Физико-химические исследования нефтей и конденсатов

Поступающие в лабораторию газы и нестабильные жидкости подвергаются хроматографическим исследованиям. Определение компонентного состава флюидов производится по созданному нами ММ 51-00159093-004-04 «Нестабильные жидкие углеводороды. Методы определения компонентно-фракционного состава», основанному на методах капиллярной хроматографии.

Заложенный в ММ 51-00159093-004-04 формат представления данных хроматографии в массовом проценте в виде ранжирования фракций по температуре кипения, а не по фракциям, определяемым по выходу нормальных парафинов, полностью соизмерим с данными, полученными при разгонке продуктов ректификацией по ГОСТ 11011 (ASTM D 2892), что облегчает стыковку и сравнение информации, полученной разными методами.

Для реализации этих хроматографических методик используется современное хроматографическое оборудование.

Физико-химические исследования стабильных конденсатов и нефтей (определение плотности, вязкости кинематической, вязкости динамической, температуры застывания, температуры помутнения, массовой доли парафина, массовой доли серы, массовой концентрации соединений серы, массовой доли воды) основаны на стандартных методиках: ГОСТ 3900-85, ASTM D4052-96, ГОСТ 33- 2000, ASTM 7042-04, ASTM 7042-04, ГОСТ 5066-91, ГОСТ 11851-85, ГОСТ 51947-2002, ASTM 5504-98, ГОСТ 14870-77 метод 2, ASTM D4377-00.

В отделе создана технология детальной глубокой разгонки углеводородного сырья (конденсатов и нефтей) ректификацией, позволяющая строго определить их фракционный состав. Разгонка проводится на аппаратах, сконструированных и изготовленных нами по стандарту ASTM D 2892. Разгонка сырья начинается на аппарате с объемом куба 12 л, затем продолжается на меньшем аппарате с объемом куба 1,5 л В результате из 10 кг сырья остается 60 г остатка., т.е. ректификацией перегоняется 99.4 % исходного сырья на узкие 10° фракции.

Оставшиеся 60 г перегоняются под вакуумом на 6-10 фракций на аппарате в одну теоретическую тарелку. (процесс постепенного испарения). Аппарат аналогичен аппарату ASTM D 1160. В результате конденсат полностью перегоняется на узкие фракции. Последние фракции имеют эквивалентную температуру кипения 560-580°С. У полученных фракций определяются физико-химические свойства. Такая глубокая и детальная разгонка углеводородного сырья необходима для корректного математического моделирования пластовых систем.

В области реологических исследований парафинистых нефтей созданы новые модельные представления о поведении нефти, на основе которых и разработан комплекс реологических методик. Эти методики находятся в стадии воплощения в нормативные документы.

Оригинальная методика реологических исследований стабильных парафинистых нефтей, разработанная в отделе, позволяет определять эффективность присадок - депрессаторов. Исследования проводятся с использованием ротационного вискозиметра «Реотест-2». При этом определяется температура, когда течение системы приобретает неньютоновский характер, т.е. вязкость становится зависимой от градиента скорости сдвига. В неньютоновской области определяется прочность парафиновой структуры системы при охлаждении в покое, а также зависимость касательных напряжений от градиента скорости сдвига в диапазоне температур для длительно размешанной нефти.

Выработаны критерии определения эффективности присадок - депрессаторов, добавляемых в нефть для улучшения реологических свойств. При этом главным критерием эффективности присадок является снижение пусковых давлений трубопроводов и потерь давлений в них при перекачке парафинистых нефтей рассчитанных на основе полученных экспериментальных данных по градиентам скорости сдвига.