Open Library - открытая библиотека учебной информации. Коллоидная химия нефти


Коллоидно-химические свойства нефтей. Нефтяные дисперсные системы

из "Технология переработки нефти Часть1 Первичная переработка нефти"

Ранее упоминалось, что уже на стадии транспортировки нефтей необходимо учитывать коллоидно-дисперсные свойства смесей, возможность их расслоения на фазы во избежание образования тяжелых вязких осадков, затрудняющих их перекачку. [c.171] Тяжелые нефти, нефтяные остатки, а также такие продукты, как битумы, пеки, являются структурированными системами уже при обычных комнатных температурах. [c.171] Более легкие нефтепродукты, а также исходные нефти при изменении условий (например, понижении температуры) переходят в колло-идно-дисперсное состояние, приобретают характерные свойства, присущие нефтяным дисперсным системам. Изучение этих свойств дает возможность не только сопоставить нефти и нефтепродукты по этим показателям, но и разработать способы управления ими для интенсификации процессов транспортировки, хранения, переработки нефтяного сырья. [c.171] Еще в работах Л. Г. Гурвича (1920 г.) и М. М. Кусакова (1935 г.) нефти рассматривались как сложные коллоидно-дисперсные системы, физико-химические и коллоидные свойства которых переменны во времени и зависят от множества факторов — состава и свойств углеводородов, в которых в молекулярном или коллоидно-диспергированном виде распределены в различных соотношениях газообразные, жидкие и твердые низко- и высокомолекулярные и полярные поверхностно-активные компоненты. [c.171] Смешение компонентов, различающихся химической природой, введение в нефтяную систему ПАВ или других добавок вызывает изменение прежней структуры, что приводит к усилению синергизм) или, напротив, к ослаблению (антагонизм) эффекта воздействия на систему. [c.172] Большое влияние на развитие коллоидной химии нефти оказали идеи академика П. А. Ребиндера. Он писал Задача новой области знаний, объединяющих ряд проблем реологии, коллоидной химии, молекулярной физики, механики материалов и технологии их производств, состоит прежде всего в установлении механизма и закономерностей процесса образования, деформации и разрушения структур с целью управления этими процессами . [c.172] Основываясь на положениях, разработанных П. А. Ребиндером для оценки нелинейного поведения сложных коллоидных объектов, 3. И. Сюняев ввел понятия нефтяные дисперсные системы (НДС), сложные структурные единицы (ССЕ), экстремальное состояние и другие, которые вошли в научно-техническую литературу, посвященную исследованию нефтей и нефтепродуктов и процессам их переработки. [c.172] Дальнейшее изучение явлений, наблюдаемых в таких сложных объектах, какими являются нефтяные дисперсные системы, необходимо для разработки научного подхода к способам воздействия на них, достижения активного (экстремального) состояния и синергетического эффекта. Все это позволяет уже на стадии подготовки сырья влиять на результаты технологических процессов, а также получать товарные продукты улучшенного качества и создавать новые композиционные материалы с заранее заданными свойствами. Эти положения уже достаточно широко реализуются на практике. [c.172] У истоков коллоидной химии нефти стояли отечественные ученые Г. И. Фукс, Н. И. Черножуков, С. Р. Сергиенко, А. А. Петров, П. И. Санин и другие. Эта наука получила свое дальнейшее развитие в работах Ю. Н. Шехтера, И. Г. Фукса, Г. И. Шора и др. [c.172] Формирование дисперсной фазы в нефтяных системах обусловлено склонностью углеводородов и гетероатомных соединений (прежде всего высокомолекулярных) к физическим межмолекулярным взаимодействиям, вызванным в основном силами Ван-дер-Ваальса. При этом возникают структурные единицы — частицы дисперсной фазы, называемые ассоциатами, агрегатами, комплексами и др. Дисперсионная среда нефтяных дисперсных систем (НДС) состоит из находящихся в различных соотношениях низкомолекулярных соединений (НМС). В зависимости от совокупности внешних условий НМС могут находиться в составе дисперсионной среды или дисперсной фазы. Например, алканы входят в состав дисперсной фазы при низких температурах и в состав дисперсионной среды — при температурах, превышающих температуру кристаллизации. [c.173] Для н-пентана температура начала образования ассоциата ниже минус 60 °С, а для н-гексадекана составляет 80 °С. Число молекул в ассо-циате тем больше, чем ниже температура. В полигетерогенной НДС могут сосуществовать как частицы лиофобных нефтяных структур, так и мицеллы естественных (природных) ПАВ. [c.173] На границе раздела фаз формируются адсорбционно-сольватные слои за счет нескомпенсированной поверхностной энергии. Эти слои уменьшают межфазное натяжение и препятствуют коагуляции частиц дисперсной фазы. Совокупность ядра (надмолекулярной структуры) и адсорбционно-сольватного слоя составляет сложную структурную единицу (ССЕ). [c.173] Классификация и характеристика структурных единиц, а также типы нефтяных дисперсных систем приведены в работах 3. И. Сюняева, Ф. Г. Унгера, Р. 3. Сафиевой. [c.173]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Коллоидные свойства нефтей

с повышением их температуры кипения. Нефтяные остатки содержат много гетероатомных полярных компонентов, поэтому диэлектрическая проницаемость их выше, чем диэлектрическая проницаемость дистиллятных фракций, и увеличивается с повышением в них содержания смолисто-асфальтеновыхвеществ [94].

Поскольку нефть и ее фракции являются диэлектриками, они легко электризуются при перекачке, перемешивании, заполнении резервуаров. Возникший электрический заряд накапливается, если рассеивание его происходит медленно. Накопление заряда, как правило, происходит на границе раздела фаз. Явление электризации особенно важно учитывать при работе с топливными фракциями, так как при разрядах электрического заряда возможен взрыв или воспламенение паровоздушной смеси над топливом. В возникновении статического электричества определенную, но не решающую роль играет скорость перекачки и геометрические размеры труб [97], однако плотность заряда увеличивается в десятки раз, если топливо проходит через перегородки или имеет различные примеси [98, 99]. Для предупреждения электризации топлив в них вводят антистатические присадки. Механизм их действия см. [100], о предельно допустимой плотности зарядов для топлив — [101].

Удельная электропроводность нефтяных фракций изменяется в широких пределах. По этому показателю масляные фракции находятся между диэлектриками и полупроводниками. Масла также способны электризоваться [102, 103]. Механизм электропроводности масел подробно рассмотрен в обзоре [104]. Некоторые меры борьбы со статическим электричеством описаны в работе [105].

Рассмотренные выше свойства нефтей являются основными. Число физико-химическиххарактеристик нефтей значительно больше, что вызвано необходимостью разностороннего их описания, связанной со сложными проблемами добычи, транспортировки, переработки и применения нефтей и нефтепродуктов. Все многообразие свойств нефтей и их фракций в конечном счете является отражением структуры молекул компонентов нефтей, их сложного взаимодействия между собой и внешней средой. Эти признаки могут служить основанием для классификациифизико-химическихсвойств нефтяных фракций.

В настоящее время работы, посвященные изучению физико-химическихсвойств нефтей и фракций, в основном направлены на выявление, расширение и уточнение взаимных связей их параметров.

Сведения о физико-химическиххарактеристиках углеводородов можно найти в работах [106, 107, 108]. Расчет свойств нефтепродуктов с примерами хорошо освещен в работах [62, 81, 109]. Разработана автоматизированная система расчета теплофизических свойств углеводородов, их смесей, нефтей и нефтяных фракций (АВЕСТА) [110].

Поведение нефтей в большой степени определяется их состоянием — молекулярным или дисперсным. Поэтому большое влияние на развитие коллоидной химии нефти и нефтяных фракций оказали идеи акад. Ребиндера, высказанные им при исследовании дисперсных систем, в том числе и дисперсных систем нефтяного происхождения. Активному внедрению идей Ребиндера в теорию и практику химии нефти

studfiles.net

Нефть как коллоидный раствор - Справочник химика 21

    Изучение состояния асфальтово-смолистых веществ в нефтях и нефтепродуктах, произведенное в ГрозНИИ, показало, что высокомолекулярные составные части смол — асфальтены — образуют в нефтях коллоидные растворы. [c.54]

    Изучение состояния асфальто-смолистых веществ в нефтях и нефтяных остатках, произведенное в ГрозНИИ з, показало, что асфальтены образуют в нефтях коллоидные растворы и осаждение их петролейным эфиром следует рассматривать как явление свертывания коллоидов, [c.86]

    Значительную стойкость природным нефтяным эмульсиям придает обычно присутствующий в нефти эмульгатор, который адсорбируется на поверхности диспергированных частиц. Эмульгаторами для нефтяных эмульсий являются коллоидные растворы смолы, асфальтены, мыла нафтеновых кислот, а также тонко диспергированные глины, мелкий песок, суспензии металлов и др. Они обладают способностью прилипать к поверхности раздела двух фаз) эмульсии, образуя защитную броню глобулы. Эмульгаторы, которые способствуют образованию эмульсии масла в виде глобул в дисперсионной среде —воде (гидрофильные эмульгаторы), представляют собой коллоидные растворы веществ, активных в воде, т. е. растворяющихся или разбухающих в ней (например, щелочные мыла, белковые вещества, желатин). Вещества, растворимые в маслах (например, смолы, известковые мыла, окисленные нефтепродукты), носят названия гидрофобных, или олеофильных эмульгаторов. В этой эмульсии вода содержится в виде глобул, взвешенных в дисперсионной среде — нефти. [c.11]

    Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

    В зависимости от химического состава нефти и концентрации в ней асфальтенов они могут находиться в виде истинных или коллоидных растворов. В высоковязких нефтях асфальтены находятся в коллоидном состоянии. В этих системах асфальтены — дисперсная фаза, а углеводороды и смолы — дисперсионная среда. [c.9]

    Концентрирование асфальтенов на границе раздела нефть — порода может привести к тому, что в общем объеме нефти асфальтены будут находиться в истинном растворе, а в граничном слое — в виде коллоидного раствора. Концентрация асфальтенов, их химическая структура оказывают существенное влияние на физико-химические свойства граничного слоя и в первую очередь на его реологические свойства. [c.10]

    Вопрос об истинных значениях массы молекул асфальтенов, или об их молекулярном весе, имеет принципиальное научное значение для понимания важнейших физических свойств самых сложных по химическому составу и наиболее высокомолекуляр-ных по размерам молекул неуглеводородных составляющих нефти. Не менее важное значение имеет и знание истинных величин их молекулярных весов для решения вопроса о химической структуре и физическом строении этих твердых аморфных компонентов нефти. Неудивительно поэтому, что разработкой методов определения молекулярных весов асфальтенов и установлением связи между размерами их молекул и рядом фундаментальных физических их свойств, прежде всего реологическими свойствами и растворимостью, с образованием как истинных, так и коллоидных растворов, занимались многие исследователи на протяжении более 50 лет. Накоплен большой экспериментальный материал по изучению молекулярных весов смол и асфальтенов, выделенных из сырых нефтей, из тяжелых остатков продуктов переработки, из природных асфальтов. Если для нефтяных смол нет существенного расхождения в значениях молекулярных весов, полученных разными исследователями (обычно значения молекулярных весов лежат в пределах 400—1200), то для асфальтенов уже можно наблюдать большие расхождения. Данные, полученные различными методами, лежат в весьма широких пределах от 2000—3000 до 240 000—300000. Совершенно ясно, что самые низкие значения должны быть отнесены к собственно молекулам асфальтенов, т. е. истинным молекулярным их величинам. Значения же молекулярных весов в пределах от 10000 до 300 ООО соответствуют надмолекулярным частицам асфальтенов, т. е. ассоциатам молекул асфальтенов различной степени сложности. Значения молекулярных весов этих ассоциатов, или мицелл, зависят от многих факторов, но прежде всего от растворяющей способности и избирательности применяемых растворителей и концентрации асфальтенов в растворах. Весьма существенно на значениях найденных молекулярных весов частиц сказываются чистота и степень разделения по размерам молекул [c.69]

    Многие исследователи считали, что нефти и нефтяные про- дукты являются коллоидными растворами смолистых и асфальтовых веществ в углеводородах. Изучение состояния асфальто-смолистых веществ в нефтях и нефтяных остатках, проведенное ГрозНИИ [1], показало, что асфальтены находятся в нефти в коллоидно-растворенном состоянии, и осаждение их петролейным эфиром следует рассматривать как явление свертывания коллоидов. [c.87]

    Полученные тем или иным способом дисперсные системы обычно очищают от примесных молекул или ионов. Очищают также и дисперсные системы естественного происхождения (ла-тексы, сырую нефть, вакцины, сыворотки и др.). Среди методов очистки наиболее распространенным и важным является диализ, разработанный Грэмом. Для этой цели коллоидный раствор, подлежащий очистке, наливают в сосуд, который отделен мембраной от другого сосуда с чистой дисперсионной средой. В качестве полупроницаемой (проницаемой для молекул и ионов, но непроницаемой для частиц дисперсной фазы) мембраны применяют пергамент, целлофан, коллодий, керамические фильтры и другие тонкопористые материалы [3, с. 43]. В результате диффузии все растворимые молекулярные компоненты удаляются через мембрану во внешний раствор. Необходимый градиент концентрации поддерживают путем смены внешнего раствора. Очистка диализом длится обычно несколько суток повышение температуры способствует ускорению процесса, вследствие увеличения скорости диффузии. [c.24]

    Нефть представляет собой по отношению к асфальтенам смесь растворителей, лиофобных (метановые углеводороды и, возможно, нафтены) и лиофильных (ароматические углеводороды и, вероятно, тяжелые масла и особенно смолы). Поэтому легкие нефти, бедные ароматическими углеводородами, и их мазуты содержат в растворенном состоянии лишь ничтожное количество асфальтенов, небольшое количество их находится иногда еще во взвешенном, грубодисперсном состоянии. Напротив, тяжелые, богатые смолами, нефти и особенно их гудроны могут содержать значительное количество асфальтенов в виде устойчивого коллоидного раствора. Содержание асфальтенов в нефтях колеблется от нуля до нескольких процентов. Особенно богаты асфальтенами нефти восточных районов. [c.29]

    Время же коалесценции глобул воды в нефти во многом зависит от вязкости нефти. Большое противодействие коалесценции в этом случае оказывает наличие в нефти веществ, образующих на поверхности глобул адсорбционные слои, обладающие структурно-механическими свойствами. Эти вещества носят название эмульгаторов. Те из них, которые молекулярно растворены в углеводородах нефти, например смолы, образуют молекулярные слои на границе раздела фаз. Но обычно вместе с ними бывают растворены и другие кислородсодержащие вещества асфальтены, органические кислоты и т. д., придающие нефти свойства коллоидного раствора. Эти вещества более активны, чем смолы. Они подавляют адсорбцию последних и адсорбируются сами на границе раздела фаз нефть — вода, образуя коллоидно-адсорбционные слои, обладающие высокими структурно-механическими свойствами. Особенно прочные структуры образуют асфальтены. [c.92]

    Наибольший интерес среди высокомолекулярных веществ представляют асфальтены..Асфальтены весьма близки но элементарному составу и вероятно, по строению к нефтяным смолам, но отличаются от последних более высоким (в 2—3 раза) молекулярным весом Ц]. В зависимости от химической природы нефти и концентрации асфальтенов последние могут находиться в нефтях в виде истинных или коллоидных растворов. В этих коллоидных системах асфальтены являются дисперсной фазой, а углеводороды и смолы — дисперсионной средой. Состояние таких коллоидных систем зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются химическая природа и молекулярный вес углеводородов, смол и асфальтенов, входящих в состав нефти, концентрация асфальтенов, количественное соотношение углеводородов, смол и асфальтенов в системе [2, 31. [c.33]

    Значительную часть нефти составляют углеводороды - предельные h3 -г , нафтеновые (С Н2 ), ароматические (С Н2 2). Молекулярные массы углеводородов, входящих в состав нефти, самые разнообразные, как и их свойства. Основную массу составляют жидкие углеводороды. Но кроме них в нефти содержатся и твердые углеводороды - парафины. Парафины либо растворены в нефти, либо образуют коллоидный раствор или сравнительно грубую суспензию. Полностью в растворенном состоянии парафины находятся в пластовой нефти, когда пластовая температура выше температуры кристаллизации парафина. [c.2]

    Нефть как коллоидный раствор [c.5]

    Течение некоторых жидкостей (коллоидных растворов, нефтей с большим содержанием асфальтенов и парафинов, растворы полимеров и т.д.) не подчиняются закону Ньютона. Такие жидкости в реологии принято называть неньютоновскими или аномальными. [c.11]

    В смолисто-асфальтеновой фракции нефтей содержатся также элементарная сера, находящаяся в виде коллоидного раствора (до 1 % в нефти), сероводород, меркаптаны и т. п. [c.241]

    Асфальтены — это темно-бу( ые или черные порошки. Они не плавятся при нагреве, не растворимы в спирте и бензине, но легко растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде. Асфальтены содержаться, главным образом, в тяжелых нефтях в виде коллоидного раствора. По сравнению со смолами асфальтены содержат больше углерода и меньше водорода. Асфальтены являются веществами более высокой степени конденсации. Асфальтены и смолы, выделяемые из нефти, в условиях, исключающих изменения их состава и структуры, обозначаются термином нативные, а претерпевшие изменения или образовавшиеся в процессе технологической переработки нефти называются вторичными. [c.92]

    Квазипланарпая пли гроздевидная, а точнее пространственно не упорядоченная структура характерна для молекул асфальтенов пз нефтей, не подвергшихся существенным катагенным изме-непням из-за сравнительно небольшого возраста и/или залегания на малых глубинах. В основе таких молекул лежат от одного до нескольких ароматических ядер, содержащих в среднем не более трех-четырех сконденсированных бензольных колец каждое значительно выше роль в молекуле нафтеновых циклов и алифатических цепей. Такие асфальтены почти не отличаются от смол той же нефти по фрагмептно.му составу, построены из таких же углеводородных скелетов и гетероатомных функций в близких средних пропорциях, но обладают большими молекулярными массами и габаритами молекул. В зависимости от состава углеводородной части нефти (чаще всего нафтенового) эти асфальтены могут давать в ней как истинные, так и коллоидные растворы. [c.200]

    Как указьшалось выше, основным стабилизирующим фактором нефтяных эмульсий В/Н является прочный структурно-механический барьер вокруг глобул воды, образованный в результате адсор щи на межфазной поверхности гнщюфобных веществ - эмульгаторов и стабилизаторов, содержащихся в нефти преимущественно в виде коллоидного раствора - олеофильного золя или в виде выоокодиспергированных частиц. [c.22]

    Интересно отметить, что выделенные из нефти вещества обладают свойством обратимо коллоидно растворяться в нефти и нефтепродуктах. При помощи ультрацентрифугирования исследовано также влияние различных деэмульгаторов на коллоидно-диспергированные вещества - эмульгаторы. В выделенных коллоидно-диспергированных веществах спектрофотометрически определено содержание металлопорфи-риновых комплексов, обладающих довольно высокой поверхностной активностью и являющихся одним из компонентов эмульгаторов. Для эмульгаторов нефтяных эмульсий определены изотермы межфазного натяжения на границе вода - нефть (ромашкинская). Эмульгаторы растворяли в бензоле и различное количество раствора вносили в нефть. Изотермы межфазного поверхностного натяжения были определены и для диспергированных веществ, выделенных из той же нефти на ультрацент-рифуге с разделительной способностью 80 ООО. [c.30]

    Имеются основания считать, что эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий В/Н являются все вещества, содержащиеся в нефти в виде к(1нлоидного раствора или высокодисперсной суспензии. Это подтверждается тем, что если значительную часть эмульгаторов перевести из коллоидного раствора в истинный, то эмульгируемость нефти резко снизится. Так, если нефть, склонную к образованию устойчивых эмульсий, разбавить ароматическими углеводородами, то такая смесь уже не даст устойчивых эмульсий. Очевидно, это происходит потому, что асфальтены, смолистые вещества, порфирины, микрокристаллы парафина и церезина хорошо растворяются в ароматических углеводородах, образуя истинный раствор. Вещества же, образующие истинный раствор в нефти (например, нафтеновые кислоты), могут быть эмульгаторами только в том случае, если они вступают в реакцию с солями, содержащимися в эмульгированной воде, с образованием соединений, не растворимых в нефти. [c.20]

    В щелочных отходах, получающихся в результате обработки нефтяных дистиллятов или нефтей водными растворами щелочей п предстапляющих собой коллоидный раствор натриевых солей нафтеновых кислот и углеводородов, м(П ут содери аться и фенолы в том случае, если опи содерзкалпсь в исходном дистилляте. [c.458]

    Многие свойства асфальтов, тяжелых нефтей и нефтяных остат- ков объясняются склонностью асФяльтенов образовывать коллоидные растворы в смолах и некоторых углеводородах. Отдельные из этих положений, так же как и вз ЩГЖаркуссона [15] па химическую природу асфальтенов и смол, не потеряли своего значения II в настоящее время, хотя эти положения дают лишь чисто внешнюю, качественную характеристику свойств. За последние 30 лет мы не очень далеко продвииулись в познании химического строения и свойств смолисто-асфальтеновых веществ нефтей. [c.439]

    Асфальтены представляют собой наиболее высокомолекулярные вещества из всех выделенных до настоящего времени комнонентов нефтн. Это — гетероорганические соединения нефти, весьма близкие по элементарному составу и, вероятно, по строению, к нефтяным смолам, но отличаются от иоследних более высоким (в 2—3 раза) молекулярным весом. Асфальтены — твердые аморфные вещества, окрашенные в темный цвет — от темно-бурого до черного. В зависимости от химической ирироды нефти и концентрации асфальтенов последние могут находиться в нефтях в виде истинных или коллоидных растворов. [c.493]

    По всей вероятности, это объясняется двумя причинами сдвигом в благоприятную сторону отношения подвижностей фаз из-за снижения проницаемости в обводненной зоне н образования коллоидного раствора (загущенной, воды) и изменением структуры пористой среды, в частности, сокращением открытой пористости. Заметим, что из гидрофильной пористой среды при уменьшении порпстостп вытесняется преимущественно менее смачивающая фаза (нефть), [c.34]

    После прокачки трех иоровых объемов (п. о.) соленой воды предельный коэффициент нефтеотдачи (по отношению к первоначальному количеству нефти) оказался равным 61 %, что характеризует нефтеотдачу в условиях ненарушенного равновесия системы глина—пластовая вода. После этого в образец закачивалась дистиллированная вода, которая вступала в активное взаимодействие с монтмориллонитами. Замеры показали, что проницаемость образца резко уменьшилась до 0,005 мкм . После прокачки 1 п. о. дистиллированной воды КНО увеличился на 15,6%, Это объяснялось T iM, что при закачке дистиллированной воды вследствие отслаивания верхних слоев глинистых частиц в пористой среде образуется коллоидный раствор вяз- [c.34]

    Фазовое состояние, в котором находятся асфальтены, будет определяться природой нефти, количеством смолисто-асфальтеновых веществ, температурой системы [220]. В высокоароматизированной углеводородной среде, при небольшой концентрации асфальтенов сравнительно невысокой молекулярной массы образуется истинный раствор. Увеличение молекулярной массы и концентрации, снижение температуры и ароматично сти дисперсионной среды приводят к появлению ассоциатов и образуется термодинамически неустойчивая лиофобная система. Образуют ли выделившиеся асфальтены дисперсную фазу и коллоидный раствор или, агрегируясь, образуют самостоятельную псевдофазу [219] будет зависеть от концентрации и растворяющей способности смол, вязкости среды [218]. Смолистые фракции, играя роль поверхностно-активных веществ, образуют в ассоциате сольватный слой, так как они ориентированы к асфальтеновому ассоциату полярными фрагментами, а углеводородными к дисперсионной среде. Они представляют собой барьер, препятствующий укрупнению частиц. Устойчивость таких систем будет определяться толщиной сольватной оболочки. Неустойчивые системы стремятся к разделению фазы. Результатом этого может быть расслоение продукта в процессе хранения и компаундирования, при нагреве в змеевиках и др. [c.94]

    Асфальтены растворимы в бензоле, высших углеводородах нефти, в хлорорганических растворителях и в сероуглероде, но нерастворимы в легкокипящих метановых углеводородах, которыми осаждаются из растворов в маслах. Таким образом, асфальтены лиофильны по отношению к одной группе растворителей и лиофобпы — к другой. В лиофильных растворителях асфальтены сперва набухают, как каучук, затем диспергируются по всей массе растворителя, образуя коллоидный раствор. Возможно, что переменное содержание асфальтенов в нефтях связано с плохой растворимостью в метановых углеводородах и вообще большой физико-химической сложностью строения растворов асфальтенов. Во всяком случае нет никакой зависимости между типом нефти и содержанием в ней асфальтенов. Легкая грозненская нефть удельного веса 0,84 содержит до 1,5% асфальтенов, тогда как смолистая нефть с удельным весом около 0,90—0,95% только 0,5%. [c.150]

    Поскольку нефти содержат в тех или иных количествах асфальто-смолистые вещества, т. е. являются коллоидными растворами, то, следовательно, они обладают определенной величиной предельного напряжения разрушения но с/ вигу Р. Величина его при прочих равных условиях должна, очевидно, зависет-ь от времени старения раствора нефти. На рис. 49 приведена зависимость Рг от времени старения для трех нефтей. [c.108]

    Девликамов В. В. Взаимодействие нефти с растворами ПАВ и СО,/ Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов//Всесоюзная школа. Тез. докл.— Уфа.—1985.—С. 46—48. [c.386]

    Нефть представляет собой коллоидный раствор смеси неполярных и полярных молекул. Гидрофобизация поверхности породы, в основном, связывается с адсорбцией асфальтенов [1]. Асфальтовосмолистые вещества относятся к классу нейтральных полициклических соединений, содержащих кислород, серу или п то и другое. В химическом отношении смолистые вещества неа тивны, в то же время присутствие кислорода и серы придает им пол. рность, в силу чего эти вещества являются поверхностно-активными. [c.26]

    Возникновение электрических полей в нефтегазоводяной смеси изменяет дисперсность частиц в флюиде, что проявляется в изменении проницаемости за счет кольматации-декольматации поровых каналов твердыми частицами или газовыми микропузырьками и компенсирования капиллярного гистерезиса. Высокая чувствительность процессов коагуляции и пептизации к электрическим полям, возможно, является более важным фактором для фильтрации нефтегазоводяной смеси. Образование объемных зарядов порождает электрические поля, которые распространяются со скоростью света и изменяют условия движения флюида на далеких расстояниях от места первичного формирования, что может вызывать диспергирование нефти вдали от контакта нефть—закачиваемая вода ввиду сильной чувствительности коллоидных растворов к внешним воздействиям, а также возможной необратимости изменений, происходящих в таких системах под действием внешних факторов. [c.27]

    Нефтяные битумы в среде жидких углеводородов, содержащих некоторое количество ароматики, растворяются с образованием истинных растворов. Для получения коллоидных растворов необходимо наличие высокомолекулярных асфальтенов, образующихся при окислении. По имеющимся данным, температура размягчения окисленных битумов должна быть 130—160° С (но методу кольца и шара ) и ненетрация — 5—10, соответствующая переходу в хрупкое состояние, позволяющее измельчать битумы в тонкий порошок. Окисление осуществляют продуванием воздуха через расплавленный битум. При этом происходит последовательное укрупнение молекул. Масла частично переходят в смолы, а часть смол (растворимая в феноле фракция) образует асфальтены. Последние в процессе окисления и конденсации также укрупняются и частично дают карбены и карбоиды. Предпочтительным сырьем для получения окисленного битума являются гудроны асфальто-смолистых нефтей. Менее желательны крекинг-остатки и гудроны сернистых нефтей. [c.378]

    Исследования, выполненные авторами, свидетельствуют в пользу применения коллоидных растворов для селективной и глубокой изоляции пропластков повышенной проницаемости в слоисто-неодно-родном пласте с целью максимального снижения их участия в фильтрации воды, вытесняющей нефть, по всей длине фильтрационного пути в пористой среде. Механизм указанного воздействия связан с коагуляцией, образованием крупных нерастворимых агрегатов в больших порах и поровых каналах - с одной стороны, а с другой - с сорбцией дисперсной фазы на поверхности более мелких пор и поровых каналов. Указанный механизм выгодно отличается от жесткого тампонирования промытых зон и каналов при дискуссионности кольмати-рующего воздействия на нефтенасыщенные зоны и поровые каналы в известных до сих пор потокоотклоняющих технологиях МУН. [c.202]

    Девликамов В. В. Взаимодействие нефти с растворами ПАВ и СО2 // Тез. докл. Всесоюз. школы по проблемам коллоидной химии нефти и нефтепродуктов.— Уфа УНИ, 1985.— С. 46. [c.217]

    Нефтерастворимые деэмульгаторы образуют в нефти истинные или коллоидные растворы и почти совсем не растворяются в воде. В дренажную воду они переходят на 10 - 15%. К этим деэмульгаторам относятся дипроксамин 157, оксафоры 1107 и 43, прохинор 2258 и др. Характеристики этих деэмульгаторов приведены в табл. 7.2. [c.343]

chem21.info

Коллоидные свойства нефтей.

Химия Коллоидные свойства нефтей.

просмотров - 121

Поведение нефтей в большой степени зависит от их состояния: коллоидного или молекулярного. Использование методов коллоидной химии при изучении нефтяных дисперсных систем может дать обширную и комплексную информацию о влиянии технологических условий переработки нефтяного сырья на качество получаемых нефтепродуктов и эффективность технологических процессов, что имеет важное практическое значение.

При определœенном групповом составе и совокупности внешних факторов нефтяная дисперсная система имеет оптимальную структуру. Перевод нефтяных дисперсных систем в экстремальное состояние под действием совокупности внешних факторов - основа интенсификации нефтехимических производств.

Формирование дисперсной фазы в нефтяных системах обусловлено склонностью углеводородов к межмолекулярным взаимодействиям, которые проявляются при исследовании ряда свойств, в том числе и спектральных. Необходимость оценки межмолекулярных взаимодействий в многокомпонентных углеводородных системах требует разработки специальных способов их теоретического описания и экспериментальных методик. Согласно современному уровню представлений о межмолекулярных взаимодействиях их количественное описание возможно для двух молекул - кривая с минимумом. (рис).

В сложных по составу многокомпонентных нефтяных системах происходят коллективные взаимодействия молекул, теоретическое описание которых представляет пока неразрешимую задачу. Результат коллективного взаимодействия молекул низко- и высокомолекулярных соединœений в нефтяных системах описывается с помощью модельных представлений. Для обозначения структурного элемента нефтяных дисперсных систем принят термин структурная единица. Структурная единица представляет собой элемент структуры преимущественно сферической формы, способный к самостоятельному существованию. В составе сложной структурной единицы различают внутреннюю область (или ядро). Внутренняя область структурной единицы представлена кристаллитом, ассоциатом или пузырьком газовой фазы.

Исторически первая попытка описать структурную единицу принадлежит Пфейферу. Согласно его представлениям, ядро структурной единицы асфальтенов образовано высокомолекулярными полициклическими углеводородами и окружено компонентами с постепенно снижающейся степенью ароматичности. Энергетически выгодно обращение полярных групп (СООH, CO, OH, и др.) внутрь сложной структурной единицы, а углеводородных радикалов - наружу.

Согласно данным рентгеноструктурного анализа надмолекулярная структура асфальтенов состоит из 5-6 слоев полиядерных двумерных пластин общей толщиной 1,6 - 2,0 нм.

Асоциат и пузырек газовой фазы - лабильные образования, состав и размеры которых изменяются под воздействием внешних факторов.

Следствием образования ассоциатов различного размера и состава является отклонение системы от законов Рауля. ( при кипении с азеотропом, без азеотропа). В достаточно разбавленных асфальтенсодержащих системах размеры основной части колеблются в интервале от 0,1 до 1,0 мкм.

Методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей установлено, что коллоидная структура битумов состоит из набора частиц квазисферической формы с размерами от 2,3 - 3,0 до 20 - 40 нм. Причем частицы меньшего размера превалируют.

Формирование сольватных слоев определœенной толщины и строения вокруг надмолекулярных структур оказывает существенное влияние на структурно- механические свойства нефти. Межфазная граница становится неустойчивой при поверхностном натяжении порядка 10-1 дин/см. Стоит сказать, что для нефтяных дисперсных систем неустойчивость межфазной границы возрастает из-за воздействия следующих факторов:

1.Отдельные компоненты нефтяной системы представляют собой набор гомологов. Учитывая зависимость отстроения, длины цепи гомологи имеют различное поверхностное натяжение. Обладающие большей подвижностью и меньшим значением поверхностного натяжения гомологи концентрируются в межфазной области и облегчают процесс диспергирования при нагреве или действии механических напряжений.

2.Наличие в смеси естественных, а также введенных из вне в систему ПАВ приводит к их солюбилизации структурными единицами.

3.Обогащение межфазного слоя низкомолекулярным компонентом происходит из-за влияния искривления граничной поверхности раздела фаз.

Межфазная граница в нефтяных системах может быть двух типов: непроницаемой по отношению к ряду растворителœей и частично проницаемой. В первом случае на межфазной границе образуется адсорбционный слой, непосредственно примыкающий к кристаллиту, и граничный слой, включающий в себя адсорбционный, свойства которого в результате влияния поверхностных сил отличаются от объемного слоя. При рассмотрении нефтяных смесей с дисперсной фазой в виде ассоциатов следует, по-видимому, считать, что сольватный слой на границе раздела фаз возникает как результат адсорбционного взаимодействия и локальной диффузии ее компонентов, что обусловлено их различной склонностью к межмолекулярным взаимодействиям.

Впервые понятие о сольватном слое асфальтеновых частиц ввел Нейман. Образование межфазных слоев в асфальтенсодержащих системах определяется природой и адсорбционными свойствами асфальтенов. Все асфальтены обладают низкой адссорбционной способностью по отношению к алканам. С увеличением степени ароматичности асфальтенов повышается их адсорбционная способность к аренам и гетероциклическим соединœениям.

Характеристики поверхностных слоев в битумах зависят от полярности образующих ихз компонентов.

Асссоциаты различного строения являются структурными элементами алкансодержащих дисперий, топливных и масляных фракций, нефтяных остатков. Высокомолекулярные нормальные алканы начиная с гексадекана, в обычных условиях являются твердыми веществам. По мере понижения температуры из нефти выделяется всœе большее число алканов. Благода действию адсорбционных сил часть жидкой фазы ориентируется вокруг надмолекулярных структур и образует сольватные оболочки различной толщины.

Сцепление кристаллов приводит к возникновению пространственной гелœеобразной структуры, в ячейках которой иммобилизована часть дисперсной среды. Установлено стабилизирующее действие смсолисто-асфальтеновых веществ на устойчивость дисперсий алканов.

Исторически первыми среди объектов нефтяного происхождения , подвергнутыми изучению с точки зрения их коллоидно-дисперсного строения были остаточные фракции нефти - битумы. Впервые экспериментально была обнаружена коллоидная природа битумов в 1927 ᴦ. Неллештейном, наблюдавшим конус Тиндаля и броуновское движение суспендированных частиц в бензольных растворах битумов. Им была предложена коллоидная теория строения битумов.

Мало изучены коллоидно-химические процессы образования эмульсий в многокопонентных нефтяных системах с ограниченно растворяющимися компонентами. Современные физические теории предлагают новые способы описания образования различных структур вещества. Рассмотрим на качественном уровне применение теоретических подходов к описанию НДС.

Термодинамический подход к строению НДС предполагает интуитивно положение о равновесности системы. При этом нефтяные системы неравновесны, в связи с этим крайне важно привлекать к описанию другие подходы.

В последние годы бурно развиваются синœергетика- изучающая поведение открытых систем (обменивающизся с окружающей средой энергией и веществом - массой).. В таких системах самопроизвольно протекают процессы самоорганизации- самопроизвольного образования неравновесных динамических структур. Постоянно происходит обмен веществом и энергией между окружающей средой и системой. (К примеру формировании дисперсий в условиях испарения наиболее летучих компонентов или окисления углеводородных материалов). Можно говорить о самосогласованном коллективном поведении ансамбля частиц.

Фрактальные структуры. Весьма полезным может явится использование фрактальной теории, возникшей на стыке физики неупорядоченных частиц, физической химии, моделирования и программирования.

Основатель фрактальной теории профессор Гарвардского университета Мандельброт писал: «Я ввел новую геометрию природы и применил ее в разных не связанных друг с другом областях. Она описывает многие нерегулярные и фрагментарные структуры вокруг нас. Семейство этих форм я назвал фракталами». К фракталам относятся и коллоиды, пористые среды, катализаторы, береговые линии материков и государств. Примером могут служить фигуры фрактального характера, возникающие при вытеснении из пор более вязкой жидкости менее вязкой.

Важнейшие свойства фракталов можно продемонстрировать на примере кривой Коха. Алгоритм построения кривой Коха выглядит следующим образом. Отрезок единичной длины делится на три равных отрезка. Средний отрезок выбрасывается и заменяется ломаной, состоящей из двух отрезков длиной 1/3. Далее алгоритм повторяется вновь применительно к каждому отрезку. Общая длина такой ломаной апроксимируется соотношением: L= a(R/a)D, где а -масштаб, R- расстояние между двумя измеряемыми точками по прямой, D -показатель степени. Для описания алгоритма D= ln4/ln3. Данная линия и представляет собой фрактал. Фрактальные объекты характеризуютмся некоторыми свойствами - подобия, масштабная инвариантность или кейлинг (scale - масштаб) в неупорядоченных системах означает, что независимо от масштаба измерения система проявляет одинаковые свойства, которые бывают описаны некоторыми показателями, к примеру фрактальной размерностью. Идея скейлинга лежит в основе моделœей фрактального роста кластеров.

В физических системах фрактальными кластерами принято называть структуры, которые образуются в результате ассоциации при диффузионном движении частиц. Такие кластеры имеют характерную ветвистую структуру. Свойства кластеров определяют фрактальной размерностью. К примеру , средняя плотность частиц в кластере по мере удаления от его центра к периферии определяется как

r® = const/rD-d, а масса кластера - М » rD.

Недавно к семейству фрактальных структур на основе независимых измерений фрактальных параметров причислены асфальтеновые частицы. Предпринимаются попытки иерархического описания нефтяных систем.

Читайте также

  • - Коллоидные свойства нефтей.

    Поведение нефтей в большой степени зависит от их состояния: коллоидного или молекулярного. Использование методов коллоидной химии при изучении нефтяных дисперсных систем может дать обширную и комплексную информацию о влиянии технологических условий переработки... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Коллоидно-химические свойства нефтей. Нефтяные дисперсные системы

        Коллоидно-химические свойства нефтей. Нефтяные дисперсные системы [c.171]

        Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

        Особое внимание следует обратить на изучение коллоидных свойств высокомолекулярных компонентов нефти на примерах тяжелых высокосмолистых нефтей, природных асфальтов, тяжелых нефтяных остатков и искусственно приготовленных коллоидных систем, в которых асфальтены будут служить дисперсной фазой, а высокомолекулярные ароматические углеводороды и нефтяные смолы — дисперсионной средой, при различных соотношениях, компонентов в коллоидной системе. Необходимо также интенсивно изучать поверхностно-активные и адсорбционные свойства асфальтенов, выяснить зависимости этих свойств от качества и количества полярных структурных звеньев в составе их молекул и от химической природы нефтей, из которых они выделены. [c.108]

        Природная нефть - жидкость темно-коричневого или черного цвета. При температуре 15 - 20°С большинство нефтей - подвижные жидкости. С генетической точки зрения нефть - обособившиеся в самостоятельные скопления подвижные жидкие продукты преобразования РОВ в зоне катагенеза. В химическом отношении нефть - сложная смесь углеводородных и смолисто-асфальтеновых (преимущественно сера-, кислород-, и азотсодержащих) соединений. Основными компонентами нефтей являются парафиновые, нафтеновые и ароматические УВ. В процессе перегонки нефть разделяют на следующие фракции, °С бензин н. к.—190, керосин 190—260, дизельное топливо 260—360, тяжелый газойль и смазочные масла 360—530, остаток > 530. Температуры кипения фракций могут меняться в зависимости от технологической схемы перегонки. В физическом отношении нефть - коллоидно-дисперсная сложноорганизованная система. В воде нефть практически нерастворима, но может образовывать с водой стойкие эмульсии. В пластовых условиях в коллекторах природные нефтяные системы представляют собой углеводородные жидкости, всегда содержащие растворенные газообразные компоненты. Наличие в нефти значительных количеств растворенного газа резко изменяет ее свойства. [c.9]

        Попытки применения коллоидно-химических представлений для описания нефтяных систем были сделаны достаточно давно. Была выдвинута концепция строения нефтей и нефтепродуктов, согласно которой они при определенных условиях представляют собой нефтяные дисперсные системы и характеризуются совокупностью свойств, присущих коллоидным объектам. Однако особенностям коллоидного поведения нефтяных систем уделялось недостаточное внимание как в теоретическом, так и в практическом аспектах, что было связано с целым рядом объективных причин, и в первую очередь с тем, что исследованию подвергались преимущественно объемные свойства нефтепродуктов, получаемых из относительно легких неструктурирую-щихся нефтей. [c.33]

        Между дисперсностью и макроскопическими свойствами нефтяной дисперсной системы существует связь, выражаемая полиэкстремальными зависимостями (рис. 3.2). Такие зависимости позволяют подбирать оптимальные сочетания внешних воздействий для целенаправленного изменения коллоидно-химических и реологических свойств нефтей. [c.50]

        Свободнодисперсные системы (СДС) относятся к наиболее изученным объектам коллоидной химии. Научные основы фнзикохимии СДС и связанных с ними поверхностных явлений изложены в классических и современных курсах коллоидной химии [171...174] и других фундаментальных работах [175,176]. Однако развитие науки и техники требует формирования научных основ прикладных ответвлений коллоидной химии, от чего в значительной мере зависит решение проблем интенсификации промышленности и создания новых материалов. Хотя нефтяные системы давно изучаются коллоидной химией, комплексный и целенаправленный характер в аспекте формирования коллоидной химии и физико-химической механики нефти и нефтепродуктов эти исследования приобрели сравнительно недавно [34,51,177,178]. На данном этапе развития коллоидной химии НДС важно не только теоретическое и экспериментальное исследование основных ее проблем, но и анализ и обобщение результатов исследований состава, структуры, свойств и технологии получения нефтяных систем, выполненных с использованием методов химии и химической технологии переработки нефти и газа, с позиций коллоидной химии и физико-химической механики дисперсных систем. Это способствовало бы развитию коллоидной химии нефти и нефтепродуктов и получению новой научной информации при меньших материальных и духовных затратах. [c.85]

        Исходя из теории образования нефти как результата длительных превращений органических остатков, основную часть нефти составляют углеводороды различного строения. Однако выходящая на поверхность нефть выносит с собой попутный газ, воду и механические частицы песка, горной породы и т. д. Количество этих компонентов для различных месторождений различно. Эти компоненты нерастворимы, олеофобны и образуют дисперсную систему, которая подвергается разделению. Но и после отделения нерастворимых компонентов, согласно химической природе самой нефти, она не является молекулярным раствором, или ньютоновской жидкостью. Наличие в нефти гетероатомных соединений, а также высокомолекулярных соединений, большинство которых содержат серу, азот, кислород и металлы, сообщает нефти, нефтяным фракциям и остаткам специфические свойства, присущие коллоидным и дисперсным системам. В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы такие системы могут быть как ультрагетерогенными (размер частиц от 1 до 100 нм), так и грубодисперсными (размер частиц > 10 ООО нм). [c.28]

    chem21.info

    Коллоидная Химия в процессах извлечения нефти из пласта Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

    щения пор пласта, либо даже пласты и пропластки, находящиеся в теле залежи и полностью промытые водой. Это может иметь решающее значение при разработке ПБ. Поэтому подход ВВН и ПБ к их извлечению должен также быть различным. Очевидно, что освоение ПБ потребует существенно отличных от ВВН технологий.

    Освоение современных систем разработки с применением заводнения явилось подлинным триумфом в создании научных основ разработки нефтяных месторождений с повышением нефтеизвлечения в 3 - 5 раз, против ранее принятых естественных природных режимов эксплуатации. Для этого потребовалось несколько десятков лет. Вот такой же путь, но гораздо быстрее, нам предстоит проделать по освоению ресурсов ПБ РТ.

    В настоящее время необходимо, обобщив все результаты проведенных работ, дать детальную типизацию залежей ПБ и заложить теоретические основы разработки залежей ПБ внутрипластовыми (скважинными методами) применительно к разнообразным геолого-физическим условиям их залегания и дать научное обоснование практического освоения залежей ПБ РТ. Показатели освоения залежи ПБ в РТ приведены на рис. 7.

    Одновременно, учитывая большие успехи разработки Ярегского месторождения тяжелой нефти в Республике Коми рудничными методами, научно обосновать проведение широких ОПР по шахтной разработке определенной части ресурсов ПБ.

    Для того чтобы нефтеотдача не снижалась, необходимо также применение современных, более эффективных МУН. Раньше в РТ выделялись средства на разработку МУН из внебюджетного фонда ВМСБ. Кроме того, в 1995 - 2000 гг. РТ в рамках своих полномочий применяла широкое налоговое стимулирование внедрения третичных МУН, в результате чего за счет них нефтеотдача увеличилась в 7 раз. Но с 2001 г. Федеральным законом этих полномочий регионы были лишены и в настоящее время применение МУН не стимулируется. Сегодня внедрение МУН требует привлечения частных инвестиций со стороны нефтяных компаний. Они могут быть предоставлены недропользователями при условии, что государство гарантирует им получение оптимальной прибыли на вложенный капитал. Пока действующее законодательство таких гарантий не устанавливает. Необходимое стимулирование можно дать в виде поправок к действующему закону «О недрах», или Налоговому кодексу РФ, или же все ОПР по МУН необходимо финансировать государству.

    При изменении подхода к вопросам нефтеотдачи и стимулировании работ по повышению КИН в России можно добиться обеспечения реального прироста запасов за счет увеличения КИН как на новых, так и на действующих месторождениях.

    Литература

    Изотов В.Г., Ситдикова Л.М. Нетрадиционные коллектора Вол-го-Уральской Нефтегазоносной провинции. Сб. ТЭК России — основа процветания страны. С.Петербург: Недра. 2004. 395-398.

    Муслимов Р.Х. Современныге методы повыгшения нефтеизвлечения: проектирование, оптимизация и оценка эффективности. Казань: Изд-во «Фэн» АН РТ. 2005.

    Муслимов Р.Х. и др. Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения. М. ВНИИОЭНГ. 1995.

    Сахипгареев Р.С., Славин В.И. Необратимые деформации горных пород при испытании скважин. Геология нефти и газа. №5. 1991. 37-40.

    Казань: Изд-во «Фэн», 2006. - 156 с.

    АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

    Коллоидная химия в процессах извлечения нефти из пласта

    Р.Х. Муслимов, Д.А. Шапошников

    В книге дано введение в курс коллоидной химии и изложены современные научные представления о строении и свойствах нефтяного пласта и пластовых флюидов с позиций коллоидной химии. Рассмотрены основные стадии нефтевытеснения при заводнении пласта. Представлены основные методы увеличения нефтевытеснения; с позиций коллоидной химии рассмотрены механизмы повышения нефтевытеснения при полимерном заводнении и применении поверхностно-активных веществ. Отражены некоторые наиболее эффективные физико-химические технологии повышения нефтеотдачи: полимерные, с применением ПАВ и комплексные. Книга предназначена для студентов нефтяных специальностей, геологов, химиков, технологов нефтегазодобывающих управлений, специалистов в области повышения извлечения нефти из пластов специализированных организаций.

    ISBN 5-9690-0050-7

    Казань: Изд-во «Фэн», 2007. - 247 с.

    АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

    Геофизические методы ПОИСКОВ и разведки месторождений природных битумов Республике Татарстан

    Р.С. Хисамов, М.Я. Боровский, Н.С. Гатиятуллин

    В монографии отражены современное состояние и перспективы развития геофизических исследований на природные битумы. При рекомендуемых авторами последовательности проведения работ, видах и методах исследования решаются принципиальные задачи прогнозирования, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Выявлены аномальные геофизические эффекты, обусловленные особенностями строения природных резервуаров. Рассмотрены геологические факторы, влияющие на разработку залежей пермских битумов. Предложена технология геофизических исследований, обеспечивающая возможность снижения объемов капиталоемких видов работ на различных этапах и стадиях геологоразведочного процесса на нетрадиционные источники углеводородного сырья.

    Издание предназначено для широкого круга ученых и специалистов., -евязанных-с-проблемами освоения месторождений горючих ископаемых.-——

    !8ВЫ 5-9690-0088-4 7

    килг офу*лн х /■мня В ПРОЦЕССАХ ИЗЄЛЕ -ЕНМЇ ИЄ *7И МЭ ПЛАСТА

    ^научно-технический журнал ^я

    3 (22) 2007 ГеоресурсЫ ЖЩ

    cyberleninka.ru

    Нефть как коллоидный раствор

    Механика Нефть как коллоидный раствор

    Количество просмотров публикации Нефть как коллоидный раствор - 233

     Наименование параметра  Значение
    Тема статьи: Нефть как коллоидный раствор
    Рубрика (тематическая категория) Механика

    Коллоидные свойства нефти могут придавать парафины и асфальтены. Парафинами нефтяники называют смесь метановых углеводородов с молекулярной массой от 240 и выше. В зависимости от молекулярной массы меняется и температура плавления углеводородов. Выделенный из нефти парафин имеет температуру плавления близкую к 50ºС.

    Парафин в нефтях бывает в разных количествах – от долей массовых процентов до 20 % и даже больше – у нефтей месторождения Узень. Растворимость парафина в нефти зависит от содержания в нефти легких углеводородов, от температуры и давления. С дегазацией нефти, по мере ухода из нее углеводородов от этана до пентана, растворимость парафина заметно уменьшается.

    Сильно влияет на растворимость парафина в нефти температура. Со снижением температуры растворимость парафина уменьшается и при достижении температуры насыщения или кристаллизации парафин выделяется из раствора в виде мельчайших частиц коллоидных размеров. Давление сравнительно слабо влияет на растворимость парафина. Снижение давления несколько улучшает растворимость парафина в нефти. С увеличением давления растворимость парафина в нефти несколько уменьшается.

    Молекула высокомолекулярного парафинового углеводорода похожа на зигзагообразную нить. При температуре выше температуры насыщения нефти парафином ᴇᴦο молекулы похожи на закрученные в клубок нити. Данные клубки нитей очень слабо взаимодействуют. Но со снижением температуры ʼʼклубокʼʼ - молекула парафина постепенно раскручивается. Удлиненные молекулы сильнее взаимодействуют друг с другом. Дальнейшее понижение температуры приводит к слипанию отдельных молекул, к образованию пространственной сетки. Нефть, содержащая такие укрупненные молекулы парафина, становится структурированной коллоидной системой. Из-за теплового движения молекул нефти структура разрушается, но тут же вновь восстанавливается. В целом, при данной температуре парафинистая нефть является структурированной системой с определенной степенью прочности структуры. Снижение температуры приводит к упрочнению структуры. Повышение температуры, наоборот, увеличивает степень разрушения структуры, уменьшает её прочность.

    Начальная пластовая температура нефтяных залежей, как правило, выше температуры кристаллизации парафина. Следовательно, парафин в нефти образует истинные растворы, пока пластовая температура не понизится, например, из-за закачки в пласт холодной воды для поддержания пластового давления.

    В отличие от парафина асфальтены образуют коллоидные растворы в нефти при пластовой и даже более высокой температуре.

    Как показали наблюдения с помощью электронного микроскопа, а также опыты по центрифугированию нефти, диспергированные в последней асфальтены представляют из себячастицы размером от 4·10-6 мм и выше. Частицы асфальтенов окружены сольватными слоями, состоящими из молекул углеводородов. Сольватные слои препятствуют слипанию и укрупнению частиц асфальтенов. Следовательно, нефть представляет собой лиофильную коллоидную систему. Как и все коллоидные системы, дисперсия асфальтенов нефти не является агрегативно устойчивой. При изменении условий частицы асфальтенов могут слипаться, образуя более крупные агрегаты вплоть до полной коагуляции и выпадения в осадок. Толщина сольватного слоя вокруг частиц асфальтенов сильно зависит от состава дисперсной среды. При большом содержании в нефти смол и ароматических углеводородов толщина слоя наибольшая. При добавлении в нефть предельных углеводородов толщина сольватного слоя быстро уменьшается и при некоторой концентрации в нефти таких предельных углеводородов асфальтены коагулируют и выпадают в осадок. Этим пользуются для выделения из нефти асфальтенов с целью определения содержания их в нефти. Для высаживания асфальтенов в нефть добавляют петролейный эфир, представляющий смесь пентана и гексана. Замечено, что коагуляция асфальтенов начинается уже при добавлении в нефть петролейного эфира в количестве 1˸1.

    Нефть как коллоидный раствор - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Нефть как коллоидный раствор" 2014, 2015-2016.

    referatwork.ru