صناعة النفط والغاز يتكون من مجموعة متنوعة من العمليات المعقدة ، بما في ذلك الحفر ، وتعزيز انتعاش النفط ، خط أنابيب النقل ، وتجهيز مصفاة .

هناك نوعان من التحديات الرئيسية التي تواجه عملية التفاعل السطحي و التحسين في مجال استخراج النفط : واحد هو تعزيز انتعاش النفط ، والآخر هو طريقة جديدة للتعامل مع ومنع خط أنابيب من التحجيم .

النفط الوحيد على هذا الكوكب هو متاح ، مما يجعل من الضروري دراسة سبل استخراج أكبر قدر ممكن من النفط من حقول النفط القائمة وتحسين عمليات الإنتاج . طريقة واحدة هي تحسين عملية الاسترداد للحصول على المزيد من النفط من الخزان . ويمكن تيسير ذلك من خلال تحسين فهم عملية الإفراج عن النفط الخام المعدني في الخزانات . طريقة أخرى لزيادة كمية النفط هو كفاءة فصل النفط الخام من المياه وغيرها من المواد .

وثمة تحد آخر يتمثل في الترسبات التي تحدث في مراحل مختلفة من إنتاج النفط ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النقل ، والإفراط في استهلاك الطاقة ، وزيادة التكاليف . العامل الرئيسي الذي يسبب هذه المشكلة هو asphaltene ، الذي يميل إلى أن يكون كثف على واجهة في كل مرحلة من مراحل إنتاج النفط . asphaltenes تتراكم وتتراكم في مجموعة متنوعة من ظروف التصنيع ، والتي تميل إلى أن تكون مؤلمة لأنها يمكن أن تؤدي إلى تراكم الرواسب و انسداد ، مثل تراكم المبادلات الحرارية والأنابيب انسداد .

تعزيز انتعاش النفط

في مرحلة استخراج النفط ، مختلف أساليب الاسترداد الأمثل مثل السطحي أو ثاني أكسيد الكربون التشريد النفط يمكن استخدامها لتعزيز الانتعاش . بعد السطحي أو ثاني أكسيد الكربون يتم حقنها في الخزان ، فإنها تأتي في اتصال مع الخزان و تتفاعل معها ، وبالتالي تغيير حالة التوازن و خصائص السوائل من النفط الخام . وهذا قد يؤدي إلى تسوية وترسب المواد الصلبة العضوية الثقيلة أساسا asphaltenes . هذه الظواهر تؤدي إلى تغيير التبلل وانخفاض نفاذية الصخور المكمنية ، مما يؤدي إلى انخفاض الانتعاش .

التوتر السطحي بين النفط الخام و تشريد عامل مهم المعلمة . انخفاض التوتر السطحي ، الذوبان في النفط الخام هو أفضل . التوتر السطحي بين ثاني أكسيد الكربون والنفط الخام قد تم بحثها بعمق ، لأن ثاني أكسيد الكربون هو واحد من أكثر واعدة تشريد وكلاء .

التوتر السطحي مقابل الضغط بين ثاني أكسيد الكربون والنفط الخام . تم الحصول عليها باستخدام اختبار وحدة عالية الجهد أتانسون ثيتا .

استخدام ثاني أكسيد الكربون في تعزيز انتعاش النفط

qsense qcm-d يمكن محاكاة امتزاز بالسطح على المستوى الجزيئي لتحسين عملية استخراج النفط في الوقت الحقيقي . في التجربة ، محاكاة الامتزاز من البوليمر يمكن أن يتحقق ، والتي يمكن أن تعزز انتعاش النفط على مستوى النانومتر .

امتزاز asphaltene على سطح صلب

بالإضافة إلى استقرار النفط والمياه واجهة ، asphaltene يمكن كثف على سطح صلب في مراحل مختلفة من النفط الانتعاش والنقل . من أجل فهم آلية asphaltene ترسب ، فهم أساسي asphaltene الصلبة التفاعل ضروري . qsense qcm-d يمكن استخدامها لوصف asphaltene الامتزاز والحجم على مختلف السطوح في مختلف المذيبات .

asphaltene الترسيب يمكن أن يؤدي إلى تغيير التبلل وانخفاض نفاذية الصخور المكمنية ، مما يؤدي إلى انخفاض الانتعاش . العلاقة بين التبلل و التوتر السطحي بين النفط الخام ، السائل والصخور يمكن دراستها من خلال قياس زاوية الاتصال . قياس زاوية الاتصال يمكن أن يؤديها أيضا في محاكاة ظروف المكمن تحت ضغط عال ودرجة حرارة عالية .

[ سلوك السطحي / مستحلب بالسطح ]

تقريبا جميع المنتجات الصناعية استخدام السطحي ، من المنظفات والدهانات ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية . السطحي يمكن أن تستخدم المنظفات ، وكلاء ترطيب ، المستحلبات ، وكلاء رغوة وتشتيت وكلاء وفقا للنظم التي يتم تطبيقها . وجود بالسطح الطبيعي قد يؤدي أيضا إلى خصائص المنتج غير المرغوب فيها . توصيف السطحي مهم جدا لضمان الأداء الأمثل من المنتجات والعمليات .

السطحي عادة amphiphilic المركبات العضوية ، مما يعني أنها تحتوي على كل من ماء ( للذوبان في الماء ) مسعور ( غير قابلة للذوبان في الماء ) أجزاء . بسبب amphiphilic خصائص السطحي كثف على السطح البيني ، مما يقلل من التوتر السطحي بين مرحلتين .

في العديد من العمليات الصناعية ، السطحي يمكن أن تضاف إلى تحسين أداء المنتج . على سبيل المثال ، السطحي تستخدم المنظفات لتحسين كفاءة منتجات التنظيف ، ويمكن أيضا أن تستخدم كعامل ترطيب في الدهانات أو المستحلبات في المنتجات الغذائية . جانب آخر من السطحي هو مركب طبيعي بمثابة السطحي . وتشمل هذه asphaltenes الموجودة في النفط الخام الثقيل ، والتي يمكن أن تسبب مشاكل في إنتاج النفط الخام .

امتزاز بالسطح على الغاز السائل أو السائل واجهة

كفاءة بالسطح يتحدد من خلال قياس قدرتها على الحد من التوتر السطحي أو استقرار مستحلب ودراسة هيدروفيليسيتي للدهون التوازن ( هلب ) .

من خلال قياس العلاقة بين التوتر السطحي و التركيز ، أقصى قدر من التوتر السطحي أو انخفاض التوتر السطحي يمكن أن تنتج عن إعطاء السطحي أو خليط من السطحي يمكن تحديدها . وهذا مهم أيضا من الناحية الاقتصادية ، لأن مقدار السطحي المستخدم له تأثير مباشر على تكلفة المنتج . العوامل البيئية يجب أن تؤخذ في الاعتبار أيضا من حيث تركيز بالسطح وسمية بالسطح . قياس تركيز المذيل الحرج يستخدم عادة لتحديد المبلغ الأمثل من السطحي في المستحضرات الصيدلانية .

[ تحميل التوتر السطحي وبينية - ما هو وكيفية قياسه ؟ ]

امتزاز بالسطح على سطح صلب

فهم امتزاز بالسطح على سطح صلب مهم جدا ، على سبيل المثال ، في صناعة الطلاء ، وتنقية المياه ، أو إنتاج النفط الخام . الطلاء ، على سبيل المثال ، هو مزيج معقد من المياه القائمة ، بما في ذلك جزيئات الصباغ ، والبوليمرات ، السطحي ، وغيرها من المكونات المختلفة . جزيئات الصباغ هي الألوان اللازمة لإعطاء الطلاء ، والبوليمرات زيادة اللزوجة بالسطح لزيادة الاستقرار و التبلل من الطلاء . مشاكل يمكن أن تنشأ إذا كان يفضل امتصاص البوليمر على سطح الصباغ بدلا من السطحي . وهذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في اللون والمظهر التصاق الفيلم الجافة .

مشاكل asphaltene الامتزاز في إنتاج النفط الخام

asphaltenes قد جذبت اهتماما متزايدا في الآونة الأخيرة العديد من الاحتياطيات المكتشفة تحتوي على asphaltenes ( رمال النفط والنفط الثقيل ) . asphaltenes هي عالية الوزن الجزيئي مكونات النفط الخام ، التركيب الجزيئي الدقيق غير معروف ، وعادة ما تصنف غير قابلة للذوبان في الألكانات ، مثل ن البنتان و ن هيبتان ، ولكن قابلة للذوبان في التولوين . asphaltenes تميل إلى أن تكون كثف على واجهة ، مما يزيد من استقرار مستحلب الزيت عن الماء ( المتصلة مستحلب الاستقرار ) و تغيير سلوك ترطيب الخزان . asphaltene الامتزاز في معالجة النفط الخام يمكن أن يسبب تلوث الأنابيب .

من أجل فهم آلية asphaltene ترسب ، فهم أساسي asphaltene الصلبة التفاعل ضروري . qsense qcm-d يمكن استخدامها لوصف asphaltene الامتزاز والتلوث على مختلف السطوح في مختلف المذيبات .

asphaltene الترسيب يمكن أن يؤدي إلى تغيير التبلل وانخفاض نفاذية الصخور المكمنية ، مما يؤدي إلى انخفاض معدل الإنتاج . التبلل و التوتر السطحي بين النفط السائل والصخور يمكن قياسها من خلال قياس زاوية الاتصال . قياس زاوية الاتصال يمكن أن يؤديها أيضا في محاكاة ظروف المكمن تحت ضغط عال ودرجة حرارة عالية .

حركية الامتزاز الصلبة والسائلة السطحي

كما رأينا ، السطحي وسلوكها في واجهة الصلبة والسائلة هي في صميم العديد من المجالات ، من التطبيقات البيولوجية لإزالة التلوث والتنظيف إلى تعزيز انتعاش النفط . إن qsense qcm-d التكنولوجيا يمكن أن تميز السطحي ، السطحي ، نظام خليط من السطحي على أساس حركية وسلوك السطح البيني . باستخدام هذا الأسلوب ، الامتزاز والمج حركية السطحي على السطوح المختلفة يمكن دراستها ، وديناميات الامتزاز يمكن رصدها في الوقت الحقيقي . السطح يمكن أن تتغير بسهولة ، مما يجعل من الممكن لتخطيط تأثير المواد السطحية ، سطح وظيفة ، هيدروفيليسيتي أو hydrophobicity . . . . . . . سمك طبقة الامتزاز السطحي يمكن أيضا تحديد التغيرات المورفولوجية الامتزاز الفيلم يمكن أن تتبع وفقا لمختلف السطحي التركيز ، قيمة الرقم الهيدروجيني ، تركيز الملح و درجة الحرارة . هذه التكنولوجيا يمكن أيضا استكشاف وتوصيف التفاعل بين السطحي ، مثل الحويصلات الدهنية أو البوليمرات و polyelectrolyte طبقات .

[ السطحي / استقرار مستحلب / مستحلب ]

المستحلبات هي خليط من اثنين أو أكثر من السوائل التي عادة ما تكون غير متوافقة مع بعضها البعض . من وجهة نظر الديناميكا الحرارية ، مستحلب هو نظام غير مستقر ، لأن السائل نظام لديه ميل طبيعي لفصل والحد من واجهة الطاقة .

استقرار مستحلب يمكن تعريفها بأنها قدرة النظام على مقاومة التغيرات في الخصائص الفيزيائية والكيميائية مع مرور الوقت . استقرار مستحلب مهم جدا في العديد من التطبيقات الصناعية ، بما في ذلك الطلاء ، والغذاء ، والصيغ الزراعية ، العناية الشخصية ، والنفط . كتاب Demulsification يمكن أن تنشأ من عدة آليات ، مثل الاستحلاب ، التلبد و التجميع .

على الرغم من أن استقرار مستحلب ضروري في معظم المنتجات الصناعية والعمليات ، بعض العمليات لا تتطلب استقرار مستحلب . على سبيل المثال ، إعادة تدوير النفط الخام يتطلب فصل النفط الخام من المياه قبل النقل ، أو معالجة مياه الصرف الصحي لا تتطلب مستحلب الزيت عن الماء .

التنبؤ استقرار مستحلب من مكثفات الريولوجيا اختبار

مكثفات الريولوجيا هو فرع خاص من الريولوجيا ، التي تنطوي على دراسة خاصة نظام ثنائي الأبعاد التي تشكلت على السطح البيني . كما الريولوجيا هو دراسة تدفق السوائل ، مكثفات الريولوجيا هو دراسة خصائص تدفق السائل البيني .

مكثفات الريولوجيا في الأغذية والمشروبات

البروتين يمكن أن تستخدم السطحي في الغذاء ، ولكن أيضا يمكن أن تضاف إلى غيرها من المثبتات لتحسين الاستقرار . الليسيثين هي واحدة من عدد قليل من السطحي الطبيعية . . . مع الاهتمام بالبيئة والصحة الطبيعية السطحي قد جذبت المزيد والمزيد من الاهتمام .

الامتزاز و دبق من البروتين في واجهة بين الغاز السائل والنفط

مكثفات الريولوجيا من جزيء واحد طبقة على واجهة الغاز السائل

واجهة الريولوجيا : من الأساسيات إلى التطبيقات

سطح توصيف الصف الصناعية مستحلب غير أيوني

polyoxyethylene السطحي تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية ، مثل الطلاء ، والغذاء ، والصيغ الزراعية ، والعناية الشخصية ، والنفط ، حيث استقرار مستحلب رغوة مهمة . alkylphenol ethoxylates محل أكثر سمية alkylphenol ethoxylates التي تستخدم تقليديا في العديد من التطبيقات مثل المستحلبات . ومع ذلك ، سلسلة مستقيمة الكحول ethoxylates لا تظهر خصائص جيدة مثل المستحلبات alkylphenol ethoxylates ، ويرجع ذلك أساسا إلى أكبر الذيل . ويرجع ذلك إلى أحجام مختلفة من قطبية الرأس و الذيل الهيدروكربونية ، مما يعوق تشكيل الفيلم مكدسة بإحكام على واجهة .

الامتزاز والسطحية الخواص الريولوجية نوعين من غير أيوني السطحي على أساس عدد مختلف من أصحاب العمل c10-guerbet الكحول تم دراستها . هم c10eo6 و c10eo14 . . . . . . .

الضغط السطحي الأيسوثرم من نوعين من السطحي يتفق مع إعادة توجيه النموذج . ومع ذلك ، هناك تفسيرات مختلفة من السطح ريولوجيا البيانات . وتشير النتائج إلى أن c10eo6 يمكن تفسيره في إطار نشر نموذج عملية الاسترخاء ، في حين أن c10eo14 ينحرف عن نشر عملية الاسترخاء ، سطح ريولوجيا رد فعل على مقربة من غير أيوني البوليمر بالسطح . الشكل 1 ( c10eo6 ) و 2 ( c10eo14 ) تظهر معامل تخزين الطاقة ( هـ ) وفقدان معامل ( هـ ) التي تم الحصول عليها من اثنين من السطحي تتأرجح على ترددين ( 0.02 هرتز و 0.5 هرتز ) . وتظهر النتائج أن البيانات التجريبية من c10eo6 بالسطح فقط يتفق تماما مع النموذج المقترح .

الشكل 1 - العلاقة بين معامل التخزين ( هـ ، أجوف الرمز ) وفقدان معامل ( هـ ، الصلبة الرمز ) من c10eo6 بالسطح في اثنين من الترددات ( 0.02hz-triangle ) و ( 0.5hz-معيني الشكل ) . الصلبة و الخطوط المنقطة هي أفضل تركيب منحنيات نشر نموذج البيانات التجريبية .

الشكل 2 - العلاقة بين معامل التخزين ( هـ ، أجوف الرمز ) و فقدان معامل ( هـ ، الصلبة الرمز ) من c10eo14 بالسطح في اثنين من الترددات ( 0.02hz-triangular ) و ( 0.5hz-triangular الماس ) . الصلبة و الخطوط المنقطة هي أفضل تركيب منحنيات نشر نموذج البيانات التجريبية .

سطح الخواص الريولوجية من اثنين من السطحي إلى أنها تشكل طبقة لزج مطاطي في الهواء / المياه واجهة ، ولكن بسبب اختلاف عدد oxyethylene المجموعات ، الامتزاز الفيلم يظهر سلوك مختلف . أصغر بالسطح ، والامتزاز الريولوجية البيانات تتفق مع نشر النموذج ، في حين أن أكبر c10eo14 بالسطح يظهر سلوك أقرب إلى سطح البوليمر بالسطح . وعلاوة على ذلك ، فإن المقارنة بين مرونة التوسع واللزوجة من نوعين من السطحي يدل على أن مرونة يمكن تحسينها من خلال زيادة عدد أصحاب العمل المجموعات . مرونة الامتزاز بالسطح الفيلم يرتبط مباشرة مع رغوة مستحلب الاستقرار . وبناء على ذلك ، c10eo14 السطحي قد تشكل أكثر استقرارا anticoagulation طبقة من أقصر c10eo6 السطحي . ومع ذلك ، فإن استخدام c10eo6 هو أكثر قدرة على تشكيل رغوة من c10eo14 بسبب ارتفاع انتشار السابق السطحي . وبناء على ذلك ، فإن هذه النتائج قد تجد تطبيقات مثيرة للاهتمام من أجل ترشيد وضع مستقر الرغاوي و المستحلبات باستخدام السطحي غير أيوني التي تحتوي على oxyethylene المجموعات .

文献依据: P. Ramírez, L.M. Pérez-Mosqueda, L.A. Trujillo-Cayado, M. Ruiz, J. Munoz, R.Miller, Equilibrium and surface rheology of two polyoxyethylene surfactants (CiEOj) differing in the number of oxyethylene groups, Colloids Surf., A 375(2011) 130–135.

asphaltene استقرت النفط والمياه مستحلب

عندما يتم استرداد النفط ، مجمع النفط المياه مستحلب هو المشكلة . asphaltenes كثف على النفط والمياه واجهة تميل إلى زيادة استقرار هذه المستحلبات . استقرار مستحلب النفط والمياه ليست مطلوبة عادة لأن هذا يزيد من تكاليف الضخ والنقل ، ويمكن أن تآكل الأنابيب والمضخات وأبراج التقطير .

النشاط السطحي asphaltene يمكن تقييمها من قبل جهاز قياس التوتر السطحي البصرية البسيطة . . . . . . . من خلال الجمع بين ارتفاع ضغط التجويف في النظام ، يمكن قياس الضغط العالي وارتفاع في درجة الحرارة .

طريقة أخرى تستخدم على نطاق واسع هو دراسة الخواص الريولوجية واجهة الزيت عن الماء . مرونة السطح البيني يعتمد على استقرار النفط والمياه مستحلب . مكثفات الريولوجيا من asphaltene طبقة الامتزاز يمكن دراستها من قبل متذبذب قطرة الأسلوب . طريقة أخرى تعتمد على واجهة القص الريولوجية ( ISR ) على أساس تعويم إبرة مقياس غلفاني لوصف العلاقة بين كثافة asphaltene التراص .

بروستر زاوية المجهر يمكن تصور asphaltene التشكل في الهواء والماء واجهة .

مكثفات دبق الامتزاز البروتين في الهواء والماء والنفط والمياه واجهة

التصوير من غشاء هيكل : بروستر زاوية المجهر

واجهة الريولوجيا : من الأساسيات إلى التطبيقات

[ السطحي / مستحلب / كتاب Demulsification ]

كما مستحلب الاستقرار مهم في العديد من العمليات الصناعية والمنتجات ، كتاب Demulsification مهم أيضا في بيئات أخرى .

عكس استحلاب أو كتاب Demulsification مهم جدا في إنتاج النفط الخام ومعالجة مياه الصرف الصحي . في إنتاج النفط الخام ، النفط في المياه مستحلب عادة ما تنتج . هذه المستحلبات يمكن أن تكون مستقرة جدا بسبب وجود asphaltenes والراتنجات الطبيعية في العديد من الزيوت الخام . الفصل الفعال بين النفط الخام والمياه أمر بالغ الأهمية من حيث نوعية النفط الخام ، وفي الوقت نفسه ضمان جودة عالية المرحلة المائية يمكن فصلها بتكلفة منخفضة .

Demulsifier يستخدم لجعل المياه مستحلب النفط غير مستقر

من وجهة نظر عملية ، كتاب Demulsification بطريقتين : معدل الفصل و كمية المياه المتبقية في النفط الخام . إنتاج النفط يجب أن تتوافق عادة مع مواصفات الشركة وخطوط الأنابيب . وفي العادة ، قد تحتوي شحنات النفط من وحدات معالجة النفط الخام الرطبة على ما لا يزيد عن 0.2 في المائة من BS&W ( الرواسب الأساسية والمياه ) أو 4.5 كيلوغرام من الملح لكل ألف برميل من النفط الخام . وهذا التركيز المنخفض نسبيا مطلوب للحد من التآكل وترسب الأملاح .

فصل مستحلب في الزيت والماء ينطوي على عدم استقرار مستحلب الفيلم حول قطرات الماء . هناك العديد من الطرق التي يمكن استخدامها لكسر استقرار مستحلب ، مثل إضافة Demulsifier الكيميائية ، وزيادة درجة الحرارة من مستحلب ، تطبيق الحقل الكهربائي إلى تعزيز تجميع مستحلب وتغيير الخصائص الفيزيائية . إضافة Demulsifier الكيميائية هي الطريقة الشائعة في الوقت الحاضر .

Demulsifier هو السطحي وكيل المستخدمة في نقل النفط والمياه واجهة وتحييد تأثير مستحلب . اختيار مناسب Demulsifier مهم جدا في كتاب Demulsification العملية . لأن هناك العديد من المكونات في النفط الخام ، من المهم جدا أن تختار Demulsifier حسب نوع النفط الخام . مكثفات المعلمات الريولوجية ، وخاصة مكثفات مرونة التوسع ، ترتبط مع استقرار مستحلب . فعالية Demulsifier يمكن الحصول عليها عن طريق قياس مكثفات الريولوجيا من الزيت والماء واجهة في وجود إضافة Demulsifier . . . . . . .

[ السطحي / مستحلب / رغوة ]

رغوة مهم جدا في العديد من المنتجات الصناعية والعمليات . الرغوة هي عادة ما تكون مطلوبة في العناية بالجسم والغذاء ، ولكن في بعض العمليات الصناعية مثل الطباعة ، ضخ ، تزييت ، الرغوة ليست مطلوبة و defoaming وكلاء مطلوبة . ومع ذلك ، العديد من العمليات ، مثل التعويم ، وتعزيز انتعاش النفط ، وتستخدم رغوة .

الرغوة يمكن اعتبار الهواء - مستحلب مائي . كما هو الحال في النفط والمياه مستحلب بالسطح الجزيئات المطلوبة للحد من التوتر السطحي بين الغاز والمياه واجهة على شكل رغوة .

رغوة لتعزيز انتعاش النفط

حقن الغاز ( مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان أو النيتروجين ) غالبا ما تستخدم لتعزيز انتعاش النفط . ومع ذلك ، لأن الغاز منخفض اللزوجة والكثافة بالمقارنة مع المياه والنفط ، مشاكل مثل مرور الغاز من خلال نفاذية عالية في المنطقة و الغاز إلى الجزء العلوي من مسامي قد تنشأ . ولذلك ، فإن حجم كفاءة المسح الضوئي الغاز محرك الأقراص غالبا ما تكون سيئة . من أجل تحسين كفاءة محرك الغاز ، فمن المستحسن استخدام رغوة حقن .

رغوة يوفر طريقة للحد من تدفق الغاز من أجل تحسين أداء تطهير الكفاءة . واحدة من المشاكل الرئيسية في EOR النهج القائم على رغوة رغوة الاستقرار . رغوة يجب أن تبقى مستقرة في بنية مسامية لتكون فعالة الانتعاش وكيل . السطحي يلعب دورا رئيسيا في استقرار رغوة . على سبيل المثال ، من أجل إنتاج مستقرة رغوة ثاني أكسيد الكربون في الماء ( واحدة من الأكثر درس نظم الرغوة ) ، من المهم وضع السطحي التي يمكن أن تستقر في ثاني أكسيد الكربون واجهة المياه تحت ظروف التخزين .