Обзор. обзор. Снижение вязкости может производиться различными способами, например
 Скачать 16.75 Kb.
|
|
Запасы тяжелой нефти и битума более чем в два раза превышают мировые запасы обычной легкой нефти. Производство тяжелой сырой нефти и битума в среднем в два раза более капитало- и энергоемко, чем производство обычной нефти. Это связано с их чрезвычайно низкой подвижностью [1]. Трубопроводы являются наиболее удобным средством для транспорта УВ. Однако перемещение по ним тяжелой сырой нефти и битума чрезвычайно сложно ввиду их низкой подвижности, поэтому перед транспортировкой их нужно специально-подготовить, а именно: снизить вязкость нефтепродукта. Тяжелая нефть и битум содержат большое количество высокомолекулярных углеводородов, таких как смолы, парафины, асфальтены. Известно, что асфальтеновая часть тяжелой нефти нерастворима в углеводородах с прямой цепью (таких как гептан, пентан). Таким образом, при транспортировке тяжелой сырой нефти могут возникнуть проблемы, связанные с нестабильностью асфальтенов, такие как их осаждение ввиду снижения давления ниже установленного. В последствии возникает большой перепад давлений вдоль трубопровода из-за высокой вязкости тяжелой нефти, что делает ее транспортировку дорогостоящей и энергоемкой. Кроме того, засорение стенок трубы из-за отложения асфальтенов уменьшает доступную площадь поперечного сечения для потока нефти [1]. Ввиду того, что спрос на традиционные углеводороды, несмотря на что, растет, а запасы не становятся больше, разработка месторождений тяжелых нефтей необходима, однако для реализации данного продукта необходим транспортная инфраструктура, которая будет работать эффективно в данных условиях. Основными способами облегчения транспортировки тяжелой нефти и битума по трубопроводу являются: снижение вязкости и снижение трения. Снижение вязкости может производиться различными способами, например: 1) Разведение/смешивание За счет добавления продукта, обладающего меньшей вязкостью, вязкость всей смеси заметно снижается, что упрощает и удешевляет транспортировку. Как правило в виде разбавителей используют конденсат производства природного газа, нафту, керосин, более легкую сырую нефть и т.д., кроме того, можно добавлять различные органические растворители, такие как спирт, метил-трит-бутиловый эфир, трет-амилметиловый эфир [2]. 2) Подогрев Повышение температуры оказывает сильное влияние на степень текучести УВ. Нагревание вызывает быстрое снижение вязкости, что снижает сопротивления тяжелого нефтепродукта течению [1]. 3) Эмульгирование тяжелой нефти в воде В некоторых местах УВ разбавители или более легкая нефть могут быть недоступны или ограничены, в то время как пресная вода, морская вода или даже пластовая вода могут быть доступны для эмульгирования. Очень часто эмульсии масло/вода специально производятся для снижения вязкости высоковязкой сырой нефти, чтобы ее можно было легко транспортировать по трубопроводу [3]. В этой технологии тяжелая нефть эмульгируется в воде и стабилизируется с помощью ПАВ [1]. 4) Снижение температуры застывания Снижение температуры тяжелой нефти вызывает рост кристаллов, что препятствует течению жидкости. Кристаллизация зависит от климата, состава масла, температуры и давления при транспортировке. Существует несколько методов, позволяющих свести к минимуму причину парафина, а также отложение асфальтена, использование полимерного ингибитора считается привлекательной альтернативой. Добавление сополимеров, таких как полиакрилаты, полиметилкрилат, метакрилат и т.д. подавляют явление осаждения и стабилизируют транспортировку. На основе измерения вязкости обнаружили, что только ниже температуры, при которой начинается формирование кристаллов парафина, сополимер оказывает сильное влияние на снижение вязкости [1]. Снижение трения обеспечивается с помощью 1) Добавок для снижения сопротивления Сила сопротивления определяется как сила, которую необходимо преодолеть, чтобы протолкнуть жидкость по трубопроводу во время транспортировки. Основой этого метода является то, что молекулы присадки, снижающей гидродинамическое сопротивление, могут вытягиваться в длинные цепи благодаря своим эластичным свойствам и образовывать пленки или слои внутри матрицы сырой нефти, которые действуют как амортизаторы, обладающие способностью демпфировать и подавлять более мелкие частицы. завихрения, которые отвечают за сопротивление в турбулентном потоке и вызывают уменьшение сопротивления или снижение турбулентности трубопровода и, следовательно, увеличение скорости потока. Добавки для снижения сопротивления можно разделить на три основные категории: поверхностно-активные вещества, волокна и полимеры [2]. 2) Использования модели ядро-кольцевого течения Высокая вязкость битума и тяжелой нефти вызывает большие потери давления при транспортировке по трубопроводам, что делает невозможным простую перекачку сырой нефти в однофазном потоке. Еще одним методом уменьшения падения давления в трубопроводах, вызванного трением, для транспортировки битума и тяжелой нефти является создание кольцевого течения. Основная идея этого метода состоит в том, чтобы окружить ядро тяжелой сырой нефти, когда она течет по трубопроводу, пленочным слоем воды или растворителя вблизи стенки трубы, который действует как смазка, поддерживая давление насоса, аналогичное необходимому для прокачайте воду или растворитель. В связи с этим поток воды или растворителя в кольцевом пространстве, в то время как тяжелая сырая нефть является ядром потока по трубопроводу [1]. Также одним из методов является использование физических свойств электрического и магнитного поля. Электрическое поле я не изменяет температуру сырой нефти, он временно объединяет взвешенные частицы парафина и асфальтена внутри сырой нефти в короткие цепочки вдоль направления поля. Агрегация частиц изменяет реологические свойства сырой нефти и приводит к снижению вязкости. Однако это снижение вязкости временное, а не постоянное, оно длится часами. Следовательно, необходимо повторное приложение электрического поля по пути. Хорошо известно, что в сырой нефти на основе асфальта всегда содержится некоторое количество воды, и могут возникнуть случайные разряды искр или пробой диэлектрика. Однако он не вызывает возгорания из-за недостатка кислорода, поскольку электроды полностью погружены в сырую нефть. Метод магнитного поля считается более безопасным, чем метод электрического поля, поскольку в нем нет искры случайного разряда [2]. |