Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
8 Thử nghiệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc và độ nhớt của dầu trong điều kiện phòng thí nghiệm

8 Thử nghiệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc và độ nhớt của dầu trong điều kiện phòng thí nghiệm

Tải bản đầy đủ - 0trang

BÁO CÁO THỰC TẬP



8.6



Chuẩn bị mẫu dầu cho thí nghiệm.

Mẫu dầu phục vụ cho thí nghiệm được lấy từ các giếng khai thác hay sau

bình tách cao áp hoặc bình chứa 100m3 và phải đại diện cho chất lỏng cần được

xử lí để vận chuyển. Mẫu dầu thử nghiệm phải mới và khơng chứa hố phẩm

giảm nhiệt độ đơng đặc.

Một ngày đêm (24giờ) trước khi tiến hành thí nghiệm cần nung dầu đến nhiệt

độ cao hơn nhiệt độ bắt đầu kết tinh của parafin khoảng 20-250C (đối với dầu

khai thác trên các mỏ của XNLD Vietsovpetro nhiệt đó là 80-85 0C) trong bình

thủy tinh hoặc bình kim loại chịu áp lực, ổn định ở nhiệt độ trên khoảng 30 phút;

Khi nhiệt độ của dầu giảm xuống còn khoảng 40-45 0C rót nó ra các chai với

thể tích là 100, 600 và 2500ml để phục vụ cho các thí nghiệm sau:

- Đo nhiệt độ đông đặc của dầu bằng thiết bị tự động HCP-852 và nghiên cứu

tính chất lưu biến của dầu bằng thiết bị Viscotester VT550;

- Nghiên cứu sự thành tạo lớp lắng đọng keo-nhựa-parafin bằng thiết bị Cold

Finger;

- Xác định áp suất tái khởi động sau khi dừng bằng mơ hình đường ống.



8.7



Tiến hành xử lý dầu để thí nghiệm.

Cho các chai cùng với mẫu dầu đã được chuẩn bị ở trên vào bể nước đã được

gia nhiệt trước ở nhiệt độ cần thử nghiệm (45-80 0C), và duy trì ở nhiệt độ này

khoảng 15 phút;

Tiến hành bơm hố phẩm giảm nhiệt độ đông đặc thử nghiệm, với các định

lượng khác nhau, vào chai mẫu;

Vặn chặt nút chai, lắc nhẹ chai trong thời gian khoảng 1 phút, sau đó tiến hành

các thí nghiệm sau:



8.8



Xác định nhiệt độ đơng đặc của dầu



Hình 5: Cloud / pour point HCP-852

Trang 28



BÁO CÁO THỰC TẬP



Q trình đo nhiệt độ đơng đặc được thực hiện bằng thiết bị đo tự động HCP852 hoặc đo thủ cơng theo tiêu chuẩn ASTM D-97/IP 15/ISO 3016.

Rót 45-47ml dầu đã được xử lí bằng hố phẩm giảm nhiệt độ đông đặc vào cốc

đo, để nguội ở điều kiện trong phòng. Khi nhiệt độ của mẫu hạ xuống còn

khoảng 33-35 0C nạp mẫu vào máy và cho máy chạy theo chương trình đã cài

đặt sẵn.

Nhiệt độ đơng đặc sẽ được hiển thị trên màn hình ngay sau khi thí nghiệm kết

thúc.

8.9

Nghiên cứu tính chất lưu biến của dầu bằng thiết bị đo độ nhớt HAAKE

Viscotester 550



Hình 6: HAAKE Viscotester 550

Tính tốn vận tốc dịch chuyển

Vận tốc dịch chuyển được lựa chọn trên cơ sở lưu lượng chất lỏng được bơm và

đường kính đường ống vận chuyển dầu được tính theo cơng thức sau:





8V

D



Trong đó:

V- Vận tốc trung bình của dòng dầu trong đường ống, m/s;

D- Đường kính trong của ống, m;

Xác định khoảng nhiệt cần khảo sát:

Nhiệt độ cao nhất bằng với nhiệt độ dầu tại vị trí bơm hóa phẩm hoặc nhiệt độ

dầu sau bình tách. Nhiệt độ thấp nhất bằng với nhiệt độ thấp nhất của môi

trường. Thông thường nhiệt độ này bằng nhiệt độ thấp nhất của môi trường

nước biển bao bọc xung quanh đường ống (220C)

Lập chương trình thí nghiệm:

Phụ thuộc vào mục đích cụ thể của q trình nghiên cứu tính chất lưu biến của

dầu mà một số chương trình chạy máy đã được thiết lập sẵn dựa trên một số quy

định sau:

- Gia nhiệt cho bộ xilanh và cốc đo bằng với nhiệt độ cao nhất cần đo;

Trang 29



BÁO CÁO THỰC TẬP



-



Thời gian tăng vận tốc của rotor từ giá trị 0 đến giá trị cài đặt tại nhiệt độ cao

nhất của khoảng đo là 2 phút;

Tiến hành đo lưu biến của dầu khi nhiệt độ nhiệt độ giảm dần từ nhiệt độ cao

nhất đến nhiệt độ thấp nhất với vận tốc rotor cố định, thời gian đo phục thuộc

vào từng loại dầu;

Giảm vận tốc rotor từ giá trị cài đặt về giá trị 0 trong thời gian 2 phút, tại

nhiệt độ thấp nhất của khoảng đo;

Tiến hành thí nghiệm:

Bộ xilanh và cốc đo được gia nhiệt bằng với nhiệt độ cao nhất của khoảng

đo.

Tháo cốc đo ra (chú ý cốc đo nóng), rót 60 ml dầu sau khi xử lí vào cốc đo,

nạp cốc có dầu trở lại máy;

Giữ ổn định ở nhiệt độ bắt đầu đo ít nhất 2 phút;

Cho chạy chương trình đã được chuẩn bị trước.



Xử lý kết quả thí nghiệm

Kết quả đo đường cong chảy của mẫu dầu được thu nhận dưới dạng đồ thị và dạng

bảng. Chương trình RheoWin 4 Data Manager cho phép chúng ta hiện thị đồ thị theo

các mối quan hệ sau:

Độ nhớt theo thời gian:



Trang 30



BÁO CÁO THỰC TẬP



Độ nhớt theo nhiệt độ:



-



Ứng suất trượt theo thời gian:



Trang 31



BÁO CÁO THỰC TẬP



-



Ứng suất trượt theo shear rate (đường cong chảy):



Trang 32



BÁO CÁO THỰC TẬP



Chương trình RheoWin 4 Data Manager còn cho phép chúng ta hiện thị kết

quả đo dưới dạng bảng.



Các ví dụ xử lý kết quả đo tính chất lưu biến của dầu

Trong phần này trình bày cách tiến hành xử lí kết quả nghiên cứu các tính chất lưu

biến của dầu mỏ Bạch Hổ và Rồng, nhờ thiết bị đo kiểu rotor Viscotester 550, bộ đo

MV-DIN.

Chương trình RheoWin 4 Data Manager cho phép chúng ta hiển thị kết quả đo

của các lần đo khác nhau trên cùng một đồ thị. Điều này cho phép so sánh hiệu quả

của các loại hóa phẩm khác nhau với cùng một định lượng hoặc so sánh hiệu quả

của các định lượng khác nhau của cùng một hố phẩm từ đó lựa chon hố phẩm và

xác định phương án xử lý tối ưu.



Hình 7 :Đồ thị biểu diễn sự phục thuộc của độ nhớt dầu theo nhiệt độ:

dầu chưa xử lý, dầu xử lý 250ppm và 500ppm PPD



Trang 33



BÁO CÁO THỰC TẬP



Ngoài ra, Viscotester VT 550 cho phép chúng ta xác định độ nhớt của chất lỏng

tại nhiệt độ xác định hay độ bền gel của chất lỏng sau một thời gian ngừng chuyển

động tại một nhiệt độ cố định.

8.10



Nghiên cứu lắng đọng keo-nhựa-parafin bằng thiết bị ngón tay lạnh



Hình 8: Cold Finger.62

Giới thiệu phương pháp:

Để nghiên cứu tốc độ lắng đọng của keo-nhựa-parafin lên bề mặt bên trong

đường ống có thể dùng phương pháp ngón lạnh (Cold Finger). Phương pháp này là sự

mô phỏng các q trình nhiệt thủy động lực học của dòng chảy bên trong đường ống

bằng cách cho một ống thép không rỉ, được làm lạnh theo ý muốn (Cold Finger) vào

một cốc đựng dầu đang quay với vận tốc cho trước. Chất lắng đọng tích tụ trên bề mặt

ống thép chứa các parafin mạch thẳng, keo, nhựa và asphalten.



Hình 9: Bộ thiết bị ngón tay lạnh

Bộ thiết bị ngón tay lạnh bao gồm một xilanh hình trụ bằng thép khơng rỉ được

làm lạnh từ bên trong bằng cách bơm tuần hoàn nước lạnh từ bể ổn nhiệt. Bao bọc

xung quanh cốc dầu là nước ổn nhiệt nhằm duy trì nhiệt độ dầu. Con quay từ được đặt

dưới cốc, đĩa quay từ ở dưới sẽ tạo ra sự chuyển động của dòng dầu. Vận tốc quay của

con quay từ hay là tốc độ trượt của dầu được cài đặt tương ứng với lưu tốc của dòng

chảy trong đường ống ngồi thực tế. Khi kết thúc thí nghiệm, chất rắn bám trên bề mặt

Trang 34



BÁO CÁO THỰC TẬP



Cold Finger được tách ra và đem xác định khối lượng hoặc phân tích thành phần tuỳ

theo mục đích cụ thể.



-



-



Trình tự và điều kiện thí nghiệm:

Thể tích dầu: 80ml;

Nhiệt độ của dầu: 45-61 0C

Vận tốc trượt: 20s-1 đối với dầu Rồng và 50s-1 đối với dầu Bạch Hổ;

Thời gian thí nghiệm: 2, 4, 6 giờ hoặc lâu hơn;

Nhiệt độ nước tuần hồn qua ngón tay lạnh thấp hơn nhiệt độ bề mặt ngón

tay lạnh (nhiệt độ dầu 2-5 0C;

Diện tích bề mặt tính tốn của ngón tay lạnh: 1320 mm2.

Sau khi kết thúc thí nghiệm, nhẹ nhàng nâng ngón tay lạnh ra khỏi cốc dầu

và loại bỏ phần dầu lỏng bám dính trên nó. Khi khơng còn dầu nhỏ giọt,

tách lớp lắng đọng và đem xác định khối lượng.

Vận tốc lắng đọng được xem như khối lượng chất lắng đọng thu được chia

cho diện tích bề mặt xung quanh ngón tay lạnh và thời gian tiến hành thí

nghiệm và có thể biểu diễn bằng kg/m2*ngày đêm.



Cooling Water in



Water out



Cork

Test jar

Thermostated bath

Shearing cylinder

Cold finger



Magnetic disc

Motor



COLD FINGER APPARATUS



Hình 10: Thiết bị Cold Finger

Trang 35



BÁO CÁO THỰC TẬP



8.11



Xác định áp suất tái khởi động bằng đường ống mô hình

Giới thiệu:

Dầu khai thác trên các mỏ của XNLD Vietsovpetro là dầu có hàm lượng parafin

cao, khi dừng bơm nhiệt độ của dầu trong đường ống sẽ giảm xuống các tinh thể

parafin trong dầu sẽ liên kết lại với nhau hình thành mạng tinh thể có cấu trúc bền

vững. Để tái khởi động lại dòng chảy trong đường ống chứa đầy dầu loại này áp

suất bơm phải tạo ra một ứng suất nào đó trong đường ống đủ lớn để dầu có thể

dịch chuyển được.

Áp suất tái khởi động đường ống sau khi dừng thường rất cao nhiều khi vượt quá

khả năng cho phép của máy bơm và độ bền cơ học của ống, nên không được để dầu

parafin đông đặc trong đường ống trong trường hợp dừng bơm.

Ứng suất lớn nhất làm dịch chuyển được dòng dầu gọi là ứng suất trượt

tĩnh và có thể tính theo cơng thức

o 



P.D

4L



o - Ứng suất trượt tĩnh, Pa;

P- Tổn áp lớn nhất, Pa;

D - Đường kính trong của ống, m;

L - Chiều dài đường ống, m.

8.11.1 Bộ thiết bị thí nghiệm dùng để xác định áp suất tái khởi động đường ống

bao gồm:

-



4 đoạn ống mơ hình đường kính trong 7mm chiều dài 1,5m; 5m; 10m và

15m;

bể chứa nước và thiết bị ổn nhiệt. Các đường ống mơ hình được nhúng chìm

trong bể nước này;

bơm dùng để tuần hồn dầu và tạo áp suất tái khởi động đường ống mơ hình;

Đồng hồ kỹ thuật số ghi lại áp suất bơm theo thời gian.



8.11.2 Các bước tiến hành thí nghiệm:

-



-



-



Dầu được xử lí như trong mục 4.1., sau đó được đặt vào xơ nước nóng

(450C).

Gia nhiệt cho bể nước chứa các ống mơ hình lên 450C.

Bơm nạp dầu vào các đường ống mơ hình với lưu lượng 600ml/h, sao cho thể

tích dầu được bơm qua đường ống gấp 3 lần dung tích ống (khi nạp dầu vào

một đoạn ống nào đó thì các van ở hai đầu ống đó phải được mở hồn tồn

còn các van trên các đoạn ống còn lại phải được đóng chặt).

Liên tục theo dõi và ghi áp suất bơm trong suốt thời gian bơm.

Dừng bơm và làm lạnh bể nước chứa các ống mơ hình xuống bằng nhiệt độ

cần nghiên cứu trong thời gian khoảng 2 giờ.

Lần lượt tái khởi động lại các đoạn ống có chiều dài 15m, 10m, 5m và 1.5m

với thời gian dừng lần lượt là 10 phút, 1 giờ, 3 giờ và 10 giờ (tùy thuộc vào

Trang 36



BÁO CÁO THỰC TẬP



-



-



9



9.1



mục đích nghiên cứu thời gian dừng có thể được thay đổi kéo dài đến một vài

ngày).

Khởi động lại máy bơm, bơm dầu diezel lần vào các đoạn ống với lưu lượng

bơm 100ml/h (Lưu ý: khi khởi động một đoạn ống nào đó thì các van ở hai

đầu ống đó phải được mở hồn tồn còn các van trên các đoạn ống còn lại

phải được đóng chặt).

Ghi lại áp suất tái khởi động các đoạn ống.

Từ áp suất cực đại ghi được, ứng suất cho phép được tính tốn và sau đó sử

dụng tính tốn áp suất cần để tái khởi động các đường ống chứa đầy dầu.



Thử nghiệm hóa phẩm phá nhũ dầu nước trong điều kiện phòng thí

nghiệm

Giới thiệu:

Nước là người bạn đồng hành của q trình khai thác dầu-khí. Cùng với thời gian

khai thác mỏ, hàm lượng nước trong dầu sẽ tăng dần. Với mục đích thu nhận dầu

với chất lượng thương phẩm hoá phẩm tách nước (demulsifier) đã được sử dụng.



9.2

Phạm vi áp dụng:

Áp dụng để thử nghiệm hóa phẩm tách nước trong phòng thí nghiệm thu gom xử lí

và vận chuyển dầu viện NCKH và TK và trên các mỏ khai thác dầu của XNLD

“Vietsovpetro”.

9.3



Tài liệu tham khảo

- Demulsifier selection for Vietsovpetro crude oil,TR OIL SERVICES;

- Test procedure demulsifier selection, CECA;

- Demulsifier Bottle Test Procedure, and Equipment required, SERVO.



9.4



Định nghĩa và viết tắt

Hóa phẩm tách nước là chất hoạt tính bề mặt, dùng để tách nước khỏi dầu sao cho

hàm lượng nước còn lại trong dầu thương phẩm không vượt quá 0.5%, bề mặt phân

tách dầu nước rõ ràng, nước tách ra phải trong sạch.



9.5



Yêu cầu chung đối với hóa phẩm.

Khơng ăn mòn kim loại, và các thiết bị máy móc;

Khơng gây độc hại cho người sử dụng;

Hố phẩm phải hồ tan hồn tồn trong dung mơi hữu cơ và dầu;

Tốc độ tách nước phải nhanh;

Nước tách ra phải sạch và dễ dàng xử lý để thải ra ngồi, khơng gây ơ nhiễm

và độc hại cho mơi trường xung quanh;



9.6



Dụng cụ, hóa chất

- Chai thủy tinh chịu nhiệt có nút, chia vạch và có dung tích khoảng 140-200

ml;

Trang 37



BÁO CÁO THỰC TẬP



-



9.7

-



-



-



9.8

-



-



9.9

-



Xilanh dung tích 50, 100 ml;

Micro pipettes 5l, 25l, 50l và 100 l;

Bể nước cùng với bộ ổn nhiệt;

Máy li tâm cùng với các ống ly tâm;

Hoá phẩm tách nước;

Dung mơi hữu cơ.

Các bước chuẩn bị thí nghiệm.

Chuẩn bị các chai thủy tinh sạch, chịu nhiệt;

Đánh số thứ tự các chai;

Chuẩn bị mẫu nhũ dầu nước (nhũ lấy từ các giếng đại diện cho các tầng khai

thác và các phương pháp khai thác trên mỏ, hàm lượng nước thích hợp của

nhũ là khoảng 15-40%), mẫu nhũ thử nghiệm phải mới và khơng chứa hố

phẩm tách nước;

Gia nhiệt cho nhũ đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đông đặc, khoảng 40-45 0C,

lắc mạnh chai chứa mẫu nhũ sao cho nước được phân tán đều, sau đó rót vào

mỗi chai 100 ml;

Chuẩn bị dung dịch 10% hóa phẩm tách nước (hóa phẩm cần thử nghiệm và

hố phẩm đang sử dụng tại các cơng trình khai thác dầu khí XNLD) với dung

môi hữu cơ (toluel hay xylene).

Tiến hành thử nghiệm.

Cho các chai mẫu nhũ đã chuẩn bị ở trên vào bể nước và gia nhiệt cho đến

60-650C, duy trì ở nhiệt độ này khoảng 15 phút;

Tiến hành bơm hoá phẩm tách nước cần thử nghiệm và hoá phẩm so sánh,

với các định lượng khác nhau, vào các chai mẫu;

Để một chai mẫu trắng (khơng có hố phẩm) với mục đích đánh giá độ bền

của mẫu.

Vặn chặt nút các chai, lắc mạnh các chai trong khoảng thời gian khoảng 3

phút;

Nhúng các chai mẫu trở lại bể nước và duy trì ở nhiệt độ 60-650C;

Theo dõi, xác định và ghi chép lại lượng nước tách ra trong các chai sau

những khoảng thời gian nhất định (5, 15, 30, 60phút) vào sổ theo dõi thí

nghiệm.

Thời gian thí nghiệm có thể kéo dài đến 3 giờ hoặc đến khi lượng nước tách

ra khơng có sự thay đổi;

Xác định hàm lượng nước còn lại trong dầu

Rót dung mơi hữu cơ (toluel hoặc xylene) với mức 50% vào các ống thủy

tinh của máy li tâm.

Dùng xilanh lấy 50% phần mẫu dầu cách bề mặt phân cách dầu-nước 1015mm cho vào các ống trên.

Cho thêm vào mỗi ống một giọt nhỏ chất phá nhũ F-46.

Lắc đều các ống thủy tinh đã chuẩn bị ở trên.

Trang 38



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

8 Thử nghiệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc và độ nhớt của dầu trong điều kiện phòng thí nghiệm

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×