требованиям, добывающие организации вынуждены заниматься доведением нефти до требуемых кондиций.

Подготовка нефти сводится к следующим про­цессам:

1. Обезвоживание и обессоливание нефти;

2. Очистка нефти от механических примесей;

3. Стабилизация нефти;

4. Очистка нефти от агрессивных примесей

5. Деметаллизация нефтей

Обезвоживание и обессоливание нефти

Водо-нефтяные эмульсии, их основные свойства и классификация

Общие сведения.

В подавляющем большинстве случаев добыча нефти сопровождается извлечением на поверхность пластовой воды, содержание которой колеблется в очень широком диапазоне (от долей % до 99 % мас.и более).

Пластовая вода, как правило, в значительной степени минерализована хлоридами Na, Mg и Ca (до 2500 мг/л смеси солей даже при наличии в нефти всего 1 % воды), а так же сульфатами и гидрокарбонатами и содержит механические примеси.

Кроме того, в самой нефти может содержаться (в виде коллоидного порошка) немалое количество идентичных солей и механических примесей.

В пластовых условиях нефть и вода представляют собой двухфазную непрерывную систему, компоненты которой хотя и граничат друг с другом, но совершенно не подвержены взаимопроникновению с образованием дисперсного состояния (разумеется, за исключением ничтожной взаимной растворимости).

В то же время, любой из известных способов добычи нефти сопровождается интенсивным перемешиванием в скважине водо-нефтяной смеси, в результате чего происходит диспергирование, приводящее к образованию так называемых водо-нефтяных эмульсий, под которыми понимают уже дисперсную систему, состоящую из двух взаиморастворимых жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионная среда) в виде капель.

Разумеется, подобное диспергирование требует определённых энергетических затрат, которые тем выше, чем глубже диспергирование.

Работа, затраченная на диспергирование, преобразуется в так называемую свободную поверхностную энергию, которая концентрируется на поверхности раздела фаз (принцип сохранения энергии) и более известна под названием поверхностного натяжения с размерностью н/м или Дж/м².

Понятно, что работа, затраченная на диспергирование, существенно выше поверхностного натяжения, т.к.подавляющая часть использованной энергии расходуется на побочные процессы и рассеивается в окружающем пространстве.

Поскольку любая система согласно 2-го начала термодинамики всегда стремится к минимуму свободной энергии водо – нефтяные эмульсии представляют собой термодинамически неустойчивые образования, стремящиеся к саморазрушению.

Причём, с ростом температуры поверхностное натяжение всегда уменьшается, вследствии ослабления сил молекулярного притяжения, обусловленного увеличением среднего расстояния между молекулами.

Известно так же, что чем больше взаиморастворимы жидкости, образующие эмульсию, тем меньше поверхностное натяжение.

Классификация эмульсий.

Существует несколько общепринятых подходов к классификации водо-нефтяных эмульсий:

Согласно первого подхода различают так называемые эмульсии первого рода и эмульсии второго рода.

Эмульсии первого рода состоят из дисперсных частиц нефти, распределённых в дисперсионной среде, которой служит вода. Эти системы также называют прямыми и обозначают как Н/В или М/В (масло в воде).

Эмульсии второго рода состоят из дисперсных частиц воды, распределённых в дисперсионной среде, которой служит нефть.

Эти системы так же называют обратными и обозначают как В/Н или В/М.

Установлено, что тип образующейся эмульсии в основном зависит от соотношения объёмов нефти и воды. Дисперсионной средой обычно стремится стать та жидкость, объём которой больше.

Кроме вышеперечисленных основных видов водо-нефтяных эмульсий различают также так называемые множественные эмульсии и эмульсии Пиккеринга.

Множественные эмульсии представляют собой глобулы эмульсии одного рода размещенные в эмульсии другого рода, которая, в свою очередь, может быть разбита на глобулы и вновь размещена в эмульсии другого рода и т.д.

Подобные эмульсии достаточно редки, характеризуются высокой стойкостью, а их постепенное образование наблюдается, на пример, при попадании нефти на поверхность водоёма (так называемый «шоколадный мусс»), или при накапливании уловленной нефти в нефтеловушках (так называемая ловушечная эмульсия).

Эмульсии Пиккеринга характеризуются особо высоким содер­жанием механических примесей, а значит, и особо высокой устойчивостью.

Подобные эмульсии образуются, как правило, в технологических аппаратах на границе раздела фаз и более известны под названием промежуточных слоев, накопление которых способно свести массообмен к нулю и полностью нарушить любой технологический процесс.

Согласно второго подхода эмульсии классифицируют по концентрации дисперсной фазы.

Различают разбавленные, концентрированные и высоко концентрированные эмульсии.

В разбавленных эмульсиях концентрация дисперсной фазы не превышает 0,2 % об,;

в концентрированных - 74 % об.;

в высоко концентрированных не менее 74 % об.

Согласно третьего подхода эмульсии подразде­ляют на монодисперсные, т.е. состоящие из капель дисперсной фазы одного размера, и полидисперсные, т.е. состоящие из капель различного диаметра, к которым, как правило, и относятся водо-нефтяные эмульсии.

Наконец, согласно четвёртого подхода, эмульсии подразделяют на микрогетерогенные (частицы дис­персной фазы видны в оптический микроскоп) - > 10^-6 м и ультрамикрогетерогенные (частицы дисперсной фа­зы не видны в оптический микроскоп) - < 10^-6 м.

Водо-нефтя­ные эмульсии относятся к первому типу.

Свойства эмульсий.

К основным физико-химическим свойствам водо - нефтяных эмульсий относят: дисперсность, вязкость, плотность, электрические свойства и стабильность.

Дисперсность эмульсий.

Под дисперсностью водо-нефтяных эмульсий понимают величину обратную среднему диаметру частиц дисперсной фазы. Чем выше дисперсность эму­льсии тем больше её удельная межфазная поверхность (отношение суммарной поверхности капелек к общему их объёму), а, значит, и свободная энергия.

Поэтому устойчивость водо-нефтяных эмульсий прямо пропорциональна их дисперсности.

При этом, оперируя понятием дисперсности, никогда не следу­ет забывать, что в реальности существует некое распределение капель дисперсной фазы по дисперсности, которое может быть весьма многообразным.

Степень дисперсности водо-нефтяной эмульсии опреде­ляется десятками параметров, но в первом прибли­жении можно воспользоваться уравнением Колмогорова А.Н., позволяющим рассчитать так называемый критический (максимальный) диаметр капель дисперсной фазы, способных существовать в данных условиях:

(2)

где:

d_k – критический диаметр капель дисперсной фазы;

- поверхностное натяжение системы на гра­нице нефть-вода;

k - коэффициент, учитывающий соотношение вязкостей воды и нефти;

- плотность дисперсионной среды;

- масштаб пульсации параметров;

v - скорость эмульсии.

Соотношение между средним диаметром дисперсных частиц, дисперсностью и удельной межфазной поверхностью, под которой понимают отношение суммарной поверхности капелек дисперсной фазы в единице объёма эмульсии к общему их объёму, может быть определено по формуле:

(3)

где:

- удельная межфазная поверхность;

– средний диаметр дисперсных частиц;

D – дисперсность.

Типичное распределение дисперсной фазы по диаметрам для водонефтяных эмульсий приведено в табл. 9.

Таблица 9