آبگیری از آب تولیدی توسط دمولسیفایر

افزودنی امولسیون‌زدا برای نفت خام یکی از عوامل شیمیایی اصلی در تصفیه سیالات تولیدی در استخراج نفت و گاز است. 

عملکرد کلیدی آنها مختل کردن امولسیون‌های پایدار نفت-آب در سیالات تولیدی، امکان جداسازی کارآمد نفت و آب و ایجاد پایه برای جمع‌آوری و حمل و نقل نفت خام، پالایش و تصفیه فاضلاب مطابق با الزامات مربوطه است. 

توضیحات زیر از جنبه‌های پیشینه کاربرد، مکانیسم عمل، سناریوهای خاص و نکات کلیدی ارائه شده است: 

۱. پیشینه کاربرد آبگیری با استفاده از دمولسیفایر در آب تولیدی: تشکیل و خطرات امولسیون‌ها در سیالات تولیدی در طول استخراج نفت و گاز، نفت خام تحت تأثیر فشار بالا، برش و هم زدن با آب سازند و آب تزریقی (مانند تزریق آب و محلول‌های پلیمری در بازیابی ثانویه/سوم نفت) مخلوط می‌شود. در همین حال، امولسیفایرهای طبیعی موجود در سازند (مانند آسفالتین‌ها، رزین‌ها، پارافین، ذرات رس و غیره) در سطح مشترک نفت-آب جذب می‌شوند و امولسیون‌های پایدار (معمولاً آب در نفت (W/O) یا نفت در آب (O/W) یا امولسیون‌های پیچیده) را تشکیل می‌دهند. 

این امولسیون‌های پایدار می‌توانند مشکلات زیر را ایجاد کنند: افزایش میزان آب نفت خام که مصرف انرژی حمل و نقل را افزایش می‌دهد (وجود آب باعث افزایش ویسکوزیته و چگالی می‌شود). در پالایش بعدی، آب می‌تواند منجر به خوردگی تجهیزات و مسمومیت کاتالیزور شود. اگر فاضلاب روغنی مستقیماً تخلیه شود، محیط زیست را آلوده کرده و منجر به هدر رفتن منابع نفتی می‌شود. پایداری بالای امولسیون می‌تواند خطوط لوله و تجهیزات را مسدود کند و بر راندمان استخراج تأثیر بگذارد. 

۲. مکانیسم عمل افزودنی دمولسیفایر برای نفت خام.

افزودنی‌های امولسیون‌زدا برای نفت خام، پایداری امولسیون‌ها را مختل کرده و جداسازی نفت از آب را از طریق روش‌های زیر افزایش می‌دهند: 

۱) جذب رقابتی در سطح مشترک: مولکول‌های افزودنی‌های امولسیون‌زدا برای عوامل نفت خام (مانند پلی‌اترها و آمین‌ها) نسبت به امولسیفایرهای طبیعی، بیشتر در سطح مشترک نفت-آب جذب می‌شوند و جایگزین امولسیفایرهای اصلی شده و استحکام لایه سطحی را تضعیف می‌کنند. 

۲) کاهش کشش سطحی: گروه‌های آبدوست-لیپوفیل افزودنی امولسیون‌زدا برای مولکول‌های عامل نفت خام (با مقدار اچ ال بی مناسب) می‌توانند کشش سطحی بین نفت و آب را کاهش دهند و برخورد و ادغام قطرات کوچک را آسان‌تر کنند. 

۳) تخریب ساختار فیلم بین سطحی: برخی از ترکیبات افزودنی دمولسیفایر (مانند انواع کاتیونی) می‌توانند بار امولسیفایرهای طبیعی (که بار منفی دارند) را خنثی کنند و پایداری الکتریکی فیلم بین سطحی را از بین ببرند. یا از طریق درهم‌تنیدگی زنجیره‌های مولکولی، شکنندگی فیلم بین سطحی افزایش می‌یابد و آن را مستعد پارگی می‌کند. 

۴) افزایش انعقاد قطرات: آبگیری در عامل آب تولید شده می‌تواند چندین قطره کوچک را از طریق یک اثر پل‌زننده به هم متصل کند و تجمع آنها را به قطرات بزرگ افزایش دهد که در نهایت به دلیل اختلاف چگالی ته‌نشین و از هم جدا می‌شوند. 

۳. سناریوهای کاربردی خاص 

کاربرد آبگیری در عامل آب تولیدی، کل فرآیند تصفیه سیال تولیدی را در بر می‌گیرد. سناریوهای کلیدی عبارتند از: 

۱) اتصالات سرچاهی و جمع‌آوری و حمل و نقل - پس از تخلیه سیال تولیدی از سرچاهی، ابتدا جداسازی اولیه (مانند حذف آب آزاد) روی آن انجام می‌شود. افزودن یک عامل آب‌زدایی امولسیونی امولسیون‌زدا در این زمان می‌تواند به سرعت آب آزاد را حذف کند، میزان آب نفت خام را کاهش دهد (از بیش از ۵۰٪ به کمتر از ۱۰٪) و بار تصفیه بعدی را کاهش دهد. برای نفت خام با ویسکوزیته بالا و میزان موم بالا، افزودنی امولسیون‌زدا برای عوامل نفت خام اغلب در ترکیب با کاهش‌دهنده‌های ویسکوزیته و مهارکننده‌های پارافین برای بهبود راندمان جمع‌آوری و حمل و نقل استفاده می‌شود. 

۲) فرآیند آبگیری نفت خام

آبگیری ترموشیمیایی: در شرایط گرمایش (۴۰-۸۰ درجه سانتیگراد، با کاهش ویسکوزیته)، یک عامل آبگیری به آب تولید شده اضافه کنید و بیشتر آب از طریق رسوب استاتیک جدا می‌شود. این روش برای امولسیون‌های با پایداری متوسط تا کم مناسب است. 

آبگیری الکتروشیمیایی: برای امولسیون‌های با پایداری بالا (مانند امولسیون‌های آب/روغن با محتوای بالای امولسیفایرها)، تحت تأثیر میدان الکتریکی (قطرات آب با بار الکتریکی به صورت جهت‌دار حرکت می‌کنند)، همراه با یک جداکننده امولسیون برای افزایش برخورد و ادغام قطرات آب، که در نهایت باعث کاهش محتوای آب نفت خام به کمتر از 0.5٪ (مطابق با استاندارد صادرات) می‌شود. 

۳) تصفیه فاضلاب روغنی 

فاضلاب تولید شده پس از آبگیری از سیالات تولیدی، حاوی مقدار زیادی روغن (1000-10000 میلی‌گرم در لیتر) است و نیاز به تصفیه بیشتر (برای برآورده کردن استانداردهای تزریق مجدد یا تخلیه) دارد. برای امولسیون نوع O/W در فاضلاب، باید افزودنی امولسیون‌زدای محلول در آب برای نفت خام اضافه شود تا لایه سطحی قطرات نفت را از بین ببرد و باعث شود قطرات نفت به هم بپیوندند و شناور شوند. سپس، از طریق فرآیندهایی مانند شناورسازی و فیلتراسیون، مقدار روغن به کمتر از 10 میلی‌گرم در لیتر کاهش می‌یابد. 

۴) تصفیه سیالات تولیدی ویژه 

سیالات تولیدی حاصل از بازیابی نفت مرحله سوم: مانند سیالات تولیدی حاصل از سیلاب‌زنی پلیمری (حاوی پم) و سیلاب‌زنی آ اس پ (حاوی قلیا، سورفکتانت و پلیمر). امولسیون‌ها پایداری بسیار بالایی دارند. آبگیری ویژه مقاوم در برابر نمک و قلیا در آب تولیدی (مانند پلی‌اترامین‌های اصلاح‌شده و کوپلیمرهای بلوکی) مورد نیاز است و امولسیون‌زدایی از طریق یک ساختار مولکولی مقاوم در برابر محیط‌های خشن حاصل می‌شود. 

سیالات تولید شده از نفت سنگین/فوق سنگین: به دلیل محتوای بالای آسفالتین‌ها و رزین‌ها، امولسیون‌ها ویسکوزیته بالایی دارند. آبگیری در آب تولید شده با عوامل با مقدار اچ ال بی بالا (مانند کوپلیمرهای بلوکی پلی‌اکسی‌اتیلن-پلی‌اکسی‌پروپیلن) به همراه دماهای بالا (100-200 درجه سانتیگراد) برای افزایش امولسیون‌زدایی مورد نیاز است. 

۴. نکات انتخاب و کاربرد افزودنی امولسیون‌زدا برای نفت خام 

۱. سازگاری: نوع عامل آبگیری امولسیون‌زدا باید بر اساس نوع امولسیون (W/O یا O/W)، خواص نفت خام (چگالی، ویسکوزیته، ترکیب امولسیفایرها) و کیفیت آب (درجه کانی‌سازی، پی اچ) انتخاب شود. امولسیون‌زداهای غیر یونی بیشترین کاربرد را دارند (مانند پلی‌اترها)؛ امولسیون‌زداهای کاتیونی برای سیستم‌هایی با محتوای رس بالا مناسب هستند. 

۲. کنترل دوز: دوز معمولاً ۵۰ تا ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر (بر اساس مایع تولید شده) است. دوز بیش از حد ممکن است باعث امولسیون ثانویه شود و دوز بهینه باید از طریق آزمایش‌های بطری تعیین شود. 

۳. هماهنگی فرآیند: اثر جداسازی امولسیون ارتباط نزدیکی با دما، زمان ماند و شدت هم زدن دارد (برای مثال، دمای بالا جداسازی امولسیون را تسریع می‌کند اما مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و باید تعادلی برقرار شود). 

۴. الزامات زیست‌محیطی: برای جلوگیری از آلودگی خاک یا آب‌های زیرزمینی، باید به عامل آب‌زدایی امولسیون‌ساز زیست‌تخریب‌پذیر و کم‌سمیت (مانند محصولات پلیمری طبیعی اصلاح‌شده) اولویت داده شود. 

۵. روندهای توسعه با پیشرفت استخراج نفت و گاز به سمت چاه‌های عمیق، نفت‌های سنگین و میدان‌های بازیافت نفت ثالثیه، آبگیری امولسیون‌های امولسیون‌زدا به سمت موارد زیر در حال توسعه است:

راندمان بالا (دوز کم، جداسازی سریع امولسیون)، چند منظوره (ترکیب جداسازی امولسیون، کاهش ویسکوزیته و جلوگیری از رسوب)، سازگار با محیط زیست (زیست تخریب پذیر) و هوشمندی (طراحی سفارشی ساختار مولکولی برای سیالات تولیدی خاص) برای برآورده کردن نیازهای تصفیه سیالات تولیدی پیچیده. 

به طور خلاصه، عامل آبگیری امولسیون‌زدا برای دستیابی به تصفیه نفت خام و تصفیه فاضلاب مطابق با استانداردها بسیار مهم است، زیرا با ایجاد اختلال دقیق در پایداری امولسیون‌ها در سیالات تولیدی، مستقیماً بر عملکرد اقتصادی و زیست‌محیطی استخراج نفت و گاز تأثیر می‌گذارد.

ویژگی‌های خاص صنعت

سایر ویژگی‌ها

توانایی تامین

زمان سرب

کارگاه سنتز جیوفانگ فنی

آزمایشگاه جیوفانگ