Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к обезвоживанию водонефтяных эмульсий, и может быть использовано при промысловой подготовке нефти к переработке.

Известен способ обезвоживания и обессоливания нефти (см. патент РФ № 2160762 по кл. МПК C17G 33/00, опубл. 20.12.00), заключающийся в том, что эмульсию обрабатывают СВЧ-сигналом, сформированным набором спектральных компонент, и осуществляют воздействие магнитным полем, направление силовых линий которого составляет 90° по отношению к вектору скорости поступательного движения нефти.

Однако такой способ можно применить только для нестойких эмульсий, т.к. такое воздействие не действует на составляющие бронирующей оболочки глобул воды в стойких эмульсиях, а разрушение идет за счет нагрева среды. В данном способе не определяется максимальное значение тангенса угла диэлектрических потерь в зависимости от частоты, поэтому не представляется возможным выявить область дисперсии диэлектрических параметров среды для выбора частоты воздействия.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа обезвоживания эмульсий нефти, который учитывал бы изменение электрофизических свойств эмульсий в процессе их обезвоживания.

Технический результат достигается определением тангенса угла диэлектрических потерь tgδ(f) для эмульсии, определением частоты f_m, соответствующей максимальному значению тангенса угла диэлектрических потерь, определением частоты f₁, f₂ из соотношения:

где tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь для эмульсии,

tgδ_m - максимальное значение тангенса угла диэлектрических потерь для эмульсии,

f₁, f₂ - частоты электромагнитного поля, при котором tgδ=0,7tgδ_m,

воздействием на данную эмульсию электромагнитным полем с частотой f_в, выбранной из условия f_в=f_m.

Для контроля эффективности воздействия электромагнитного поля строится зависимость частоты f_m, соответствующей максимальному значению тангенса угла диэлектрических потерь для эмульсии, от концентрации воды К в эмульсии, причем по кривой f_m(K) определяется то количество воды Ф, после отслоения которой будет выполняться условие f_m1≥f₂. После отслоения воды в количестве Ф подбирается другая частота воздействия f_в1 из условия f_m1=f_в1.

На фиг.1 представлена частотная зависимость tgδ для водонефтяной эмульсии с начальным содержанием воды 42% (кривая 1) и той же эмульсии, содержащей 18% воды, в результате обработки электромагнитным полем (кривая 2).

На фиг.2 представлена зависимость частоты f_m, соответствующей максимуму тангенса угла диэлектрических потерь для эмульсии, от концентрации воды К в эмульсии Варандейского месторождения.

Для осуществления способа обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля необходимо на эмульсию воздействовать электромагнитным полем частотой f_в. Для определения f_в необходимо по кривой тангенса угла диэлектрических потерь tgδ(f) для эмульсии определить частоту f_m, соответствующую максимальному значению тангенса угла диэлектрических потерь, и частоты f₁, f₂ из соотношения:

tgδ(f₂,f₁)=0,7tgδ_m,

где tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь для эмульсии,

tgδ_m - максимальное значение тангенса угла диэлектрических потерь для эмульсии,

f₁, f₂ - частоты электромагнитного поля, при котором tgδ=0,7tgδ_m.

Затем на данную эмульсию воздействуют электромагнитным полем с частотой f_в, выбранной из условия f_в=f_m.

По мере отслоения воды f_m смещается в область высоких частот до значения f_m1 (фиг.1), и при выполнении условия f_m1≥f₂ эффективность воздействия электромагнитного поля резко снизится. Для контроля эффективности воздействия электромагнитного поля для эмульсии строится зависимость частоты f_m, соответствующей максимальному значению тангенса угла диэлектрических потерь для эмульсии, от концентрации воды К в эмульсии (фиг.2). По кривой f_m(K) определяют то количество воды Ф, после отслоения которой f_в не будет находиться в интервале f₂-f₁, т.е. выполняется условие f_m1≥f₂.

Затем после отслоения воды в количестве Ф подбирают другую эффективную частоту воздействия f_в1 из условия f_m1=f_в1.

Пример. На фиг.1 представлена частотная зависимость tgδ для водонефтяной эмульсии Варандейского месторождения с начальным содержанием воды 42% (кривая 1). По кривой 1 была определена частота f_m=14 МГц, соответствующая максимальному значению тангенса угла диэлектрических потерь, и частоты f₁=10,1 МГц, f₂=17,5 МГц для данной эмульсии из соотношения (1). Затем воздействовали на данную эмульсию электромагнитным полем с частотой f_в=f_m=14 МГц.

Для контроля эффективности воздействия были исследованы tgδ(f) для данной эмульсии при различном содержании воды К (K₁=0%, К₂=10%, К₃=20%, К₄=30%, К₅=40%, К₆=50%). По кривым tgδ(f) для каждой эмульсии были определены частоты f_m, соответствующие максимальным значениям тангенса угла диэлектрических потерь tgδ_m. По полученным данным построена зависимость f_m(K) (фиг.2). По зависимости f_m(K) определили Ф=24%. После отслоения 24% воды к общему объему эмульсии заново исследовали зависимость tgδ(f), определили f_m1=18 МГц и подобрали эффективную частоту воздействия f_в1 из условия f_в1=f_m1=18 МГц.

Данное изобретение позволяет в промысловых условиях воздействием электромагнитного поля эффективно разрушить водонефтяные эмульсии и контролировать эффективность разрушения с учетом изменяющихся свойств эмульсий.