zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2018-84-7-7-15zldm-763Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISВлияние различных видов волнового воздействия на разрушение стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсийThe impact of different types of wave action on the destruction of stable gel-containing water-oil emulsionsРомановаЮ. Н.RomanovaYu. N.

Юлия Николаевна Романова 

Москва

Yuliya N. Romanova 

Moscow

romanova-u@mail.ruМусинаН. С.MusinaN. S.

Наталья Сергеевна Мусина 

Москва

 

Natalya S. Musina 

Moscow

musinanatalya@gmail.comМарютинаТ. А.MaryutinaT. A.

Татьяна Анатольевна Марютина 

Москва

Tatyana A. Maryutina 

Moscow

t_maryutina@mail.ruРоссийский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева; ООО «Центр изучения и исследования нефти» (ООО «ЦИИН»)РоссияD. I. Mendeleyev Russian University of Chemical Technology; «Petroleum Studies and Research Centre» (LLC «PSRC»)Russian FederationООО «Центр изучения и исследования нефти» (ООО «ЦИИН»),; Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наукРоссия«Petroleum Studies and Research Centre» (LLC «PSRC»); V. I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of Russian Academy of SciencesRussian Federation201807082018847715Copyright © Романова Ю.Н., Мусина Н.С., Марютина Т.А., 20182018Романова Ю.Н., Мусина Н.С., Марютина Т.А.Romanova Y.N., Musina N.S., Maryutina T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/763

Предложен оригинальный способ волновой пробоподготовки промысловых стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсий в целях выделения водной и нефтяной фаз, входящих в их состав, для их последующего анализа. Объектами исследования являлись реальные образцы промысловых стойких водонефтяных эмульсий, отличающиеся между собой по составу (содержание воды, «геля», сульфида железа и механических примесей). Изучено влияние интенсивности и длительности волнового воздействия различной природы на полноту выделения фаз нефти и воды из реальных образцов промысловых эмульсий различного состава. Показана принципиальная возможность выделения фаз нефти и воды из состава устойчивых водонефтяных эмульсий, стабилизированных гелеобразными ассоциатами, с помощью волнового воздействия (постоянное магнитное поле, постоянное и переменное электромагнитное поле, ультразвуковые колебания). При воздействии на водонефтяную эмульсию постоянного магнитного поля с индукцией 0,1 – 0,57 Тл в течение 1 – 3 мин степень выделения воды из исследуемых образцов эмульсии варьируется от 48 до 71 % в зависимости от состава разрушаемой эмульсии. Аналогичные результаты были получены при воздействии постоянного и переменного электромагнитного поля с индукцией 0,1 – 1,0 Тл. Для полного выделения из стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсий водной и нефтяной фаз предложено использовать ультразвуковое воздействие совместно с добавкой суспензии нанопорошка оксида алюминия в ацетонитриле. При этом наблюдали полное разрушение «геля» и 100 %-ное выделение водной и нефтяной фаз.

An original method of wave sample preparation of commercial stable gel-containing water-oil emulsions is developed to separate water and oil phases present in the composition for their subsequent analysis. Real samples of commercial stable water-oil emulsions, differing in composition (water content, «gel», iron sulphide and mechanical impurities) are studied. The effect of the intensity and duration of the wave action of different nature on the completeness of phase separation in the real samples of commercial emulsions of different composition are studied. A possibility in principal of isolating oil and water phases from the composition of stable water-oil emulsions stabilized by gel-like associates under wave action (magnetostatic and electromagnetic field, ultrasonic vibrations) is shown. When the water-oil emulsion is exposed to a permanent magnetic field with an induction range of 0.1 – 0.57 T for 1 – 3 minutes, the degree of water isolation from the emulsion samples under study varies from 48 % to 71 %, depending on the composition of the emulsion under study. Similar results are obtained under the effect of electromagnetic field with an induction of 0.1 – 1.0 T. For complete separation of water and oil phases from gel-containing water-oil emulsions, we proposed to use ultrasonic treatment combined with addition of a suspension prepared from aluminum oxide nanopowder in acetonitrile which provide complete destruction of «gel» and 100 % separation of water and oil phases.

водонефтяная эмульсияволновое воздействиемагнитное полеультразвукwater-oil emulsionwave actionmagnetic fieldultrasoundReferencesХисамутдинов Н. И., Хасанов И. М., Ибрагимова Г. З. и др. Влияние техногенных факторов на физико-гидродинамические характеристики и технологические процессы добычи нефти / Нефтепромысловое дело. 1997. № 12. С. 2.Khisamutdinov N. I., Khasanov I. M., Ibragimov G. Z., et al. Influence of technogenic factors on the physico-hydrodynamic characteristics and technological processes of oil production / Neftepromysl. Delo. 1997. N 12. P. 2 [in Russian].Ибрагимов Г. З., Фазлугдинов К. С., Хисамутдинов Н. И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти: справочник. — М.: Недра, 1991. — 384 с.Ibragimov G. Z., Fazlugdinov K. S., Khisamutdinov N. I. Application of chemical reagents for the intensification of oil production: Directory. — Moscow: Nedra, 1991. — 384 p. [in Russian].Вольцов А. А., Крючков В. А., Вольцов Ан. А. Новые технологии подготовки нефти / Материалы IV международной научной конференции. Т. 1. — Томск: STT, 2000. С. 535 – 538.Voltsov A. A., Kryuchkov V. A., Voltsov An. A. New technologies of oil treatment / Materials of IV Intern. Sci. Konf. Vol. 1. — Tomsk: STT, 2000. P. 535 – 538 [in Russian].Позднышев Г. Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. — М.: Недра, 1982. — 221 с.Pozdnyshev G. N. Stabilization and destruction of oil emulsions. — Moscow: Nedra, 1982. — 221 p. [in Russian].Гречухина А. А., Елпидинский А. А. Установки подготовки нефти. — Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2011. — 84 с.Grechukhina A. A., Yelpidinskiy A. A. Oil treatment plants. — Kazan’: Izd. Kazan. gos. tekhnol. un-ta, 2011. — 84 p. [in Russian].Цыганов Д. Г. Композиционные составы для процессов подготовки устойчивых промысловых эмульсий: дис. ... канд. тех. наук. — Казань, 2017. 182 с.Tsyganov D. G. Compositional compositions for the processes of preparation of stable commercial emulsions: Candidate’s thesis. — Kazan’. 2017. 182 p. [in Russian].Сахабутдинов Р. З., Губайдулин Ф. Р., Исмагилов И. Х., Космачева Т. Ф. Особенности формирования и разрушения водонефтяных эмульсий на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. — М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2005. — 324 с.Sakhabutdinov R. Z., Gubaydulin F. R., Ismagilov I. Kh., Kosmacheva T. F. Features of the formation and destruction of water-oil emulsions at the late stage of development of oil fields. — Moscow: OAO «VNIIOENG», 2005. — 324 p. [in Russian].Reza Zolfaghari, Ahmadun Fakhru’l-Razi, Luqman C. Abdullah, et al. Demulsification techniques of water-in-oil and oil-in-water emulsions in petroleum industry / Sep. Purif. Technol. 2016. Vol. 170. P. 377 – 407.Reza Zolfaghari, Ahmadun Fakhru’l-Razi, Luqman C. Abdullah, et al. Demulsification techniques of water-in-oil and oil-in-water emulsions in petroleum industry / Sep. Purif. Technol. 2016. Vol. 170. P. 377 – 407.Issaka S. A., Nour A. H., Yunus R. M. Review on the Fundamental Aspects of Petroleum Oil Emulsions and Techniques of Demulsification / J. Pet. Environ. Biotechnol. 2015. Vol. 6. P. 2.Issaka S. A., Nour A. H., Yunus R. M. Review on the Fundamental Aspects of Petroleum Oil Emulsions and Techniques of Demulsification / J. Pet. Environ. Biotechnol. 2015. Vol. 6. P. 2.Ковалева Л. А., Миннигалимов Р. З., Зиннатуллин Р. Р. и др. Исследование интегрированного воздействия сверхвысокочастотного электромагнитного излучения в поле центробежных сил на водонефтяные эмульсии / Нефтяное хозяйство. 2017. № 2. С. 100 – 102.Kovaleva L. A., Minnigalimov R. Z., Zinnatullin R. R., et al. Study of integrated effects microwave electromagnetic radiation in the field of centrifugal forces on the water-oil emulsion / Neft. Khoz. 2017. N 2. P. 100 – 102 [in Russian].Antes F. G., Diehl L. O., Pereira J. S. F., et al. Effect of ultrasonic frequency on separation of water from heavy crude oil emulsion using ultrasonic baths / Ultrason. Sonochem. 2017. Vol. 35. P. 541 – 546.Antes F. G., Diehl L. O., Pereira J. S. F., et al. Effect of ultrasonic frequency on separation of water from heavy crude oil emulsion using ultrasonic baths / Ultrason. Sonochem. 2017. Vol. 35. P. 541 – 546.Тюгаева Е. С., Доломатов М. Ю. Причины образования устойчивых нефтяных эмульсий и способы их разрушения / Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2017. № 4(37).Tyugaeva E. S., Dolmatov M. Yu. Reasons of stable oil emulsion formation and methods of their demulsification / Universum: Tekhn. Nauki: élektron. Nauchn. Zh. 2017. N 4(37). [in Russian].Mohammad Nikkhah, Tahere Tohidian, Mohammad Reza Rahimpour, Abdolhossein Jahanmiri. Efficient demulsification of water-in-oil emulsion by a novel nano-titania modified chemical demulsifier / Chem. Eng. Res. Design. 2015. Vol. 94. P. 164 – 172.Mohammad Nikkhah, Tahere Tohidian, Mohammad Reza Rahimpour, Abdolhossein Jahanmiri. Efficient demulsification of water-in-oil emulsion by a novel nano-titania modified chemical demulsifier / Chem. Eng. Res. Design. 2015. Vol. 94. P. 164 – 172.Jozefczak A., Wlazło R. Ultrasonic Studies of Emulsion Stability in the Presence of Magnetic Nanoparticles / Hindawi Publishing Corporation Advances in Condensed Matter Physics. Vol. 2015. Article ID 398219.Jozefczak A., Wlazło R. Ultrasonic Studies of Emulsion Stability in the Presence of Magnetic Nanoparticles / Hindawi Publishing Corporation Advances in Condensed Matter Physics. Vol. 2015. Article ID 398219.Pajouhandeh A., Kavousi A., Schaffie M., Ranjbar M. Towards a Mechanistic Understanding of Rheological Behaviour of Water-in-Oil Emulsion: Roles of Nanoparticles, Water Volume Fraction and Aging Time / S. Afr. J. Chem. 2016. Vol. 69. P. 113 – 123.Pajouhandeh A., Kavousi A., Schaffie M., Ranjbar M. Towards a Mechanistic Understanding of Rheological Behaviour of Water-in-Oil Emulsion: Roles of Nanoparticles, Water Volume Fraction and Aging Time / S. Afr. J. Chem. 2016. Vol. 69. P. 113 – 123.Пат. 2152817 РФ. Способ обезвоживания водонефтяной эмульсии / Велес П. Р. и др. — № 99124158/12; заявл. 15.11.1999, опубл. 20.07.2000.RF Pat. No. 2152817, Veles P. R., et al. Method of dehydration of water-oil emulsions. Application N 99124158/12; appl. 15.11.1999, publ. 20.07.2000 [in Russian].Пат. 2449004 РФ. Способ обезвоживания нефти / Ширшова А. В. и др. — № 2010113421/04; заявл. 06.04.2010, опубл. 27.14.2012.RF Pat. No. 2449004. Shirshova A. V., et al. Oil dehydration method. Application N 2010113421/04; appl. 06.04.2010, publ. 27.04.2012 [in Russian].Пат. 2400523 РФ. Способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля / Ковалева Л. А. и др. — № 2008113926/15; заявл. 09.04.2008; опубл. 27.09.2010.RF Pat. No. 2400523. Kovaleva L. A., et al. Dehydration method of water-oil emulsions by influencing with electromagnetic field. Application № 2008113926/15; appl. 09.04.2008, publ. 27.09.2010 [in Russian].Пат. 2067492 РФ. Способ обезвоживания нефти / Семихина Л. П. и др.; заявл. 23.12.1993; опубл. 10.10.1996.RF Pat. No. 2067492. Semikhina L. P. et al. Oil dehydration method. appl. 23.12.1993, publ. 10.10.1996 [in Russian].Пат. 2169033 РФ. Устройство для магнитной обработки движущихся нефтеводогазовых смесей / Лесин В. И.; 17.09.1999, опубл. 27.03.2001.RF Pat. No. 2169033. Lesin V. I. Device for the magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures. appl. 17.09.1999, publ. 27.03.2001 [in Russian].Пат. 2164436 РФ. Устройство для обработки водонефтяной эмульсии / Иванов О. Ю. и др.; заявл. 17.09.1999; опубл. 27.03.2001.RF Pat. No. 2164436. Ivanov O. Yu., et al. Device for the water-oil emulsion treatment. appl. 17.09.1999, publ. 27.03.2001 [in Russian].Пат. 2154089 РФ. Способ разрушения промежуточного эмульсионного слоя / Голубев В. Ф. и др.; заявл. 23.02.1999, опубл. 10.08.2000.RF Pat. No. 2154089. Golubev V. F., et al. Method of intermediate emulsion layer destruction. appl. 23.02.1999, publ. 10.08.2000 [in Russian].Wang Z., Xu Y., Suman B. Research status and development trend of ultrasonic oil production technique in China / Ultrason. Sonochem. 2015. Vol. 26. P. 1 – 8.Wang Z., Xu Y., Suman B. Research status and development trend of ultrasonic oil production technique in China / Ultrason. Sonochem. 2015. Vol. 26. P. 1 – 8.Сахабутдинов Р. З., Судыкин А. Н., Губайдулин Ф. Р. Исследование процесса обезвоживания сверхвязкой нефти при ультразвуковом воздействии / Нефтяное хозяйство. 2013. № 10. С. 116 – 119.Sakhabutdinov R. Z., Sudykin A. N., Gubaidulin F. R. Study of ultrasonic dehydration process for heavy oil / Neft. Khoz. 2013. N 10. P. 116 – 119 [in Russian].Пат. 2535793 РФ. Способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия / Сахабутдинов Р. З. и др. — № 2013144334/04; заявл. 02.10.2013; опубл. 20.12.2014.RF Pat. No. 2535793. Sakhabutdinov R. Z., et al. Method of ultrasonic destruction of oil-in-water emulsion. Application N 2013144334/04,; appl. 02.10.2013, publ. 20.12.2014 [in Russian].Ye G., Lu X., Han P., Shen X. Desalting and dewatering of crude oil in ultrasonic standing wave field / J Petrol. Sci. Eng. 2010. Vol. 70. P. 140 – 144.Ye G., Lu X., Han P., Shen X. Desalting and dewatering of crude oil in ultrasonic standing wave field / J Petrol. Sci. Eng. 2010. Vol. 70. P. 140 – 144.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.