ассистент кафедры «Приборостроение и мехатроника»
г. Казань
Bulat R. Safiullin
Каzan
инженер кафедры «Приборостроение и мехатроника»
г. Казань
Valeriya О. Коzelkova
Каzan
д-р техн. наук, профессор кафедры «Приборостроение и мехатроника»
г. Казань
Rustem S. Kashaev
Каzan
канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедры «Приборостроение и мехатроника»
г. Казань
Оleg V. Коzelkov
Каzan
ЦЕЛЬ. Разработать новые методы экспресс-контроля характеристик скважинной жидкости и нефти, в частности асфальтено-смол и парафинов (АСП). Задача актуальна, поскольку из-за ухудшения свойств нефтирост АСП сопровождается явлением возникновения асфальто-смолисто-парафиновых отложений, что приводит к осложнениям добычи нефти, увеличению расхода энергии и износу оборудования. Разработать технологию и установку удаления АСП из нефти воздействиями физических полей. МЕТОДЫ. Для разработки методик измерения физико-химических свойств нефти использовался метод ядерного (протонного) магнитного резонанса (ПМР), являющийся неконтактным и не требующим подготовки пробы. Для удаления АСПиз нефти использовались: вращающееся магнитное поле, неоднородные переменные электрические и центробежные поля, отстой водонефтяной эмульсии. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработаны методики экспресс-контроля концентраций АСП), воды и дисперсного распределения капель воды в водонефтяной эмульсии. Получены экспериментальные соотношения между концентрациями асфальтено-смол, парафинов и временами спин-спиновой релаксации, позволяющие по параметрам ПМР определять характеристики нефти. Теоретически обоснована технология удаления АСПиз нефти; описаны силы, действующие на капли водного раствора реагентов с АСП,во вращающемся магнитном и неоднородных переменных электрических полях. Разработана структурно-функциональная схема установки для удаления АСПиз нефти, управляемая от разработанного релаксометра ПМР. Произведен расчет источника вращающегося магнитного поля, его оптимизация, физическое и математическое моделирование работы в MatlabSimulink. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Обзор методического и приборного оснащения нефтяных месторождений показал, что контроль АСП осуществляется в лабораториях и длительны по времени, инструментальный метод определения и удаления АС отсутствует. Получены экспериментальные уравнения для измерения концентраций асфальтено-смол в диапазоне 0-30% с относительной погрешностью »± 2 %, концентраций парафинов в диапазоне 0- 30% с относительной погрешностью»± 3 % и дисперсного распределения капель в диапазоне 0-20 мкм с абсолютной погрешностью gП»±1 мкм, предложено устройство для очистки нефти от АСП с управлением от ПМР-анализатора.
THE PURPOSE. To consider the problems of express-control and asphalten-resins and paraffins (ARP) purification of oil from them. Elaborate new methods of oil-well liquid and oil express-contro, especially of ARP. The task is actual, because great amount of ARP lead to ARP – deposits in pipeline, which result to complications in oil-mining, increase of power consumption and wearing of machinery. Elaborate the technology and installation for removing ARP from oil under affect of physical fields. METHODS. When solving this problem, we used the backward/forward method of nuclear (proton) magnetic resonance (PMR) relaxometr, which is noncontact, nondestructive, does not need probe preparense. For ARP removing were used: rotating magnetic, nonuniform alternating electric, centrifugal fields and gravitation separation of emulsion. Was used also physica modeling and MatLab Simulink mathematical modeling.RESULTS. Elaborated the methodics of express-control of ARP and water concentrations, disperse distributions of water solutions of ARP with reagents in emulsions. Were received experimental equations between ARP and water concentrations and times of PMR spin-spin relaxations, which gives the opportunity determine the oil characteristics from NMR-parameters. Theoreticall grounded the technology of the ARP removing from oil, described the forces, affecting on droplets in the rotating magnetic, nonuniform alternating electric, centrifugal fields. Elaborated the structure-functional scheme of installation for purification of oil from ARP, controlled by elaborated relaxometer NMR-NP2. Made the calculation of the rotating magnetic resonance source, its optimization and physical, mathematical modeling of its function in Matlab Simulink program. CONCLUSION. The survey of methodic and instrumental equipment of oilmining deposits showed, that control of studied oil characteristics is carried in laboratories, expensive and long in time, there is no instrumental method of ARP determination and removing. Were received experimental equations for the asphaltene-resins control in the range 0-30% withthe accuracy of »±2 %, for paraffinsin the range 0-30% withaccuracy »± 3 %, droplets distribution in the range 1-20 mm withaccuracy »± 1mm, offered the installation for ARP removing from oil.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.