[go: up one dir, main page]

RU2745993C1 - Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions - Google Patents

Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions Download PDF

Info

Publication number
RU2745993C1
RU2745993C1 RU2020109818A RU2020109818A RU2745993C1 RU 2745993 C1 RU2745993 C1 RU 2745993C1 RU 2020109818 A RU2020109818 A RU 2020109818A RU 2020109818 A RU2020109818 A RU 2020109818A RU 2745993 C1 RU2745993 C1 RU 2745993C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
water
water emulsion
demulsifier
sent
Prior art date
Application number
RU2020109818A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Третьяков
Игорь Иванович Мазеин
Сергей Владимирович Меркушев
Андрей Владимирович Усенков
Павел Юрьевич Илюшин
Максим Игоревич Борисов
Иван Борисович Степаненко
Константин Витальевич Корнилов
Александр Викторович Лекомцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority to RU2020109818A priority Critical patent/RU2745993C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745993C1 publication Critical patent/RU2745993C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04—Breaking emulsions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/06—Separation of liquids from each other by electricity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/02—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with electrical or magnetic means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: oil-water emulsions.
SUBSTANCE: method for combined dewatering of stable oil-water emulsions is proposed, including ultrasonic action on an oil-water emulsion, where the frequency of ultrasonic action is selected depending on the size of water droplets in an oil-water emulsion: for drops that fall within the range of 15-20 microns - 50-44 kHz; for droplets that fall within the range of 30-40 microns - 32-22 kHz; for droplets that fall in the range of 60-80 microns - 18-12 kHz, after which the partially dehydrated water-oil emulsion is sent to the inlet of the heat-exchange device, before entering which a demulsifier reagent is fed into the oil-water emulsion, where the method contains magnetic treatment in a direction perpendicular to the flow of an oil-water emulsion by a pulsating non-uniform magnetic field to destroy the armor shells, at which a mixture of an oil-water emulsion heated to a temperature of 90-95°C with a non-ionic demulsifier is sent to a magnetic processing apparatus, processing it with a magnetic field of an optimal frequency of 0-50 Hz with a step of 5 Hz; at the same time, if the mixture of OWE (oil water emulsion) with a demulsifier, which has undergone ultrasonic and magnetic field treatment, satisfies the quality criteria, the volume fraction of water in oil is less than 0.5%, it is sent to the sedimentation tank of the field oil treatment plant unit (OTPU), while, if the treated OWE mixture with demulsifier does not meet the quality requirements of delivery pr wells, it is sent to a turbulizer, in which additional mixing is performed, after which it is sent back to the pipeline inlet to the installation, after which the process of combined dehydration of the oil-water emulsion is repeated. EFFECT: technical result is an increase in the degree of stratification of an oil-water emulsion.
1 cl, 1 tbl, 1 ex, 7 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий при промысловой подготовке нефти.The invention relates to the oil industry and can be used for dehydration of persistent oil-water emulsions during field treatment of oil.

Уровень техникиState of the art

Известна технология разрушения стойких водонефтяных эмульсий ультразвуковым методом (патент РФ 2698803, кл. МПК C10G 33/06, C10G 33/04, дата публ. 30.08.2019), заключающаяся в том, что водонефтяную эмульсию нагревают, вводят реагент деэмульгатор и воду, и, в зависимости от изменяющегося в процессе разрушения эмульсий размера преобладающего количества капель воды, последовательно изменяют частоту и удельную акустическую мощность ультразвукового воздействия. Недостатком известного способа является то, что для обезвоживания нефти требуется длительное отстаивание водонефтяной эмульсии после ультразвукового воздействия и невозможность обработки промежуточных слоев.Known technology for the destruction of persistent oil-water emulsions by the ultrasonic method (RF patent 2698803, class IPC C10G 33/06, C10G 33/04, published date 30.08.2019), which consists in the fact that the water-oil emulsion is heated, a demulsifier reagent and water are introduced, and , depending on the size of the predominant amount of water droplets changing during the destruction of emulsions, the frequency and specific acoustic power of ultrasonic action are sequentially changed. The disadvantage of this method is that oil dehydration requires long-term sedimentation of the oil-water emulsion after ultrasonic exposure and the impossibility of processing intermediate layers.

Известен способ разделения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия (патент РФ №2568980, МПК B01D 17/04, C02F 1/36, C10G 33/00, опубл. 20.11.2015), включающий обработку эмульсии ультразвуком, при этом предварительно определяют оптимальные частоты ультразвукового воздействия в зависимости от размера капель воды в эмульсии, позволяющие достичь минимальной доли воды в нефти, а обработку эмульсии проводят с изменением оптимальной частоты ультразвукового воздействия в зависимости от изменения размера капель воды в процессе обработки Недостатком известного способа является недостаточная степень подготовки стойкой водонефтяной эмульсии при длительном отстаивании после воздействия ультразвуком.A known method for separating an oil-water emulsion using ultrasonic action (RF patent No. 2568980, IPC B01D 17/04, C02F 1/36, C10G 33/00, publ. 20.11.2015), including processing the emulsion with ultrasound, while pre-determining the optimal frequencies of ultrasonic exposure depending on the size of water droplets in the emulsion, allowing to achieve a minimum proportion of water in oil, and the treatment of the emulsion is carried out with a change in the optimal frequency of ultrasonic exposure depending on the change in the size of water droplets during processing The disadvantage of this method is the insufficient degree of preparation of a stable oil-water emulsion for prolonged settling after exposure to ultrasound.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости (патент РФ №2238910, МПК C02F 1/48, C02F 103/34, опубл. 27.10.2004, содержащее корпус из диамагнитного материала и электромагнит, установленный снаружи корпуса в виде коаксиально размещенных обмоток, подключенных с учетом фаз, блоком питания и управления. Корпус внутри снабжен турбулизатором в виде неподвижных лопастных винтов из диамагнитного материала, которые размещены относительно друг друга в перевернутом положении. Снабжение корпуса турбулизатором создает вращательное движение жидкости внутри корпуса в разных направлениях и позволяет обеспечить эффективную обработку жидкости магнитным полем. Эффективная обработки жидкости может быть достигнута при многократном воздействии импульса переменного магнитного поля при максимально продолжительном воздействии каждого импульса. Недостатком данного способа является то, что для обезвоживания нефти требуется длительное отстаивание водонефтяной эмульсии после воздействия магнитной обработки.A device for magnetic treatment of liquids is known (RF patent No. 2238910, IPC C02F 1/48, C02F 103/34, publ. 27.10.2004, containing a housing made of a diamagnetic material and an electromagnet installed outside the housing in the form of coaxially placed windings connected taking into account the phases , a power supply and control unit. The housing is equipped with a turbulator in the form of fixed blade screws made of diamagnetic material, which are placed relative to each other in an inverted position. The supply of the housing with a turbulator creates a rotational movement of the liquid inside the housing in different directions and allows for effective treatment of the liquid by the magnetic field. liquid processing can be achieved by repeated exposure to an alternating magnetic field pulse with the maximum prolonged exposure to each pulse.The disadvantage of this method is that oil dehydration requires long-term sedimentation of the oil-water emulsion after exposure to magnetic treatment ...

Наиболее близким по достигаемому техническому результату является способ обработки пластовых флюидов (патент РФ №2272128, кл. МПК Е21В 43/34, B01D 17/00, B01D 19/00, дата публ. 20.03.2006), включающий магнитную обработку потока пластовых флюидов для коалесценции эмульгированных капель воды с последующим разрушением бронирующих оболочек на границе раздела фаз "нефть-вода" для дополнительного слияния капель воды. Магнитную обработку осуществляют в направленном перпендикулярно потоку флюидов пульсирующем неоднородном магнитном поле напряженностью Н=5-20 кА/м и градиентом напряженности магнитного поля dH/dr=2-5⋅106 А/м2 путем воздействия однополярно направленных постоянных точечных магнитов, а разрушение бронирующих оболочек осуществляют путем вибрационного воздействия с частотой колебания 10-100 Гц и амплитудой колебания 0,5-10 мм. Недостатком известного способа, принятого за прототип, является отсутствие нагрева обрабатываемой эмульсии и ее перемешивания, что приводит к недостаточной эффективности подготовки стойких водонефтяных эмульсий до товарных кондиций конечных продуктов.The closest in terms of the achieved technical result is a method for processing formation fluids (RF patent No. 2272128, class MPK E21B 43/34, B01D 17/00, B01D 19/00, published on 03/20/2006), including magnetic processing of the flow of formation fluids for coalescence of emulsified water droplets with subsequent destruction of the armor shells at the oil-water interface for additional merging of water droplets. Magnetic processing is carried out in a pulsating inhomogeneous magnetic field directed perpendicularly to the flow of fluids with a strength of H = 5-20 kA / m and a gradient of the magnetic field strength dH / dr = 2-5⋅106 A / m 2 by the action of unipolarly directed permanent point magnets, and the destruction of the armor shells are carried out by vibration action with a vibration frequency of 10-100 Hz and an vibration amplitude of 0.5-10 mm. The disadvantage of the known method, taken as a prototype, is the lack of heating of the processed emulsion and its mixing, which leads to insufficient efficiency of preparation of stable oil-water emulsions to the marketable condition of the final products.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей изобретения является доведение стойкой водонефтяной эмульсии до требований товарной нефти по ГОСТ Р 51858-2002 с содержанием остаточной воды в нефтяной фазе не более 0,5% и доведение качества пластовой воды до требований ОСТ.The objective of the invention is to bring a stable oil-water emulsion to the requirements of commercial oil in accordance with GOST R 51858-2002 with a residual water content in the oil phase of no more than 0.5% and to bring the quality of formation water to the requirements of OST.

Техническим результатом предлагаемого способа обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий является повышение степени расслоения водонефтяной эмульсии (далее-ВНЭ). Технический результат достигается благодаря тому, что водонефтяную эмульсию направляют в емкость накопления, в которой накопившуюся ВНЭ обрабатывают двумя диаметрально расположенными излучателями ультразвукового комплекса, выбирая частоту ультразвукового воздействия в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии: для размера капель 15-20 мкм необходима частота ультразвукового воздействия 50-44 кГц, для капель размером 30-40 мкм - 32-22 кГц, для капель размером 60-80 мкм - 18-12 кГц, после чего отстоявшуюся в емкости накопления воду направляют в дренажную линию по трубопроводу, а частично обезвоженную ВНЭ направляют на вход теплообменного устройства, перед входом в который в ВНЭ подают деэмульгатор неионогенного типа, после чего нагретую до температуры 90-95°С смесь ВНЭ с деэмульгатором направляют в аппарат магнитной обработки, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты 0-50 Гц с шагом 5 Гц, при этом, в случае, если продукция скважин не удовлетворяет требованиям качества сдачи после прохождения магнитной обработки и ультразвукового воздействия, поток ВНЭ турбулизируют с целью повышения однородности потока, после чего турбулизированный поток направляют на повторный цикл комбинированной обработки.The technical result of the proposed method for dehydration of persistent oil-water emulsions is to increase the degree of stratification of an oil-water emulsion (hereinafter referred to as VNE). The technical result is achieved due to the fact that the water-oil emulsion is directed into the storage tank, in which the accumulated VNE is processed by two diametrically located emitters of the ultrasonic complex, choosing the frequency of ultrasonic exposure depending on the size of water droplets in the water-oil emulsion: for a droplet size of 15-20 microns, the frequency of ultrasonic exposure to 50-44 kHz, for drops of 30-40 microns in size - 32-22 kHz, for drops of 60-80 microns in size - 18-12 kHz, after which the water settled in the storage tank is sent to the drain line through the pipeline, and partially dehydrated VNE is directed to the inlet of the heat exchanger, before entering the VNE, a demulsifier of a nonionic type is fed, after which the mixture of VNE with a demulsifier heated to a temperature of 90-95 ° C is sent to a magnetic processing apparatus, processing it with a magnetic field of the optimal frequency of 0-50 Hz with a step of 5 Hz, while, if the well production does not meet the requirements of After passing through the magnetic treatment and ultrasonic treatment, the VNE flow is turbulized in order to increase the flow homogeneity, after which the turbulized flow is directed to a repeated cycle of combined treatment.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На Фиг. 1 представлена схема установки комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий. На Фиг. 2 представлена схема излучателя ультразвукового комплекса. На Фиг. 3 представлен вид сверху излучателя ультразвукового комплекса. На Фиг. 4 представлена зависимость относительной амплитуды от частоты ультразвукового воздействия. На Фиг. 5 представлена схема аппарата магнитной обработки водонефтяной эмульсии. На Фиг. 6 представлена схема конструкции турбулизатора. На Фиг. 7 представлено поперечное сечение турбулизатора.FIG. 1 shows a diagram of the installation for combined dehydration of stable oil-water emulsions. FIG. 2 shows a diagram of the emitter of the ultrasonic complex. FIG. 3 shows a top view of the emitter of the ultrasonic complex. FIG. 4 shows the dependence of the relative amplitude on the frequency of ultrasonic exposure. FIG. 5 shows a diagram of an apparatus for magnetic treatment of an oil-water emulsion. FIG. 6 shows a diagram of the turbulator design. FIG. 7 shows a cross-section of the turbulator.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий (далее-ВНЭ) реализуют с помощью установки (Фиг. 1), включающей ультразвуковой комплекс 1, блок теплоснабжения 2, блок подачи деэмульгатора 3, аппарат магнитной обработки 4 и турбулизатор 5, гидравлически связанные между собой системой трубопроводов.The method of combined dehydration of stable water-oil emulsions (hereinafter referred to as VNE) is implemented using an installation (Fig. 1), which includes an ultrasonic complex 1, a heat supply unit 2, a demulsifier supply unit 3, a magnetic processing apparatus 4 and a turbulator 5, hydraulically interconnected by a pipeline system.

Система трубопроводов включает трубопровод 6 подвода исходной ВНЭ через фильтр 7, соединенный с входом в емкость 8 накопления ВНЭ, с установленным внутри нее ультразвуковым комплексом 1. Один из выходов емкости 8 накопления ВНЭ связан трубопроводом 9 с дренажной линией сброса воды. Другой выход емкости 8 накопления ВНЭ трубопроводом 10, насосом 11 и трубопроводом 12 связан с входом в теплообменное устройство 13 блока теплоснабжения 2.The pipeline system includes a pipeline 6 for supplying the initial VNE through a filter 7, connected to the inlet to the VNE storage tank 8, with an ultrasonic complex 1 installed inside it. One of the outputs of the VNE storage tank 8 is connected by a pipeline 9 with a drainage line of water discharge. Another outlet of the VNE storage tank 8 by pipeline 10, pump 11 and pipeline 12 is connected to the inlet to the heat exchanger 13 of the heat supply unit 2.

Блок теплоснабжения 2, кроме теплообменного устройства 13, включает также гидравлически связанные между собой емкость теплоносителя 14 с электронагревателями и насос 15 подачи теплоносителя в теплообменное устройство 13.The heat supply unit 2, in addition to the heat exchanger 13, also includes a coolant tank 14 hydraulically connected with each other with electric heaters and a pump 15 for supplying the coolant to the heat exchanger 13.

Блок подачи деэмульгатора неионогенного типа 3 включает емкость деэмульгатора 16, которая через дозировочный насос 17 трубопроводом 18 связана с трубопроводом 12 подачи ВНЭ перед входом в теплообменное устройство 13.The demulsifier supply unit of nonionic type 3 includes a demulsifier tank 16, which is connected through a metering pump 17 by a pipeline 18 to a pipeline 12 for supplying VNE before entering the heat exchanger 13.

Выход нагретой ВНЭ из теплообменного устройства 13 связан трубопроводом 19 с входом в аппарат магнитной обработки 4, выход из которого трубопроводом 20 связан с трубопроводом 21, один из отводов которого, через задвижку 22, связан с трубопроводом отвода готовой продукции на УППН. Другой отвод трубопровода 21 связан с входом турбулизатора 5, выход из которого связан трубопроводом 23 с трубопроводом 6 подвода исходной ВНЭ.The outlet of the heated VNE from the heat exchanger 13 is connected by a pipeline 19 with the inlet to the magnetic processing apparatus 4, the outlet from which is connected by a pipeline 20 to a pipeline 21, one of the branches of which, through a valve 22, is connected to the pipeline for the outlet of the finished product to the UPTP. Another branch of the pipeline 21 is connected to the inlet of the turbulizer 5, the outlet from which is connected by the pipeline 23 to the pipeline 6 for supplying the initial VNE.

Ультразвуковой комплекс 1 (Фиг. 2, 3) включает два излучателя 24, размещенные диаметрально в емкости 8 накопления ВНЭ. Основными элементами излучателя 24 является электроакустический преобразователь 25 пьезокерамического типа мощностью 1.8… 1.0 кВт, соединенный через согласующую вставку 26 волновой длины с излучающим волноводом мембранного типа 27 диаметром 425 мм. Мембрана имеет широкий спектр собственных резонансных частот в ультразвуковом диапазоне, что позволяет подключать к мембране преобразователи с различной частотой. Установка имеет следующие параметры: мощность 4 кВт, частоты 7…66 кГц, режим работы - импульсный, излучатели - на базе пьезокерамики. Результатом ультразвукового воздействия на ВНЭ является снижение стойкости бронирующих слоев для последующего бустерного воздействия термохимическими процессами (нагрев+подача деэмульгатора). Полученная зависимость относительной амплитуды от частоты ультразвукового воздействия представлена на Фиг. 4.The ultrasonic complex 1 (Fig. 2, 3) includes two emitters 24, placed diametrically in the reservoir 8 for accumulating VNE. The main elements of the emitter 24 are an electro-acoustic transducer 25 of the piezoceramic type with a power of 1.8 ... 1.0 kW, connected through a matching insert 26 of wavelength to a radiating membrane-type waveguide 27 with a diameter of 425 mm. The membrane has a wide spectrum of natural resonant frequencies in the ultrasonic range, which allows transducers with different frequencies to be connected to the membrane. The installation has the following parameters: power 4 kW, frequency 7 ... 66 kHz, operating mode - pulsed, emitters - based on piezoelectric ceramics. The result of ultrasonic action on VNE is a decrease in the resistance of the armor layers for the subsequent booster action by thermochemical processes (heating + supply of a demulsifier). The resulting dependence of the relative amplitude on the frequency of ultrasonic exposure is shown in Fig. four.

Аппарат магнитной обработки 4, выполненный в виде импульсной магнитной установки для обработки жидкости (ИМУ-1, производство ООО «Импульс», г. Санкт-Петербург) (Фиг. 5), включает выпрямитель сети 28, накопительную емкость 29, зарядно-разрядный модуль 30 с емкостными накопителями энергии, активный реактор 31 и систему управления модулем 32. Выпрямленное напряжение от выпрямителя сети 28 подают на накопительную емкость 29, выполняющую также функцию фильтрующей емкости, после чего энергия поступает на зарядно-разрядный модуль 30 с емкостными накопителями энергии. Управляющие сигналы направляют с системы управления модулем 32 на зарядно-разрядный модуль 30, где формируются импульсы различной частоты следования, подаваемые далее на активный реактор 31. Технические характеристики предлагаемого аппарата магнитной обработки ВНЭ представлены в Таблице 1.Magnetic processing apparatus 4, made in the form of a pulsed magnetic installation for liquid processing (IMU-1, manufactured by LLC "Impulse", St. Petersburg) (Fig. 5), includes a network rectifier 28, a storage capacity 29, a charge-discharge module 30 with capacitive energy storage, an active reactor 31 and a module control system 32. The rectified voltage from the rectifier of the network 28 is fed to the storage tank 29, which also serves as a filtering tank, after which the energy is supplied to the charge-discharge module 30 with capacitive energy storage. The control signals are sent from the control system of the module 32 to the charge-discharge module 30, where pulses of different repetition rates are formed, which are fed further to the active reactor 31. The technical characteristics of the proposed apparatus for magnetic processing of the VNE are presented in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Применение аппарата магнитной обработки также носит усиливающий характер основного седиментационного режима согласно закону Стокса, механизм которого основан на разнице плотностей дисперсионной среды и дисперсной фазы.The use of a magnetic treatment apparatus also has an intensifying character of the main sedimentation regime according to Stokes' law, the mechanism of which is based on the difference in the densities of the dispersion medium and the dispersed phase.

Турбулизатор 5 (Фиг. 6, 7) включает цилиндрический корпус 34 с раструбами 32 на обоих торцах, к которым концентрично приварены фланцы 35. Во внутреннем канале корпуса 34, вдоль его центральной оси, размещен длинномерный металлический короб 36, внутри которого крест-накрест установлены металлические плоские перегородки 37, предназначенные для создания местных сопротивлений и изменения траектории движения жидкости с целью интенсивного перемешивания проходящей через него ВНЭ.The turbulator 5 (Fig. 6, 7) includes a cylindrical body 34 with sockets 32 at both ends, to which flanges 35 are concentrically welded. In the inner channel of the body 34, along its central axis, there is a long metal box 36, inside which is crosswise installed metal flat partitions 37, designed to create local resistances and change the trajectory of fluid movement in order to intensively mix the VNE passing through it.

Способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий с использованием описанной выше установки реализуют следующим образом. Водонефтяную эмульсию (далее - ВНЭ) с плотностью порядка 930-970 кг/м3, вязкостью 25 мПа*с (при температуре 20С), с объемной долей воды 70-80%, содержанием солей порядка 57000-64000 мг/дм3, массовой долей мехпримесей порядка 1,5-1,9%, массовой концентрацией сульфида железа в нефтяной фазе 3900-7900 мг/дм3, направляют по трубопроводу 6 через фильтр 7 в емкость 8 накопления ВНЭ, в котором накопившуюся ВНЭ обрабатывают двумя диаметрально расположенными излучателями ультразвукового комплекса 1. Частоту ультразвукового воздействия выбирают в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии. Опытным путем получено, что для капель воды 15-20 мкм в водонефтяной эмульсии необходима частота ультразвукового воздействия 50-44 кГц, для капель 30-40 мкм - 32-22 кГц, для капель размером 60-80 мкм - 18-12 кГц, с интенсивностью не более 3 Вт/см2. Усредненные значения 18,22 и 44 кГц (Фиг. 4). Обработку ультразвуковым комплексом 1 проводят в течение 5-60 минут.The method of combined dewatering of stable oil-water emulsions using the above-described installation is implemented as follows. Oil-water emulsion (hereinafter - VNE) with a density of about 930-970 kg / m3, a viscosity of 25 mPa * s (at a temperature of 20C), with a volume fraction of water of 70-80%, a salt content of about 57000-64000 mg / dm3, a mass fraction of mechanical impurities about 1.5-1.9%, the mass concentration of iron sulfide in the oil phase is 3900-7900 mg / dm3, is directed through the pipeline 6 through the filter 7 into the tank 8 for accumulating VNE, in which the accumulated VNE is treated with two diametrically located transducers of the ultrasonic complex 1. The frequency of ultrasonic exposure is selected depending on the size of the water droplets in the oil-water emulsion. It was experimentally obtained that for water droplets 15-20 microns in an oil-water emulsion, an ultrasonic frequency of 50-44 kHz is required, for drops of 30-40 microns - 32-22 kHz, for drops of 60-80 microns in size - 18-12 kHz, s intensity no more than 3 W / cm 2 . Average values are 18.22 and 44 kHz (Fig. 4). The ultrasonic complex 1 treatment is carried out for 5-60 minutes.

После обработки ультразвуковым комплексом 1, отстоявшуюся в емкости накопления 8 воду направляют в дренажную линию по трубопроводу 9. Частично обезвоженную ВНЭ, по трубопроводу 10 через насос 11 направляют по трубопроводу 12 на вход теплообменного устройства 13. Перед входом в теплообменное устройство 13, в трубопровод 12 с ВНЭ, по трубопроводу 18 насосом 17 из емкости 16 подают деэмульгатор неиногенного типа с наилучшей эффективностью, подобранный по результатам лабораторных исследований. В теплообменном устройстве 13 производят нагрев смеси ВНЭ с деэмульгатором до температуры 90-95°С, направляя теплоноситель в теплообменное устройство 13 из емкости 14 насосом 15. Нагретую смесь по трубопроводу 19 направляют на вход аппарата магнитной обработки 4, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты (частота определяется опытным путем, значения 0-50 Гц с шагом 5 Гц).After treatment with the ultrasonic complex 1, the water settled in the storage tank 8 is sent to the drain line through the pipeline 9. The partially dehydrated VNE, through the pipeline 10 through the pump 11, is directed through the pipeline 12 to the inlet of the heat exchanger 13. Before entering the heat exchanger 13, into the pipeline 12 with VNE, through the pipeline 18 pump 17 from the tank 16 serves a demulsifier of non-ionic type with the best efficiency, selected according to the results of laboratory studies. In the heat exchanger 13, the mixture VNE with a demulsifier is heated to a temperature of 90-95 ° C, directing the coolant into the heat exchanger 13 from the tank 14 with a pump 15. The heated mixture is directed through the pipeline 19 to the inlet of the magnetic processing apparatus 4, processing it with a magnetic field of the optimal frequency ( the frequency is determined empirically, the values are 0-50 Hz with a step of 5 Hz).

В случае если прошедшая обработку ультразвуком и магнитным полем смесь ВНЭ с деэмульгатором удовлетворяет критериям качества (объемная доля воды в нефти менее 0,5%), ее направляют по трубопроводу 20 и задвижку 22 в отстойник установки промысловой подготовки нефти (УППН). Если обработанная смесь ВНЭ с деэмульгатором не удовлетворяет требованиям качества сдачи продукции скважин, по трубопроводу 21 ее направляют в турбулизатор 5, в котором производят дополнительное перемешивание, после чего по трубопроводу 23 направляют обратно в трубопровод 6 входа в установку, после чего процесс комбинированного обезвоживания водонефтяной эмульсии повторяют.If the mixture of VNE with a demulsifier, which has undergone treatment with ultrasound and a magnetic field, meets the quality criteria (volume fraction of water in oil is less than 0.5%), it is sent through pipeline 20 and gate valve 22 to the sedimentation tank of the oil field treatment unit (OTPU). If the treated mixture of VNE with a demulsifier does not meet the quality requirements for the delivery of well production, it is sent through pipeline 21 to turbulator 5, in which additional mixing is performed, and then through pipeline 23 it is sent back to pipeline 6 of the unit inlet, after which the process of combined dehydration of oil-water emulsion repeat.

Claims (1)

Способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий, включающий ультразвуковое воздействие на водонефтяную эмульсию, где частоту ультразвукового воздействия выбирают в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии: для капель, которые попадают в диапазон размером 15-20 мкм – 50-44 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 30-40 мкм – 32-22 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 60-80 мкм – 18-12 кГц, после чего частично обезвоженную водонефтяную эмульсию направляют на вход теплообменного устройства, перед входом в который в водонефтяную эмульсию подают реагент-деэмульгатор, отличающийся тем, что содержит магнитную обработку в направленном перпендикулярно потоку водонефтяной эмульсии пульсирующем неоднородном магнитном поле для разрушения бронирующих оболочек, при которой нагретую до температуры 90-95°С смесь водонефтяной эмульсии с деэмульгатором неионогенного типа направляют в аппарат магнитной обработки, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты 0-50 Гц с шагом 5 Гц, при этом, в случае, если прошедшая обработку ультразвуком и магнитным полем смесь ВНЭ с деэмульгатором удовлетворяет критериям качества, объемная доля воды в нефти менее 0,5%, ее направляют в отстойник установки промысловой подготовки нефти (УППН), при этом, если обработанная смесь ВНЭ с деэмульгатором не удовлетворяет требованиям качества сдачи продукции скважин, ее направляют в турбулизатор, в котором производят дополнительное перемешивание, после чего ее направляют обратно в трубопровод входа в установку, после чего процесс комбинированного обезвоживания водонефтяной эмульсии повторяют.A method of combined dehydration of stable oil-water emulsions, including ultrasonic action on a water-in-oil emulsion, where the frequency of ultrasonic action is selected depending on the size of water droplets in an oil-water emulsion: for droplets that fall within the range of 15-20 microns - 50-44 kHz; for drops that fall within the range of 30-40 microns - 32-22 kHz; for droplets that fall in the range of 60-80 microns - 18-12 kHz, after which the partially dehydrated water-oil emulsion is sent to the inlet of the heat exchanger, before entering into which a demulsifier reagent is fed into the oil-water emulsion, characterized in that it contains magnetic treatment in directed perpendicular to the flow of the oil-water emulsion, a pulsating non-uniform magnetic field to destroy the armor shells, at which the mixture of the oil-water emulsion heated to a temperature of 90-95 ° C with a nonionic demulsifier is directed into the magnetic processing apparatus, processing it with a magnetic field of the optimal frequency of 0-50 Hz in increments of 5 Hz, in this case, if the mixture of VNE with a demulsifier, which has undergone treatment with ultrasound and a magnetic field, satisfies the quality criteria, the volume fraction of water in oil is less than 0.5%, it is sent to the sedimentation tank of the field oil treatment unit (OTPU), while, if the processed VNE mixture with a demulsifier does not meet the quality requirements For the delivery of well products, it is sent to a turbulizer, in which additional mixing is performed, after which it is sent back to the pipeline inlet to the installation, after which the process of combined dehydration of the oil-water emulsion is repeated.
RU2020109818A 2020-03-05 2020-03-05 Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions RU2745993C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109818A RU2745993C1 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109818A RU2745993C1 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745993C1 true RU2745993C1 (en) 2021-04-05

Family

ID=75353337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020109818A RU2745993C1 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745993C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116621399A (en) * 2023-07-25 2023-08-22 北京石油化工学院 A high emulsification degree oil-containing alcohol-containing gas field produced water purification treatment device and process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160762C1 (en) * 2000-08-10 2000-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "БИГ-96" Crude oil dehydration and desalting process
RU2272128C1 (en) * 2004-07-21 2006-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" (ООО "Корпорация Уралтехнострой"-Российская Федерация) Formation fluid treatment method
EP1977806A2 (en) * 2007-03-07 2008-10-08 Petroleo Brasileiro S.A. Petrobras Method for the microwave treatment of water-in-oil emulsions
RU2698803C1 (en) * 2018-12-28 2019-08-30 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Technology of destruction of stable water-oil emulsions by ultrasonic method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160762C1 (en) * 2000-08-10 2000-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "БИГ-96" Crude oil dehydration and desalting process
RU2272128C1 (en) * 2004-07-21 2006-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" (ООО "Корпорация Уралтехнострой"-Российская Федерация) Formation fluid treatment method
EP1977806A2 (en) * 2007-03-07 2008-10-08 Petroleo Brasileiro S.A. Petrobras Method for the microwave treatment of water-in-oil emulsions
RU2698803C1 (en) * 2018-12-28 2019-08-30 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Technology of destruction of stable water-oil emulsions by ultrasonic method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОЛУБЕВ ИВАН АНДРЕЕВИЧ, ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: "ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТНО-ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ТЭК", стр. 153, 2014. ЖУРНАЛ: UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ, N12(69), БАДИКОВА АЛЬБИНА ДАРИСОВНА И ДР., "ОСОБЕННОСТИ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ", СТР. 71-75, 2019. *
ТАКАЕВА МАДИНА АТЛАЕВНА, ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: "СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ НЕФТЕЙ НА ГРОЗНЕНСКИХ НПЗ", стр. 189, 2018. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116621399A (en) * 2023-07-25 2023-08-22 北京石油化工学院 A high emulsification degree oil-containing alcohol-containing gas field produced water purification treatment device and process
CN116621399B (en) * 2023-07-25 2023-10-20 北京石油化工学院 A device and process for purifying produced water from oil-containing and alcohol-containing gas fields with high emulsification degree

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210362123A1 (en) Method and apparatus for conditioning fluids
Wang et al. Research on the static experiment of super heavy crude oil demulsification and dehydration using ultrasonic wave and audible sound wave at high temperatures
US20200102232A1 (en) Method and apparatus for conditioning fluids
Nii et al. Quantitative approach to ultrasonic emulsion separation
US9034187B2 (en) Apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns
EP0362233A1 (en) Process for separating the substances contained in a liquid and device for implementing the process
US20110284475A1 (en) Apparatus and Method for Treatment of a Contaminated Water-Based Fluid
CA2987851A1 (en) Systems and methods for processing fluids
Check Two-stage ultrasonic irradiation for dehydration and desalting of crude oil: a novel method
US3200567A (en) System for the sonic treatment of emulsions and for resolving the same into their constituent parts
US20150352561A1 (en) Method and Apparatus for Conditioning Fluids
US20140216937A1 (en) Method and Apparatus for Treating Fluid Columns
RU2745993C1 (en) Method for combined dehydration of stable oil-water emulsions
Eshmetov et al. INFLUENCE OF ULTRASONIC IMPACT ON OIL PREPARATION PROCESSES.
RU2196902C1 (en) Method of and plant for processing of diesel fuel
RU2536583C2 (en) Method of water-petroleum emulsion dehydration
RU2698803C1 (en) Technology of destruction of stable water-oil emulsions by ultrasonic method
CN217556126U (en) Skid-mounted ultrasonic demulsification and oil removal device
RU2600353C2 (en) Method of treating water and aqueous solutions and installation for its implementation
KR20020053699A (en) A swage treatment device in using ultrasonic wave
RU2403085C1 (en) Unltrasound flow reactor
RU2724745C1 (en) Method of ultrasonic dispersion of demulsifier in water-oil emulsion
RU2564256C1 (en) Method of dehydration of oil emulsions and device for its implementation
US3437581A (en) Electric emulsion treater for crude oil
RU2164436C1 (en) Device for treatment of water-oil emulsion