A b s t r a c tObtained flow curves of complex shape, confirming the possibility of the existence of abnormal transition zones of viscosity changes when pumping masout and heavy oil with a low content of light hydrocarbons. It is proposed the general form of the flow curve of oil and universal rheological model taking into account the current state of the oil and the dispersed structure of the system by introducing a correction factor k t , the value of which varies from zero to one depending on the temperature and time spent in static. Задачи прогнозирования свойств нефтей и их смесей являются достаточно сложными и многоаспектными, особенно с учетом фактора несовместимости некоторых нефтей при их сме-шении. Как показывает опыт, в практических задачах не встречаются случайные величины, распределения которых точно соответствовали бы теоретическим. Последние уже являются математическими моделями реальных распре-делений. Подбор моделей и анализ их адекват-ности моделируемым случайным величинам, является одной из основных задач математиче-ской статистики, которая, в свою очередь, сво-дится к проверке предположений (гипотез) о виде модели распределения и о его параметрах. KeywordsПри транспортировке многокомпонентных нефтяных систем, содержащих высоковязкие и высокозастывающие компоненты, можно стол-кнуться с рядом трудностей, такими как высо-кая температура застывания и вязкость, увели-чение и накопление асфальто-смоло-парафи-новых отложений (АСПО), появление статиче-ского напряжения сдвига и сильное изменение реологических свойств при изменении темпе-ратуры потока, вплоть до перехода от одной реологической модели жидкости к другой. Следовательно, для оценки эффективности и целесообразности перекачки таких нефтей и смесей тем или иным способом наряду с опре-делением их кинематической вязкости в обла-сти ньютоновского течения необходимо полное изучение физико-химических свойств жидко-сти в широком интервале температур, включая те сложные случаи, когда они переходят в раз-ряд неньютоновских жидкостей.На сегодняшний день уже доказано решаю-щее влияние углеводородного состава и струк-туры нефти на ее физико-химические и реоло-гические свойства.Вязкость нефти может изменяться в широ-ких пределах, что определяется ее структурно-групповым составом и содержанием высокомо-лекулярных веществ. Среди различных групп углеводородов нефти наименьшую вязкость имеют предельные или парафиновые, а наи-большую -нафтеновые углеводороды. Чем больше вязкость нефтяных фракций, тем боль-ше температура их кипения.Температура кристаллизации (застывания) нефти (от -60 до +30 o C) зависит преимуще-ственно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Смолистые вещества оказывают противоположное влияние: с повы-шением их содержания температура застыва-ния понижается.Многие исследователи в своих работах отме-чают, что, несмотря на большое число теоре-
A b s t r a c tWe have established the mechanism of the effect of structural-group and fractional oil content on its physicochemical properties and rheological characteristics resulting from a high content of high molecular components due to different solubility of liquid hydrocarbons relative to the latter ones. Keywords:Dispersed system, Oil fraction, Structural-group composition, High molecular components, Solubility, Boiling point. © 2016 «OilGasScientificResearchProject» Institute. All rights reserved.Нефть -природная многокомпонентная орга-ническая жидкость. Ее основу составляет смесь нафтеновых, ароматических и парафиновых углеводородов. Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из кото-рых большая часть -жидкие углеводороды и гетероатомные органические соединения, пре-имущественно сернистые, азотистые и кислород-ные, металлоорганические соединения, осталь-ные компоненты -растворённые углеводородные газы, вода, минеральные соли, растворы солей органических кислот и др., механические при-меси. Содержание всех этих компонентов может варьировать в широких пределах и зависит от месторождения нефти (рис.1).В состав нефти входит около 425 углеводо-родных соединений. Любая нефть в природных условиях состоит из смеси метановых, нафтено-вых и ароматических углеводородов. По углево-дородному составу все природные нефти делят на: метаново-нафтеновые, нафтеново-метановые, ароматико-нафтеновые, нафтеново-ароматиче-ские, ароматико-метановые, метаново-аромати-ческие, а также метаново-ароматико-нафтено-вые. Другими словами нефть может состоять из множества углеводородных и неуглеводородных соединений с различной температурой кипения, поэтому одним из наиболее часто используемых свойств нефти является ее фракционный состав, характеризующийся содержанием отдельных фракций нефти, выкипающих в разных темпера-турных интервалах. При огромном разнообразии компонентов до 300 o С обычно выкипает не более 50% массы нефти. Остаток состоит из высокомо-лекулярных углеводородов, смол, асфальтенов, минеральных веществ, количество которых, тем больше, чем тяжелее нефть.Разделение по компонентам методом фрак-ционирования представлено на рисунке 2. Асфальтены выделяются путем добавления рас-творителей н-алкана, например н-гептана или н-пропана. Оставшиеся компоненты нефти, назы-ваемые мальтенами, разделяются путем пропу-скания их через хроматографическую колонку с адсорбентом. Каждый из компонентов выделя-ется посредством его вымывания различными растворителями. Насыщенные углеводороды и твердые парафины -н-алканами. Смолы обра-зуют особый класс, отличаемый по характери-стикам растворимости, и в этом они аналогичны асфальтенам: смолы представляют собой нелету-чий полярный компонент нефти, растворимый в н-алканах, но нерастворимый в жидком пропане.С точки зрения коллоидной химии важно, что температурный интервал жидкого состояния компонентов нефти существенно неодинаков. Иначе говоря, температура плавления, с одной стороны, и температура кипения, с другой, могут сильно различаться. На рисунке 3 показана схема
Застывающий парафин склонен к образо-ванию чрезвычайно малых тонких игольчатых кристалликов, которые выделяются во всей массе жидкости и при достаточной вязкости последней не оседают на дно, а остаются в пото-ке, где и образовались, перепутанные между собой, поддерживая друг друга. Величина кри-сталлов парафинов зависит от температур его плавления. Так тугоплавкие высокомолекуляр-ные парафины и церезины образуют мелко-дисперсную, а более легкий парафин с низкой температурой плавления -резко выраженную пластинчатую или вовсе ленточную структуру. Поскольку при охлаждении тугоплавкие пара-фины начинают кристаллизоваться первыми, то образуется большое число центров кристал-лизации, в результате чего при дальнейшем охлаждении парафины с менее высокими тем-пературами плавления будут уже кристалли-зоваться на имеющихся центрах, что упрочняет структуру нефти.При охлаждении высокопарафинистых неф-тей, выделяющиеся кристаллы парафина, сое-диняясь между собой, образуют прочную струк-турную решетку, в ячейках которой заключена жидкая фаза нефти. Чем больше в нефти пара-фина, тем прочнее эта решетка, выше эффек-тивная вязкость, температура застывания и величина статического (начального) напряже-ния сдвига [1][2][3].Проблемы увеличения вязкости, появления начального напряжения сдвига, и уменьше-ния проходного сечения труб из-за образова-ния асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО), наиболее ярко выражены в нефтедобы-вающей отрасли, где массовая доля парафина может в разы превышать значения, регламен-тированные для товарных нефтей, а наличие в нефти механических примесей и диспергиро-ванной воды, часто приводят к образованию стойких аномально вязких эмульсий, услож-няя процессы добычи и сбора. Для решения вышеуказанных проблем, связанных с падением пропускной способности нефтесборных сетей, широкое распространение получили методы химического воздействия, основанные на введе-нии в поток нефти различного рода депрессо-ров и ингибиторов парафиноотложений [4][5][6]. Химические реагенты первого типа, депрес-сорные присадки, подобно смолам и асфальте-нам адсорбируются на поверхностях парафина, либо модифицируют их, осложняя процесс дальнейшего роста кристаллов и прочных про-странственных структур, но при этом все таки не препятствуют его выпадению в потоке (рис.1). A b s t r a c tThe article summarizes the results of research and theoretical ideas on the influence of high-molecular components on oil rheology and formation of asphaltene-resinparaffin deposits. The industrial experience and the results of laboratory studies of the depressor efficiency and inhibitory ability of the reagents are considered in their use in commercial oils, depending on the pumping temperature. The authors analyzed the influence of the composition of oil on the efficiency of oil-field chemistry, recommendations and proposals for their application in the system of oil trunk pipelines are given.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.