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उच्च चिपचिपाहट वाले तेलों के लक्षण और उनके संचय की स्थिति

इ।एम। खलीमोव, आई.एम. क्लिमुशिन, एल.आई. फर्डमैन, एनआई मेसिनेव, एल.एन. नोविकोवा (VNII)

तेल संसाधनों की विकास दर में मंदी के कारण उच्च-चिपचिपापन वाले तेलों (एचवीएन) में रुचि बढ़ जाती है, दुनिया के कई देशों में जमा की संख्या हाल के वर्षों में काफी बढ़ गई है। इस प्रकार, यूएसएसआर में, 1961-1984 की अवधि के दौरान खोजे गए ऐसे तेलों के भंडार की संख्या कई गुना बढ़ गई। कई पूंजीवादी देशों (यूएसए, कनाडा, वेनेजुएला) में, वीवीएन जमा का विकास तेल उत्पादन स्तर को स्थिर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

"उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल" शब्द की सख्त मात्रात्मक परिभाषा नहीं है। यह चिपचिपाहट () की निचली और ऊपरी दोनों सीमाओं पर लागू होता है, जो मुख्य रूप से तकनीकी स्थितियों से निर्धारित होती हैं। हमारे देश में मौजूद विचारों के अनुसार, जलाशय की स्थिति में >=0.03 Pa*s वाले उच्च-चिपचिपापन वाले तेलों को उच्च-चिपचिपापन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, इस धारणा के आधार पर कि पारंपरिक (स्वच्छ) बाढ़ का उपयोग तेलों को एक के साथ विस्थापित करने में प्रभावी है। इस मान से कम चिपचिपापन। Minnefteprom प्रणाली में, इस मूल्य का उपयोग देश में तेल भंडार की संरचना के विभेदित विश्लेषण और बढ़ी हुई तेल वसूली के नए तरीकों के उपयोग के माध्यम से इसके उत्पादन की संभावनाओं का आकलन करने में किया जाता है। हालाँकि, ऐसे प्रकाशन हैं जिनमें 0.01 और 0.04 Pa * s को VVN की चिपचिपाहट की निचली सीमा कहा जाता है।

विदेशी साहित्य में, विशेष रूप से अमेरिकी, "भारी तेल" शब्द का अधिक बार उपयोग किया जाता है, जिसे "उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल" की अवधारणा से पहचाना जाता है। विभिन्न स्रोतों के अनुसार, उनमें घनत्व () 0.920-0.935 ग्राम / सेमी 3 (10-20 ° एपीआई) से अधिक तेल शामिल हैं। सामान्य तौर पर, यह माना जा सकता है कि वर्गीकरण मानदंड के रूप में तेल घनत्व का उपयोग चिपचिपाहट की तुलना में इसके निर्धारण की अधिक सरलता और दक्षता के कारण होता है।

सोवियत संघ और विदेशों में घनत्व और तेल की चिपचिपाहट के बीच एक सामान्य संबंध के अस्तित्व को देखते हुए, काफी बड़ी संख्या में भारी, लेकिन उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल या उच्च-चिपचिपापन, लेकिन भारी तेल नहीं, की पहचान की गई है। "भारी उच्च चिपचिपापन तेल" की अवधारणा विभिन्न उद्देश्यों के लिए क्षेत्र अभ्यास में उपयोग किए जाने वाले तेलों की दो अलग-अलग विशेषताओं को मिलाती है। इसके प्रसंस्करण के मुद्दों से निपटने वाले विशेषज्ञों के लिए तेलों का घनत्व रुचि रखता है, और चिपचिपाहट तेल क्षेत्र के विकास के क्षेत्र में विशेषज्ञों का ध्यान आकर्षित करती है।

इसके अलावा, वजन और तेलों की गतिशीलता में कमी के कारण समान हैं और एक ही समय में अलग हैं। उनकी सामान्य प्रकृति के मामलों में, उदाहरण के लिए, डीस्फाल्टिंग या बायोडिग्रेडेशन प्रक्रियाएं, घनत्व और चिपचिपाहट में एक साथ और सबसे अधिक बार एकल-स्तरीय वृद्धि नोट की जाती है। लेकिन तेलों की गंभीरता अक्सर धातुओं, यांत्रिक अशुद्धियों, उनमें सल्फर की सामग्री से निर्धारित होती है, लेकिन यह आवश्यक रूप से तेलों की चिपचिपाहट में वृद्धि नहीं करनी चाहिए। साथ ही तेल की मात्रा भी बढ़ा दी। यह इस तरह की विशेषताएं हैं जो विभिन्न भौतिक-रासायनिक विशेषताओं के बीच निर्भरता के उल्लंघन का कारण बनती हैं।तेलों की विशेषताएं।

विदेशों में VVN की चिपचिपाहट की ऊपरी सीमा के लिए, 10 Pa * s का मान सबसे अधिक बार लिया जाता है। यह इस तथ्य से उचित है कि बिटुमिनस के विपरीत, निर्दिष्ट मूल्य से कम की चिपचिपाहट वाले तेल जमा को विकसित किया जा सकता है, हालांकि अक्षम रूप से, कुओं के माध्यम से प्राकृतिक मोड में। VVN के घनत्व की ऊपरी सीमा के रूप में 0.965 से 1 g/cm3 के मान की सिफारिश की गई थी।

हमारे देश में, इस सीमा की परिभाषा या तो तेलों की समूह संरचना के अध्ययन के आधार पर, या उनकी चिपचिपाहट के मूल्य के आधार पर, अधिकांश जमाओं में, या एक सांख्यिकीय पद्धति द्वारा की गई थी। यह वह है जो विभिन्न लेखकों द्वारा अनुशंसित वीवीएन की कुछ विशेषताओं के मूल्यों में महत्वपूर्ण विसंगतियों की व्याख्या कर सकता है। इसके अलावा, "उच्च-चिपचिपापन तेल" और "प्राकृतिक कोलतार" शब्द अक्सर मिश्रित होते हैं।

अधिकांश घरेलू शोधकर्ता VVN की अंतिम चिपचिपाहट के मूल्यों को इंगित करते हैं जो 1-2 Pa * s से अधिक नहीं होते हैं। इसी समय, वीवीएन के भौतिक-रासायनिक गुणों के ज्ञान के निम्न स्तर पर ध्यान देना आवश्यक है, विशेष रूप से मध्य एशिया और पश्चिमी साइबेरिया के निक्षेपों पर, जिसके लिए उनके केवल एक नमूने हैं।

उसी समय, सामग्री में परिलक्षित नवीनतम आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए, VVN की अंतिम चिपचिपाहट के रूप में 10 Pa * s के मूल्य को लेना उचित लगता है। XI वर्ल्ड पेट्रोलियम कांग्रेस, और USSR में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोकार्बन वर्गीकरण को अंतर्राष्ट्रीय के अनुरूप लाने के लिए।

यद्यपि हाइड्रोकार्बन की चिपचिपाहट काफी हद तक उनके निष्कर्षण के तरीकों और विधियों की पसंद को निर्धारित करती है, हालांकि, यह पैरामीटर अकेले उन्हें एक या दूसरे प्रकार के संदर्भ में पर्याप्त नहीं है। इस मुद्दे को हल करते समय, एक एकीकृत दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, और सबसे ऊपर, हाइड्रोकार्बन की समूह संरचना को ध्यान में रखते हुए। हमारी राय में, उनके घनत्व द्वारा हाइड्रोकार्बन का विभेदन, जैसा कि विदेशों में किया जाता है, बहुत कम प्रमाणित है।

सोवियत संघ के 500 से अधिक वीवीएन जमा के लिए सामग्रियों के विश्लेषण से पता चला है कि बाद की संरचना और गुण व्यापक रूप से भिन्न होते हैं: 15 Pa * s तक चिपचिपाहट, घनत्व 0.838 से 0.998 ग्राम / सेमी 3, सामग्री (%): राल 72, asphaltenes 14.3 कार्बन 72.6-86.1, हाइड्रोजन 11.4, सल्फर 5.2 तक पहुंचता है।

वीवीएन की समूह संरचना में परिवर्तन के अध्ययन ने इस तरह के तेलों के तीन समूहों को भेद करना संभव बना दिया, जिससे उनकी चिपचिपाहट () के वितरण की प्रकृति को ध्यान में रखा जा सके।

किए गए विश्लेषण से चयनित समूहों के वीवीएन की संरचना में महत्वपूर्ण अंतर का पता चला। यह उल्लेखनीय है कि चिपचिपापन परिवर्तन की पूरी श्रृंखला में तेल सामग्री के उच्च मूल्य (80% से अधिक) नोट किए जाते हैं; ऐसे लेपों में राल की मात्रा बहुत कम होती है। साथ ही, तेल की सामग्री की तुलना में रेजिन और asphaltenes की उपस्थिति में एक बड़ी परिवर्तनशीलता का पता चला है।

तेलों की चिपचिपाहट पर डेटा की लगातार कमी की स्थिति में, घनत्व के साथ इसका संबंध स्थापित करना व्यावहारिक हित है। काम में घरेलू और विदेशी तेल और प्राकृतिक कोलतार जमा के लिए एक समान निर्भरता दी गई है, लेकिन इसकी सटीकता पर्याप्त उच्च नहीं है (सहसंबंध गुणांक 0.37-0.52)।

हमारे अध्ययन के परिणामों के आधार पर, और के बीच संबंधों का अध्ययन करते समय तेलों की समूह संरचना को ध्यान में रखने का प्रयास किया गया था। यह स्थापित किया गया है कि तेलों की संरचना की मुख्य विशेषताओं के बीच, इन दो मापदंडों (सहसंबंध गुणांक 0.67-0.75) के बीच एक अपेक्षाकृत स्थिर संबंध उनमें रेजिन की सामग्री को ध्यान में रखते हुए प्रकट होता है ()।

प्राप्त निर्भरता का मुख्य अनुप्रयोग ज्ञात दो अन्य मापदंडों का उपयोग करके तेलों की चिपचिपाहट का निर्धारण है। इसका विश्लेषण कुछ वीवीएन मापदंडों के उपर्युक्त सीमा मूल्यों के पत्राचार की गवाही देता है। तो, सीमित घनत्व पर उनकी चिपचिपाहट, कई घरेलू और विदेशी शोधकर्ताओं द्वारा 0.965 ग्राम / सेमी 3 के बराबर स्वीकार की जाती है, और उनमें लगभग 30% औसत राल सामग्री 2 Pa * s है, और अधिकतम मूल्य \u003d 0.998 पर जी / सेमी 3 - लगभग 10 पा *के साथ।

वीवीएन भंडार सोवियत संघ के लगभग सभी प्रमुख तेल उत्पादक क्षेत्रों में खोजे गए हैं, जो विभिन्न आनुवंशिक प्रकारों के 12 तेल और गैस वाले बेसिन (ओजीबी) में स्थित हैं।

डब्ल्यूडब्ल्यूएन के गठन की प्रक्रियाएं प्राचीन और युवा प्लेटफार्मों के अवसादों और सिन्क्लिसिस के घाटियों में सबसे अधिक सक्रिय थीं। प्लेटफ़ॉर्म तेल और गैस क्षेत्रों के भीतर, अध्ययन किए गए तेलों (237) के साथ फ़ील्ड की सबसे बड़ी संख्या स्थापित की गई है, जिसमें VVN की कुल मात्रा का 93.3% शामिल है। उत्तरार्द्ध का मुख्य भाग वोल्गा-उरल (34.4%), वेस्ट साइबेरियन (24.9%) और तिमन-पिकोरा (23.6%) घाटियों तक सीमित है। इसी समय, वे घटना की स्थितियों और WWN संचय के तराजू की विशेषताओं में काफी भिन्न होते हैं। इस प्रकार, उनमें से पहले को बड़ी संख्या में छोटे लोगों की उपस्थिति की विशेषता है, अन्य दो के भीतर क्रमशः 6 और 13 बड़े वीवीएन जमा पाए गए।

अल्पाइन ओरोजेनिक बेल्ट के पीडमोंट गर्त के घाटियों में, विचाराधीन जमा कई (14) नहीं हैं। वे VVN की कुल राशि का केवल 1.3% खाते हैं, जिनमें से आधे से अधिक अज़ोवो-कुबन तेल और गैस क्षेत्र के क्षेत्रों में केंद्रित हैं।

इंटरमॉन्टेन डिप्रेशन के घाटियों और अल्पाइन पर्वतों के गर्त में 39 वीवीएन जमा शामिल हैं, जिनमें से हिस्सा 5.4% है।

तेल और गैस घाटियों के तलछटी खंड में वीवीएन जमा की गहराई की एक विस्तृत श्रृंखला में पहचान की गई है: 50 (कजाकिस्तान में डोसर, तनातर) से 4800 मीटर (ताजिकिस्तान में सर्यकामिश)। हालांकि, से अधिक युक्त जमा की सबसे बड़ी संख्या VVN संसाधनों का आधा (51.1%), 800-1400 मीटर () की गहराई पर होता है। उन्हें लगभग 23-25 ​​​​डिग्री सेल्सियस के जलाशय तापमान और 12-14 एमपीए के दबाव की विशेषता है। यह दिलचस्प है कि वीवीएन के अपेक्षाकृत बड़े संचय 130 से 950 मीटर की गहराई के अंतराल में स्थानीयकृत हैं।

विख्यात वितरण आम तौर पर उन सैद्धांतिक अवधारणाओं से मेल खाता है, जिसके अनुसार टेक्टोनिक, भू-रासायनिक और हाइड्रोडायनामिक कारकों के प्रभाव में तेल परिवर्तन की प्रक्रिया सीधे जलाशय में हुई थी।

मुख्य WWN संसाधन (58.2%) प्राचीन पूर्वी यूरोपीय मंच के घाटियों और सिनक्लेसिस के तेल और गैस घाटियों के पैलियोज़ोइक जमा (डेवोनियन, कार्बोनिफेरस, पर्मियन) से जुड़े हैं। मेसोज़ोइक संरचनाएं युवा प्लेटफार्मों (संसाधनों का 35.1%) के घाटियों में WWH जमा को नियंत्रित करती हैं। तलहटी और इंटरमाउंटेन गर्त और गड्ढों के तेल और गैस बेसिनों में, वीवीएन संचय पेलोजेन, नियोजीन और आंशिक रूप से मानवजनित जमाओं से जुड़े हैं।

वीवीएन जमा स्थलीय और कार्बोनेट जलाशयों तक ही सीमित हैं, जिसमें क्रमशः 63.5 और 26.5% संसाधन केंद्रित हैं। कुछ क्षेत्रों में वे केवल स्थलीय चट्टानों (टूमेन क्षेत्र, अजरबैजान, सखालिन द्वीप, क्रास्नोडार क्षेत्र, चेचन-इंगुश स्वायत्त सोवियत समाजवादी गणराज्य) से जुड़े हैं, दूसरों में - केवल कार्बोनेट (ऑरेनबर्ग क्षेत्र, ताजिकिस्तान) के साथ।

ज्यादातर मामलों में, VVN जमा पारंपरिक तेलों के जमाव के साथ स्थित होते हैं, जिससे कुछ हद तक, तेल क्षेत्रों की संरचना की क्षेत्रीय प्रकृति होती है।

गहराई (देखें) के साथ तेलों की चिपचिपाहट में नियमित कमी से इसकी पुष्टि होती है।

OGB के भीतर VVN डिपॉजिट के स्थान में एक निश्चित स्थानिक आंचलिकता भी है। प्राचीन और युवा प्लेटफार्मों के अवसादों के घाटियों में, वीवीएन जमा के वितरण क्षेत्रों को सकारात्मक संरचनात्मक तत्वों की सीमाओं द्वारा काफी स्पष्ट रूप से नियंत्रित किया जाता है। II और III आदेश: मेहराब, प्राचीर, मेगास्वेल, एक नियम के रूप में, घाटियों के मध्य भागों को जटिल बनाते हैं। पीडमोंट और इंटरमाउंटेन गर्त और गर्त के घाटियों में, वीवीएन संचय की एकाग्रता के लिए सबसे अनुकूल संरचनात्मक परिस्थितियों को एंटीक्लिनल सिलवटों के विकास के सीमांत क्षेत्रों की विशेषता है। इसी समय, WWN संचय के गठन का पैमाना टेक्टोजेनेसिस के अंतिम सेनोज़ोइक चरण में बड़े संरचनात्मक तत्वों के उत्थान के परिमाण के सीधे अनुपात में है।

निष्कर्ष

1. व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए, जलाशय की स्थिति में उनकी चिपचिपाहट को तेलों के लिए मुख्य वर्गीकरण मानदंड के रूप में उपयोग करने और घनत्व और समूह संरचना पर इसकी निर्भरता का अध्ययन करने की सलाह दी जाती है।

2. वीवीएन मापदंडों के सीमित मूल्यों की अधिक न्यायसंगत स्थापना के लिए, नमूनों की संख्या और उनके भौतिक-रासायनिक विश्लेषणों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि करना आवश्यक है। कागज में प्रस्तावित वीवीएन की चिपचिपाहट के सीमित मूल्य को हाइड्रोकार्बन के उथले संचय के विकास के प्रति दृष्टिकोण में एक महत्वपूर्ण बदलाव की आवश्यकता होगी, जिसे पहले प्राकृतिक बिटुमेन के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था।

3. वीवीएन जमा देश के लगभग सभी प्रमुख तेल उत्पादक क्षेत्रों में विकसित किए गए हैं। घटना की स्थितियों के अनुसार, वे परंपरागत तेलों की जमा राशि के समान हैं, छोटे पैमाने पर अभिव्यक्तियों में भिन्नता, घटना की गहराई, जलाशय तापमान और दबाव।

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मेज विभिन्न चिपचिपाहट के जलाशय तेलों के लक्षण

Pechersk क्षेत्र से उच्च-चिपचिपापन वाले तेल के रियोलॉजिकल गुणों का अध्ययन। कोर्टवर्क: उच्च चिपचिपाहट वाले तेल और प्राकृतिक कोलतार के निक्षेपों के विकास के तरीके

फ़रमानज़ादे ए.आर. 1, करपुनिन एन.ए. 2, ख्रोमीख एल.एन. 3 , एवसेनकोवा ए.ओ. 4, अल-गोबी जी. 5

1 पीएचडी छात्र, 2 छात्र, 3 एसोसिएट प्रोफेसर, 4 छात्र, 5 छात्र। 1,2,4,5 राष्ट्रीय खनिज संसाधन विश्वविद्यालय "गोर्नी", 3 समारा राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय

Pecherskoye क्षेत्र के उच्च विस्कोस तेल के रियोलॉजिकल गुणों का अध्ययन

टिप्पणी

पेपर व्यापक तापमान रेंज में Pechersk क्षेत्र से भारी तेल के रियोलॉजिकल गुणों का अध्ययन करता है। इस तेल क्षेत्र के विकास के लिए इष्टतम स्थितियों को प्रमाणित करने के लिए तापमान के आधार पर चिपचिपाहट के चिपचिपे और लोचदार घटकों के अध्ययन पर मुख्य ध्यान दिया जाता है।

कीवर्ड:उच्च चिपचिपापन तेल, कोलतार, चिपचिपाहट का लोचदार घटक, चिपचिपाहट का चिपचिपा घटक, रियोलॉजिकल गुण।

फरमानजादे ए. आर. 1 , करपुनिन एन. ए. 2, ख्रोमीख एल.एन. 3,एवसेनकोवा ए. हे. 4 , अल– गोबी जी. 5

1 स्नातकोत्तर छात्र, 2 छात्र, 3 एसोसिएट प्रोफेसर, 4 छात्र, 5 छात्र। 1,2,4,5 राष्ट्रीय खनिज संसाधन विश्वविद्यालय (खान विश्वविद्यालय), 3 समारा राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय

भारी तेल क्षेत्र पछोरा की जांच रियोलॉजिकल गुण

अमूर्त

इस पत्र में एक विस्तृत तापमान रेंज में भारी तेल क्षेत्र पेचोरा के रियोलॉजिकल गुणों की जांच है। के अध्ययन पर विशेष ध्यान दिया जाता हैनुकसानऔरभंडारणइस तेल क्षेत्र के विकास के लिए इष्टतम स्थितियों की सिफारिश के लिए तापमान के कार्य के रूप में चिपचिपाहट का मापांक।

खोजशब्द:भारी तेल, कोलतार, भंडारण मापांक, हानि मापांक, रियोलॉजिकल गुण।

आज, प्रकाश, कम-चिपचिपापन वाले तेलों के भंडार में लगातार कमी के कारण, उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल और प्राकृतिक बिटुमेन जैसे कठिन-से-पुनर्प्राप्ति वाले भंडार को पेश करने की आवश्यकता है, जिनमें से अधिकांश कनाडा, वेनेजुएला और रूस में स्थित हैं। अधिक महत्वपूर्ण होता जा रहा है। रूसी संघ में, 70% से अधिक उच्च-चिपचिपापन वाले तेल 5 क्षेत्रों तक सीमित हैं: पर्म क्षेत्र में (31% से अधिक), तातारस्तान में (12.8%), समारा क्षेत्र में (9.7%), बश्कोर्तोस्तान में ( 8.6%) और टूमेन क्षेत्र (8.3%)।

इस प्रकार के तेल क्षेत्र, एक नियम के रूप में, तेल-असर संरचनाओं की उथली गहराई और अक्सर, कम जलाशय तापमान की विशेषता होती है, जबकि उनमें होने वाले तेल या कोलतार में पैराफिन, डामर की उच्च सामग्री के कारण गैर-न्यूटोनियन गुण होते हैं। और रेजिन। तेलों की संरचना में भारी घटकों की एक उच्च सामग्री के साथ, viscoelastic गुण दिखाई देते हैं, जिन्हें पहली बार 1970 के दशक में खोजा गया था। .

जलाशय की स्थिति में ऐसे तेलों के उच्च चिपचिपापन मूल्य कुओं के उत्पादन की कम प्रवाह दर का कारण होते हैं, और कभी-कभी एक प्राकृतिक मोड में एक क्षेत्र विकसित करने की कोशिश करते समय उनकी पूर्ण अनुपस्थिति होती है। वर्तमान में, ऐसे हाइड्रोकार्बन के जमा के विकास में उत्पादक गठन को प्रभावित करने के थर्मल तरीकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन तकनीकों में, रूस में उत्पादन और उत्तेजना के सबसे सामान्य तरीकों के रूप में चक्रीय (चक्रीय भाप इंजेक्शन) और क्षेत्रीय भाप इंजेक्शन को ध्यान देने योग्य है, और स्टीम असिस्टेड ग्रेविटी ड्रेनेज (एसएजीडी), जो विदेशों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एक जटिल कार्बोनेट जलाशय में होने वाले उच्च-चिपचिपापन वाले तेल के गुणों का अध्ययन करने के लिए, Pecherskoye के गांव के पास, वोल्गा नदी के तट पर स्थित Pecherskoye क्षेत्र को चुना गया था। इससे पहले, बिटुमिनस मैस्टिक के उत्पादन के लिए कच्चे माल के बाद के निष्कर्षण के लिए इस क्षेत्र में भारी तेल के साथ संतृप्त रॉक (चूना पत्थर और डोलोमाइट) का खनन किया गया था। लेखकों ने जमा की संरचना और तेल के रियोलॉजिकल गुणों और जलाशय के शून्य स्थान का अध्ययन करने के लिए नमूनों के बारे में जानकारी एकत्र करने के लिए इस क्षेत्र में क्षेत्र का दौरा किया।

इस पत्र में, तापमान के कार्य के रूप में तेल के रियोलॉजिकल गुणों का अध्ययन किया गया था। इस मामले में, एयर बेयरिंग के साथ एक आधुनिक उच्च-परिशुद्धता घूर्णी विस्कोमीटर का उपयोग किया गया था।

तापमान पर गतिशील चिपचिपाहट की निर्भरता का अध्ययन करने का प्रयोग निम्नानुसार किया गया था: 1 मिली की मात्रा के साथ तेल की एक बूंद को 70 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए विस्कोमीटर पैड पर रखा गया था, फिर ड्रॉप को रोटर द्वारा दबाया गया था, और तापमान बढ़कर 110 डिग्री सेल्सियस हो गया। विस्कोमीटर को 5 -1 के कोणीय वेग के मान पर सेट किया गया था, जिसके बाद तापमान धीरे-धीरे 50 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया। इस तापमान को विस्कोमीटर मोटर के अत्यधिक अधिभार को रोकने के लिए सीमा तापमान के रूप में प्रस्तावित किया गया था।

चावल। 1 - तापमान पर उच्च चिपचिपाहट वाले तेल की गतिशील चिपचिपाहट की निर्भरता।

चित्र से पता चलता है कि तेल की गतिशील चिपचिपाहट को y=1177320551696170000x -7.24 रूप के पावर फ़ंक्शन द्वारा R² = 0.99554 के अनुमानित विश्वास मान के साथ वर्णित किया जा सकता है। प्रस्तुत तापमान की पूरी सीमा पर तेल अत्यधिक चिपचिपा होता है (110 डिग्री सेल्सियस पर चिपचिपाहट 2003 mPa∙s है, और 50 ° C पर यह 502343 mPa∙s है)। परीक्षण के इस स्तर पर, विस्कोमीटर की सीमित क्षमताओं के कारण 20 डिग्री सेल्सियस के जलाशय तापमान पर तेल की चिपचिपाहट को मापना संभव नहीं था।

इस तेल के रियोलॉजिकल गुणों के गहन अध्ययन के लिए, चिपचिपाहट के लोचदार और चिपचिपे घटकों को निर्धारित करने के लिए अतिरिक्त विशेष गतिशील परीक्षण किए गए। प्रयोगों के दौरान, चिपचिपाहट के लोचदार घटक (गतिशील कतरनी मापांक, जिसे भंडारण मापांक भी कहा जाता है) और चिपचिपाहट के चिपचिपाहट घटक (अनुपालन या हानि मापांक) पर तापमान को कम करने के प्रभाव का अध्ययन किया गया। अनुसंधान के लिए उपयोग किए जाने वाले Pechersk क्षेत्र के तेल को पहले मामले में 90ºС से 50ºС तक चयनित तापमान सीमा में ठंडा किया गया था। प्रयोग निम्नानुसार किया गया था: एक 1 मिलीलीटर तेल की बूंद को विस्कोमीटर प्लेटफॉर्म पर 70 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया गया था, फिर बूंद को रोटर द्वारा दबाया गया था, और तापमान 90 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया, जिसके बाद यह धीरे-धीरे घटकर 50 डिग्री हो गया। डिग्री सेल्सियस डेटा रिकॉर्डिंग के साथ। गतिशील भार को 1 हर्ट्ज की आवृत्ति और 100 Pa के भार के साथ रोटर के दोलन गति द्वारा दर्शाया गया था। परिणाम चित्र 2 में प्रस्तुत किए गए हैं।

चावल। 2 - तापमान पर Pechersk क्षेत्र के उच्च-चिपचिपापन तेल की चिपचिपाहट के लोचदार (भंडारण मापांक) और चिपचिपा (नुकसान मापांक) घटकों की निर्भरता।

प्रस्तुत निर्भरता का विश्लेषण करते हुए, निम्नलिखित निष्कर्ष निकालना संभव है: सबसे पहले, तेल चिपचिपाहट के चिपचिपा और लोचदार दोनों घटक बढ़ते तापमान के साथ घटते हैं और 80 डिग्री सेल्सियस पर अपेक्षाकृत छोटे मूल्यों तक पहुंचते हैं, जो थर्मल ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता को साबित करता है इस क्षेत्र का विकास। दूसरे, यह ध्यान देने योग्य है कि अध्ययन की गई तापमान सीमा में, तेल में लोचदार गुण होते हैं, हालांकि वे बढ़ते तापमान के साथ घटते हैं, लेकिन महत्वपूर्ण मूल्यों तक पहुंचते हैं: 23.54 पा।

शोध के परिणामों के आधार पर, निम्नलिखित निष्कर्ष निकालना संभव है:

  1. Pechersk क्षेत्र के उच्च-चिपचिपापन तेल को असामान्य रूप से उच्च चिपचिपाहट की विशेषता है: 50 ° C पर मापी गई गतिशील चिपचिपाहट 502343 mPa∙s है।
  2. इस तथ्य के आधार पर कि 50 से 110 डिग्री सेल्सियस तापमान में वृद्धि के साथ तेल की चिपचिपाहट 502343 mPa∙s से 2000 mPa∙s तक घट जाती है, इस क्षेत्र की चट्टान से तेल निकालने के लिए थर्मल उपचार आवश्यक है।
  3. अध्ययन किए गए तेल में जटिल रियोलॉजिकल गुण होते हैं, शायद एस्फाल्टेन और रेजिन की उच्च सामग्री के कारण, जो समारा क्षेत्र के निकट-सतह जमा के लिए विशिष्ट है। चिपचिपाहट के चिपचिपा और लोचदार घटकों के उच्च मूल्य पूरे तापमान सीमा पर देखे जाते हैं, जिस पर गतिशील परीक्षण किए गए थे, जो निस्संदेह जलाशय से तेल निकालने की प्रक्रिया पर नकारात्मक प्रभाव डालेगा।
  4. काम के लेखकों ने उत्पादक संरचनाओं से ऐसे असामान्य तेलों को निकालने के लिए प्रभावी तकनीकों को प्रमाणित करने के उद्देश्य से आगे के परीक्षणों की योजना बनाई है, उदाहरण के लिए, थर्मल एजेंटों और सॉल्वैंट्स के संयुक्त जोखिम का उपयोग करने वाली प्रौद्योगिकियां।

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रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

उच्च व्यावसायिक शिक्षा के संघीय बजटीय राज्य शैक्षिक संस्थान

"ऊफ़ा स्टेट ऑयल टेक्निकल यूनिवर्सिटी"

विभाग "गैस और तेल पाइपलाइनों और गैस और तेल भंडारण सुविधाओं का निर्माण और मरम्मत"

उच्च चिपचिपापन तेल का परिवहन

अमूर्त

परिचय

उच्च चिपचिपाहट और अत्यधिक जमने वाले तेलों की पम्पिंग

उच्च चिपचिपाहट वाले तेलों का हाइड्रोट्रांसपोर्ट

गर्मी उपचारित तेलों का स्थानांतरण

एडिटिव्स के साथ तेल पंप करना

पहले से गरम तेल की पम्पिंग

गुहिकायन द्वारा पम्पिंग विधि

निष्कर्ष

परिचय

आधुनिक तेल उत्पादन की एक विशिष्ट विशेषता कच्चे माल की विश्व संरचना में हार्ड-टू-रिकवर रिजर्व (HRR) की हिस्सेदारी में वृद्धि है, जिसमें 30 mPa*s और अधिक की चिपचिपाहट वाला भारी तेल शामिल है। इस तरह के तेल का भंडार कम से कम 1 ट्रिलियन क्यूबिक मीटर है। टन, जो कम और मध्यम चिपचिपाहट के अवशिष्ट पुनर्प्राप्त करने योग्य तेल भंडार की मात्रा से पांच गुना अधिक है। दुनिया के कई औद्योगिक देशों में भारी तेल को आने वाले वर्षों में तेल उत्पादन के विकास का मुख्य आधार माना जाता है। कनाडा और वेनेजुएला, साथ ही मेक्सिको, संयुक्त राज्य अमेरिका, कुवैत और चीन में भारी और बिटुमिनस तेल का सबसे बड़ा भंडार है।

रूस के पास तेल और गैस के महत्वपूर्ण संसाधन भी हैं, और उनकी मात्रा रूसी तेल के कुल भंडार का लगभग 55% है। उच्च चिपचिपाहट वाले तेल (वीवीएन) के रूसी भंडार पर्म क्षेत्र, तातारस्तान, बश्किरिया और उदमुर्तिया में स्थित हैं। उनमें से सबसे बड़े हैं: वैन-एगन्सकोय, सेवरो-कोम्सोमोल्स्कॉय, उसिंस्कॉय, रस्कॉय, ग्रेमिखिन्सकोए, आदि, जबकि सभी उच्च-चिपचिपापन वाले तेल भंडार के 2/3 से अधिक 2000 मीटर तक की गहराई पर स्थित हैं और अंत में, अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए प्रसंस्करण तेल उद्योग के अत्यावश्यक कार्यों में से एक है। उच्च-चिपचिपाहट वाले तेलों की पाइपलाइन पंपिंग के विभिन्न तरीके हैं।


वर्तमान में, महत्वपूर्ण मात्रा में तेल का उत्पादन किया जा रहा है जिसमें साधारण तापमान पर उच्च चिपचिपाहट होती है या बड़ी मात्रा में पैराफिन होता है और परिणामस्वरूप, उच्च तापमान पर जम जाता है। सामान्य तरीके से पाइपलाइनों के माध्यम से ऐसे तेलों का स्थानांतरण कठिन होता है। इसलिए, उनके परिवहन के लिए विशेष विधियों का उपयोग किया जाता है:

मंदक के साथ पम्पिंग;

उच्च चिपचिपाहट वाले तेलों का हाइड्रोट्रांसपोर्ट;

गर्मी उपचारित तेलों की पम्पिंग;

एडिटिव्स के साथ तेल पंप करना;

पहले से गरम तेल की पम्पिंग।

तनुकारकों के साथ उच्च-चिपचिपापन और उच्च-जमने वाले तेलों की पम्पिंग

उच्च-चिपचिपापन और अत्यधिक जमने वाले तेलों के रियोलॉजिकल गुणों को बेहतर बनाने के प्रभावी और किफायती तरीकों में से एक हाइड्रोकार्बन मंदक - गैस घनीभूत और कम-चिपचिपापन वाले तेलों का उपयोग है।

थिनर का उपयोग काफी हद तक चिपचिपाहट को कम कर सकता है और तेल डाल सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि, सबसे पहले, मिश्रण में पैराफिन की एकाग्रता कम हो जाती है, क्योंकि इसका हिस्सा मंदक के हल्के अंशों द्वारा भंग कर दिया जाता है। दूसरे, मंदक में डामर-राल पदार्थों की उपस्थिति में, बाद में, पैराफिन क्रिस्टल की सतह पर हाय द्वारा adsorbed किया जा रहा है, एक मजबूत संरचनात्मक जाली के गठन को रोकता है।

मंदक (केरोसिन डिस्टिलेट) के साथ तेल पंप करने पर हमारे शिविर में पहला प्रयोग इंजीनियरों द्वारा किया गया था: 1926 में ए.एन. सखानोव और ए.ए. पाइपलाइन "। वर्तमान में, हमारे देश और विदेश में उच्च-चिपचिपापन और अत्यधिक जमने वाले तेलों को पतला करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, अत्यधिक पैराफिनिक मैनशलक तेल को समारा क्षेत्र में गर्म अवस्था में पंप किया जाता है, और फिर वोल्गा क्षेत्र से कम-चिपचिपापन वाले तेलों के साथ मिलाकर द्रुजबा तेल पाइपलाइन में पंप किया जाता है।

सामान्य स्थिति में, उच्च-चिपचिपापन और अत्यधिक जमने वाले तेल के गुणों पर इसकी कार्रवाई की प्रभावशीलता को ध्यान में रखते हुए मंदक के प्रकार का चुनाव किया जाता है, मंदक प्राप्त करने की लागत, तेल की प्रमुख सुविधाओं तक इसकी डिलीवरी पाइपलाइन और मिश्रण।

यह उत्सुक है कि मिश्रित घटकों का तापमान तेल मिश्रण के भूवैज्ञानिक गुणों को प्रभावित करता है। चिपचिपा घटक के डालना बिंदु से 3-5 डिग्री अधिक तापमान पर मिश्रण करने पर एक सजातीय मिश्रण प्राप्त होता है। प्रतिकूल मिश्रण स्थितियों के तहत, तनुकारक की प्रभावशीलता बहुत कम हो जाती है और मिश्रण का पृथक्करण भी हो सकता है।

2. उच्च चिपचिपाहट वाले तेलों का हाइड्रोट्रांसपोर्ट

उच्च-चिपचिपापन और अत्यधिक जमने वाले तेलों का हाइड्रोट्रांसपोर्ट कई तरीकों से किया जा सकता है:

पानी की अंगूठी के अंदर तेल पंप करना;

जल-तेल मिश्रण को तेल-में-जल पायस के रूप में पंप करना;

तेल और पानी की स्तरित पम्पिंग।

चित्रा 1 - पानी की अंगूठी के अंदर तेल का हाइड्रो पम्पिंग:

ए - पेंच काटने के उपयोग के साथ; बी - रिंग कपलिंग के उपयोग के साथ; सी - एक छिद्रित पाइपलाइन का उपयोग करना।

1906 में वापस, I. D. इसहाक ने उच्च-चिपचिपाहट (n = 25) की पंपिंग की 102 /सी) "6 मिमी व्यास से 800 मीटर की दूरी तक पाइप लाइन के माध्यम से पानी के साथ कैलिफोर्निया तेल। एक सर्पिल कुंडलित तार को पाइप की आंतरिक दीवार पर वेल्ड किया गया था, जिससे प्रवाह का एक भंवर प्रदान किया गया था (चित्र 1)। नतीजतन, भारी पानी सीधे दीवार पर फेंक दिया गया था, और तेल का प्रवाह पानी की अंगूठी के अंदर चला गया, न्यूनतम घर्षण का अनुभव हुआ। यह पाया गया कि एक निरंतर दबाव ड्रॉप पर पाइपलाइन की अधिकतम उत्पादकता तेल के अनुपात में प्राप्त की गई थी और जल प्रवाह दर 9: 1 के बराबर। प्रयोग के परिणामों का उपयोग 203 मिमी के व्यास और 50 किमी की लंबाई के साथ एक औद्योगिक तेल पाइपलाइन के निर्माण में किया गया था। इसकी ऊंचाई 24 मिमी और लगभग 3 की पिच थी एम।

हालांकि, पाइपों की आंतरिक सतह पर स्क्रू थ्रेड्स के निर्माण की जटिलता के कारण परिवहन की इस पद्धति को व्यापक वितरण नहीं मिला है। इसके अलावा, पैराफिन के जमाव के परिणामस्वरूप, धागा बंद हो जाता है, दीवार के पास पानी की अंगूठी नहीं बनती है, जो पंपिंग मापदंडों को काफी खराब कर देती है।

हाइड्रोट्रांसपोर्ट की एक अन्य विधि का सार यह है कि उच्च चिपचिपाहट वाले तेल और पानी को पंप करने से पहले इस अनुपात में मिलाया जाता है कि तेल-इन-वॉटर इमल्शन बनता है (चित्र 2)। इस मामले में, तेल की बूंदें पानी की फिल्म से घिरी होती हैं और इसलिए तेल और पाइप की दीवार के बीच कोई संपर्क नहीं होता है।

चित्र 2 - पायस के रूप में हाइड्रोपम्पिंग:

ए - "पानी में तेल" टाइप करें; बी - "तेल में पानी" टाइप करें

पायस को स्थिर करने और पाइपलाइन की दीवारों को हाइड्रोफिलिक गुण प्रदान करने के लिए, अर्थात। इसकी सतह पर पानी को बनाए रखने की क्षमता, सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट) उनमें जोड़े जाते हैं। तेल-इन-वाटर इमल्शन की स्थिरता सर्फेक्टेंट के प्रकार और एकाग्रता, तापमान, प्रवाह व्यवस्था और मिश्रण में पानी और तेल के अनुपात पर निर्भर करती है।

मिश्रण में अभ्रक की मात्रा कम करने से इमल्शन की स्थिरता बिगड़ जाती है। प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि न्यूनतम स्वीकार्य जल सामग्री बिल्कुल 30% है।

हाइड्रोट्रांसपोर्ट की इस पद्धति का नुकसान फेज इनवर्जन का खतरा है, यानी पंपिंग की गति या तापमान में बदलाव होने पर ऑयल-इन-वाटर इमल्शन को वाटर-इन-ऑयल इमल्शन में बदलना। इस तरह के पायस की चिपचिपाहट मूल तेल की चिपचिपाहट से भी अधिक होती है। इसके अलावा, जब इमल्शन पंपों से होकर गुजरता है, तो इसे बहुत तीव्रता से पंप किया जाता है और बाद में इसे तेल और पानी में अलग करना मुश्किल होता है।

अंत में, हाइड्रोट्रांसपोर्ट की तीसरी विधि तेल और पानी की स्तरित पम्पिंग है (चित्र 3)। इस मामले में, पानी, एक भारी तरल के रूप में, निचले उत्पादक पाइप में एक स्थिति रखता है, और तेल - ऊपरी एक पर। पम्पिंग गति के आधार पर चरण पृथक्करण सतह, सपाट या घुमावदार हो सकती है। इस मामले में पाइपलाइन के हाइड्रोलिक प्रतिरोध में कमी इस तथ्य के कारण होती है कि तेल का हिस्सा एक निश्चित दीवार के संपर्क में नहीं है, बल्कि चलते पानी के साथ है। पम्पिंग की यह विधि मध्यवर्ती पम्पिंग स्टेशनों वाली पाइपलाइनों पर भी लागू नहीं की जा सकती, क्योंकि इससे स्थिर तेल-में-जल पायस का निर्माण होगा।

चित्रा 3 - तेल और पानी की परत-दर-परत पंपिंग के दौरान जल-तेल प्रवाह के संरचनात्मक रूप: ए - लेंस; बी - एक सपाट सीमा के साथ अलग; में - एक घुमावदार सीमा के साथ अलग; जी - कुंडलाकार सनकी; डी - कुंडलाकार संकेंद्रित

प्रवाह का प्रत्येक संरचनात्मक रूप अनायास स्थापित हो जाता है जैसे ही उसके अस्तित्व की स्थितियाँ पहुँच जाती हैं।

जल-तेल प्रवाह के संरचनात्मक रूपों और हाइड्रोलिक ढलान के परिमाण के बीच संबंध। F.M. Galin के प्रायोगिक अध्ययन के अनुसार, यह इस प्रकार है (चित्र 4)।

चित्रा 4 - तेल और पानी के मिश्रण को पंप करते समय प्रवाह दर पर हाइड्रोलिक ढलान की निर्भरता

3. गर्मी उपचारित तेलों का स्थानांतरण

ऊष्मा उपचार अत्यधिक पैराफिनिक तेल का ऊष्मा उपचार है, जिसमें इसे पैराफिन के गलनांक से अधिक तापमान पर गर्म करना और फिर रियोलॉजिकल मापदंडों में सुधार के लिए इसे एक निश्चित दर पर ठंडा करना शामिल है।

हमारे देश में तेलों के ताप उपचार पर पहला प्रयोग 1930 के दशक में किया गया था। इस प्रकार, Romashkinskoye फ़ील्ड से तेल के ताप उपचार ने इसकी चिपचिपाहट को 2 गुना से अधिक कम करना और डालना बिंदु को 20 डिग्री कम करना संभव बना दिया।

यह स्थापित किया गया है कि तेलों के रियोलॉजिकल गुणों में सुधार उनमें आंतरिक परिवर्तन से जुड़ा है जो गर्मी उपचार के परिणामस्वरूप होता है। सामान्य परिस्थितियों में, पैराफिनिक तेलों का प्राकृतिक शीतलन एक क्रिस्टलीय पैराफिनिक संरचना बनाता है, जो तेल को एक ठोस गुण देता है। संरचना की ताकत अधिक होती है, तेल में पैराफिन की सघनता जितनी अधिक होती है और बनने वाले क्रिस्टल का आकार उतना ही छोटा होता है। तेल को पैराफिन के गलनांक से अधिक तापमान पर गर्म करके, हम उनके पूर्ण विघटन को प्राप्त करते हैं। तेल के बाद के ठंडा होने के साथ, पैराफिन क्रिस्टलीकरण होता है। तेल में पैराफिन क्रिस्टल का आकार, संख्या और आकार पैराफिन क्रिस्टलीकरण केंद्रों की घटना की दर और पहले से अलग क्रिस्टल की वृद्धि दर के अनुपात से प्रभावित होता है। पैराफिन क्रिस्टल पर सोखने वाले डामर-राल पदार्थ, इसकी सतह के तनाव को कम करते हैं। नतीजतन, पहले से मौजूद क्रिस्टल की सतह पर पैराफिन निष्कर्षण की प्रक्रिया नए क्रिस्टलीकरण केंद्रों के गठन की तुलना में ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल हो जाती है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि गर्मी उपचारित तेल में पैराफिन के बड़े क्रिस्टल बनते हैं। इसी समय, इन क्रिस्टल की सतह पर adsorbed asphaltenes और रेजिन की उपस्थिति के कारण, उनके बीच जमावट आसंजन की ताकतें काफी कमजोर हो जाती हैं, जो एक मजबूत पैराफिन संरचना के गठन को रोकता है।

चित्र 5 - गर्मी उपचार के बाद समय के साथ ओज़ेकसुअट (1) और ज़ेटीबाई (2) तेलों की प्रभावी चिपचिपाहट की बहाली

ताप उपचार की दक्षता शीतलन प्रक्रिया के दौरान ताप तापमान, शीतलन दर और तेल की स्थिति (स्थिर या गतिशील) पर निर्भर करती है। ताप उपचार के दौरान इष्टतम ताप तापमान प्रयोगात्मक रूप से पाया जाता है, सबसे अच्छी शीतलन स्थिति स्थैतिकी में होती है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि गर्मी-उपचारित तेल के रियोलॉजिकल पैरामीटर समय के साथ बिगड़ते हैं और अंततः उन मूल्यों तक पहुँचते हैं जो तेल गर्मी उपचार (चित्र 5) से पहले थे। ओज़ेकसुएट तेल के लिए, यह समय 3 दिन है, और मंगेशलक तेल के लिए - 45 दिन इसलिए यह हमेशा पर्याप्त नहीं होता है कि इसके पाइपलाइन परिवहन की समस्या को हल करने के लिए एक बार तेल का थर्मली उपचार किया जाए। इसके अलावा, पूंजी निवेश<#"214" src="/wimg/16/doc_zip7.jpg" />

चित्रा 6 - "हॉट" पम्पिंग की प्रमुख तकनीकी योजना

जैसे ही यह मुख्य पाइपलाइन में चलता है, पर्यावरण के साथ ताप विनिमय के कारण तेल ठंडा हो जाता है। इसलिए, हर 25-100 किमी पर पाइपलाइन मार्ग के साथ हीटिंग पॉइंट स्थापित किए जाते हैं। इंटरमीडिएट पम्पिंग स्टेशनों को हाइड्रोलिक गणना के अनुसार रखा गया है, लेकिन उनके संचालन को सुविधाजनक बनाने के लिए उन्हें हीटिंग पॉइंट्स के साथ जोड़ा जाना चाहिए। अंत में, तेल को अंत-बिंदु टैंकों में पंप किया जाता है, जो हीटिंग सिस्टम से भी लैस होते हैं।

तेल पारंपरिक केन्द्रापसारक पंपों का उपयोग करके "गर्म" पाइपलाइनों के माध्यम से पंप किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि पंप किए गए तेल का तापमान काफी अधिक है, और इसलिए इसकी चिपचिपाहट कम है। ठंडे तेल को पाइपलाइनों से बाहर धकेलने पर, पिस्टन पंपों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, NT-45 ब्रांड। तेल को गर्म करने के लिए दीप्तिमान-संवहन भट्टियों का उपयोग किया जाता है, जिसकी दक्षता 77% तक पहुँच जाती है।

लेकिन लगभग सभी मुख्य तेल पाइपलाइन गैर-इज़ोटेर्मल हैं। पंप किए गए तेल की चिपचिपाहट, पाइपलाइन का हाइड्रोलिक प्रतिरोध, प्रवाह Q और केन्द्रापसारक पंपों (CBN) का दबाव P तापमान पर निर्भर करता है। इसलिए, पंपिंग की लागत पाइपलाइन के तापमान शासन पर भी निर्भर करती है। इसलिए, गर्मी और सर्दियों की स्थितियों, अर्ध-स्थिर और गैर-स्थिर परिस्थितियों के लिए परिचालन स्थितियों की गणना, पर्यावरण के साथ पाइपलाइन के ताप विनिमय को ध्यान में रखते हुए की जानी चाहिए। गैर-इज़ोटेर्मल प्रवाह विभिन्न कारणों से हो सकता है:

चिपचिपा तेल का तापमान बढ़ सकता है क्योंकि यह घर्षण गर्मी की रिहाई के कारण पम्पिंग स्टेशनों के बीच यात्रा करता है। 19 मुख्य पाइपलाइनों पर तथ्यात्मक सामग्री का विश्लेषण, जिसमें तेल पाइपलाइन "द्रुज़बा", शैम - टूमेन, अलेक्जेंड्रोव्स्कोए - अंज़ेरो - सुदज़ेंस्क, उस्ट - बाल्यक - ओम्स्क, पश्चिमी और उत्तर-पश्चिमी साइबेरिया की तेल पाइपलाइन, ऊपरी वोल्गा, तेल पाइपलाइन टेबुक शामिल हैं। - Ukhta, Usa - Ukhta et al., स्पष्ट रूप से पता चला, औसत मूल्य के संबंध में 1.5-2 गुना, गर्मी हस्तांतरण गुणांक में परिवर्तन। यह तथ्य पाइपलाइनों और पर्यावरण के बीच हीट एक्सचेंज की गैर-स्थिरता की भी गवाही देता है। मुख्य तेल पाइपलाइनों के थर्मल-हाइड्रोलिक मोड की अस्थिरता से पम्पिंग के लिए बिजली की अत्यधिक खपत और परिचालन लागत में वृद्धि होती है।

जब तेल को पाइप लाइन में पंप किया जाता है, जो मार्ग के परिवेश के तापमान से अलग तापमान के साथ होता है, तो एक गैर-इज़ोटेर्मल प्रारंभिक खंड बनता है, जिसकी लंबाई पंपिंग स्टेशनों के बीच चलने की लंबाई के बराबर या बराबर हो सकती है। पृथ्वी के आंतों से निकाला गया तेल, एडिटिव्स के साथ इलाज किया जाता है (एडिटिव्स जोड़ने का तापमान लगभग 50 ... 70 डिग्री सेल्सियस है) या जो एक विशेष गर्मी उपचार से गुजरा है जो इसके परिवहनीय गुणों में सुधार करता है, एक गैर-इज़ोटेर्मल मोड में पंप किया जाता है . चूंकि पाइपलाइनों के प्रारंभिक खंडों का तापमान शासन अस्थिर है और दृढ़ता से जलवायु परिस्थितियों पर निर्भर करता है, ऐसे वर्गों की थर्मल-हाइड्रोलिक गणना गैर-स्थिर गर्मी हस्तांतरण को ध्यान में रखते हुए की जानी चाहिए। NKTN KazTransOil की पूर्वी शाखा की Kumkol-karakoin तेल पाइपलाइन पर एक विशिष्ट स्थिति विकसित हुई है। उत्पादकता के मामले में गहरे अंडरलोड की शर्तों के तहत, ऑपरेटिंग परिस्थितियों की गणना और थिक्सोट्रोपिक गुणों के साथ विस्कोप्लास्टिक तेल को पंप करने के तरीकों का औचित्य बहुत ही समस्याग्रस्त है। प्रवाह में पोर पॉइंट डिप्रेसेंट्स की शुरूआत के लिए तेल को गर्म करने की आवश्यकता होती है और यह पाइपलाइन के माध्यम से तेल के हस्तांतरण को गैर-इज़ोटेर्मल बनाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एडिटिव्स के उपयोग से समस्या का समाधान नहीं होता है। कड़ाके की ठंड के मौसम में, ऐसे हालात पैदा हो जाते हैं जब तेल पंप करना असंभव हो जाता है। मध्य एशिया की स्थितियों में, कुमकोल तेलों के "गर्म" पम्पिंग की विधि, जिसमें महंगे एडिटिव्स की आवश्यकता नहीं होती है, आर्थिक रूप से लाभदायक हो सकती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि समान परिस्थितियों में बड़े व्यास (720-1020 मिमी) की सबसे बड़ी "गर्म" तेल पाइपलाइन के संचालन में अनुभव का खजाना है। टीपी = 28 डिग्री सेल्सियस और हीटिंग तापमान टीएन = 65 डिग्री सेल्सियस। वर्तमान में, यह पाइपलाइन गैर-इज़ोटेर्मल भी है, लेकिन कम तापमान की स्थिति में लगभग 30 डिग्री सेल्सियस पर चलती है, क्योंकि पाइपलाइन से गुजरने वाले तेलों के मिश्रण में मध्यम चिपचिपापन होता है। उच्च-चिपचिपाहट वाले तेलों के अनुपात में वृद्धि के साथ, पंपिंग तापमान तदनुसार बढ़ जाएगा। मुख्य तेल पाइपलाइन यूएसए-उख्ता के लिए, जिसके माध्यम से तिमानो-पेचेर्सक तेल और गैस प्रांत के अत्यधिक डाले गए तेल को अवसादक योजक के साथ पंप किया जाता है, पाइपलाइन के माध्यम से तेल पंप करने के तरीकों की गणना और औचित्य की समस्या भी तीव्र है। तथ्य यह है कि विस्कोप्लास्टिक गुणों वाले भारी और अत्यधिक पैराफिनिक तेल के अनुपात में भविष्य में 37 ... 56% के भीतर उतार-चढ़ाव होगा, और अवसादक योजक का उपयोग अपेक्षित प्रभाव नहीं दे सकता है। "हॉट" पम्पिंग की विधि को वर्तमान में एक विकल्प के रूप में माना जाता है।

विशेष रूप से कठिनाई "गर्म" पाइपलाइनों की गणना है, जिसके माध्यम से उच्च-चिपचिपाहट और अत्यधिक जमने वाले तरल पदार्थ को उच्च तापमान, लगभग 60-120 डिग्री सेल्सियस पर पंप किया जाता है। "गर्म" पंपिंग के साथ, मध्यवर्ती थर्मल स्टेशनों की भट्टियों में तेल गरम किया जाता है, जो न केवल तेल या तेल उत्पादों के पाइपलाइन परिवहन की लागत को बढ़ाता है, बल्कि सिस्टम की विश्वसनीयता और पर्यावरणीय सुरक्षा की विशिष्ट समस्याएं भी पैदा करता है। चूंकि गर्म तेल समय के साथ ठंडा हो जाता है, और विशेष रूप से उपचारित तेल "गर्म" और किसी भी गैर-इज़ोटेर्मल पाइपलाइनों के लिए अस्थायी रूप से बेहतर परिवहन योग्य गुणों को खो देता है, निम्नलिखित की गणना की जानी चाहिए:

) पम्पिंग फिर से शुरू करने के समय केन्द्रापसारक पंपों (आपूर्ति क्यू और दबाव पी) के सुरक्षित स्टॉप टाइम τbo और शुरुआती पैरामीटर;

) ठंडी अवस्था से शुरू होने पर पाइपलाइन का ताप समय τpr;

) कम मोड पर पाइपलाइन के सुरक्षित संचालन का समय (पंपों की आपूर्ति में अस्थायी कमी के साथ, पंप किए गए तेल के ताप तापमान में कमी आदि)।

गैर-इज़ोटेर्मल पाइपलाइनों की परिचालन स्थितियों की गणना करते समय, इस तथ्य को ध्यान में रखना आवश्यक है कि ऐसी प्रणालियाँ व्यावहारिक रूप से कई कारणों से डिज़ाइन स्थितियों में काम नहीं करती हैं, जैसे कि पर्यावरण में जलवायु परिवर्तन (तापमान, मिट्टी के गुण, आदि)। ।), सिस्टम की मौसमी लोडिंग, क्षमता का चरणबद्ध कमीशनिंग, उपकरण उम्र बढ़ने और पहनने, जमा की कमी के कारण उत्पादकता में गिरावट, कार्गो प्रवाह में परिवर्तन आदि। इसलिए, दोनों "गर्म" और केवल गैर-इज़ोटेर्मल पाइपलाइनों के लिए, कम तीव्र गर्मी हस्तांतरण की विशेषता है, हाइड्रोलिक प्रतिरोध में अत्यधिक वृद्धि के कारण पाइपलाइन को "ठंड" करने या आपूर्ति को "गिराने" का वास्तविक खतरा है। इसलिए, ऐसी पाइपलाइनों की थर्मल-हाइड्रोलिक गणनाओं पर बढ़ी हुई आवश्यकताओं को लगाया जाता है। सामान्य डिजाइन थर्मल-हाइड्रोलिक गणना के अलावा, गैर-स्थिर मोड की गणना करना आवश्यक है, जैसे पंपिंग शुरू करना, रोकना और फिर से शुरू करना। विभिन्न रियोलॉजिकल मॉडल वाले तरल पदार्थों के लिए गतिशील विशेषताओं का निर्माण किया जा सकता है। इस पद्धति का बड़ा लाभ यह है कि यह आपको पाइपलाइन के हाइड्रोलिक प्रतिरोध में परिवर्तन के कारण केन्द्रापसारक पम्पों की आपूर्ति में परिवर्तन को ध्यान में रखने की अनुमति देता है। उचित कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करते समय, अन्य पम्पिंग और गर्मी हस्तांतरण पैरामीटर में परिवर्तन को भी ध्यान में रखना संभव हो जाता है।

वर्तमान में, दुनिया में 50 से अधिक "हॉट" मुख्य पाइपलाइनें चल रही हैं। उनमें से सबसे बड़ी Uzen-Guriev-Kuibyshev तेल पाइपलाइन है।

6. गुहिकायन द्वारा पम्पिंग विधि

गुहिकायन क्रिया द्वारा तेल की चिपचिपाहट में परिवर्तन के एक प्रायोगिक अध्ययन के परिणाम बहुत रुचि के हैं, जिसमें एक उपकरण प्रस्तावित है जिसमें पाइपलाइन लाइन में चर क्रॉस सेक्शन का एक खोखला बेलनाकार शरीर होता है, जिसमें एक चिकनी संकीर्णता भी शामिल है। गुहिकायन की घटना। उच्च गति वाले गुहिकायन बुलबुले तरल में उच्च-आयाम दोलनों के रूप में कार्य करते हैं, जिसके कारण तेल की चिपचिपाहट कम हो जाती है।

इसकी चिपचिपाहट को कम करने के लिए पैराफिनिक तेल के प्रसंस्करण के लिए एक गुहिकायन मॉड्यूल की गणना की जा सकती है, जिसके आधार पर एक हाइड्रोडायनामिक प्रवाह इकाई विकसित और परीक्षण की गई थी। प्रयोगों से पता चला कि तेल के सोनोकेमिकल उपचार के बाद तेल की चिपचिपाहट 35% कम हो गई थी।

इस उपकरण का मुख्य नुकसान इसकी कामकाजी सतहों का गहन गुहिकायन है, जो (जर्मिनल नाभिक से) गुहिकायन बुलबुले उत्पन्न करते हैं, जिनमें से अधिकांश इन सतहों पर गिर जाते हैं। एक और नुकसान गुहिकायन उपचार की तीव्रता के नियमन की कमजोर डिग्री है, क्योंकि मूल तेल में गुहिकायन नाभिक की संख्या को विनियमित करना मुश्किल है। इसके अलावा, ऐसे उपकरणों में बनने वाले गुहिकायन बुलबुले के आयाम, जिस पर मुख्य रूप से गुहिकायन-संचयी उपचार की तीव्रता निर्भर करती है, व्यावहारिक रूप से बेकाबू भी हैं। आवश्यक आकार के बुलबुले के निर्माण के लिए आवश्यक रेयरफेक्शन ज़ोन में गुहिकायन कोर का निवास समय, ऐसे उपकरणों में बहुत छोटी सीमा के भीतर भिन्न हो सकता है और यह स्पंदन, कंपन आदि की आवृत्ति से संबंधित है। मुख्य पैरामीटर जो गुहिकायन प्रभाव की कैनेटीक्स प्रारंभिक (ढहने से पहले) आकार निर्धारित करता है गुहिकायन बुलबुले बहुत संकीर्ण सीमा के भीतर भिन्न हो सकते हैं और अक्सर अधिकतम से दूर होते हैं। उपचारित तेल में सूचीबद्ध कमियां नकारात्मक रूप से प्रकट होती हैं - चिपचिपाहट में मामूली कमी, एक छोटा थिक्सोट्रोपिक पुनर्प्राप्ति समय।

विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं की गहनता के लिए तेलों में अल्ट्रासाउंड और हाइड्रोडायनामिक कैविटेशन के उपयोग पर अध्ययन का विश्लेषण इस पद्धति का वादा दिखाता है। हालांकि, कई कारणों से बड़ी मात्रा में उत्पादन के साथ उद्यमों में अल्ट्रासोनिक गुहिकायन का व्यापक उपयोग नहीं हुआ है: गुहिकायन बुलबुले की पीढ़ी के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा खपत, तकनीकी निलंबन में अल्ट्रासोनिक तरंगों का तेज क्षीणन, दोलन क्षेत्र द्वारा स्थानीय प्रभाव की सीमा विकिरण सतह, गुहिकायन द्वारा काम की सतहों का विनाश, आदि।

निष्कर्ष

वर्तमान में उच्च-चिपचिपापन वाले तेलों के परिवहन का सबसे अधिक अध्ययन और व्यापक तरीका पाइपलाइनों के माध्यम से उनका "हॉट पंपिंग" है। इस तथ्य के बावजूद कि यह सबसे परिपक्व तकनीक है, इसमें गंभीर कमियां हैं। सबसे पहले, यह एक उच्च ऊर्जा तीव्रता है, क्योंकि। हीटिंग के दौरान ईंधन के रूप में, एक नियम के रूप में, परिवहन माध्यम का ही उपयोग किया जाता है - मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल और ईंधन (तेल, ईंधन तेल)।

दूसरी कठिनाई इस तथ्य से जुड़ी है कि प्रतिकूल मौसम की स्थिति में पाइपलाइन "फ्रीज" हो सकती है। अंत में, संरचना की विश्वसनीयता और निर्माण तकनीक में जटिलताओं को सुनिश्चित करने में कठिनाई के कारण पर्यावरणीय कारणों से जमे हुए और रोपण मिट्टी वाले क्षेत्रों में ऐसी पाइपलाइनों का निर्माण मुश्किल है।

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

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तेल अभी भी मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाने वाला एक अनिवार्य खनिज है। इसका विकल्प खोजने के सफल प्रयासों के बावजूद, तेल अभी भी एक बहुत ही लोकप्रिय उत्पाद बना हुआ है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि पृथ्वी के आंत्र से तेल भंडार का निष्कर्षण एक प्रचंड गति से किया जाता है, जिसके संबंध में, तेल जमा बहुत तेज़ी से घट रहे हैं, जबकि फिर से बनने का समय नहीं है। इस प्रकार, पारंपरिक तेल, जिसे हल्का तेल भी कहा जाता है, को भारी तेल से बदला जा रहा है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दुनिया में बिल्कुल सभी तेल भंडार उनके घनत्व के अनुसार वर्गीकृत किए गए हैं। इस प्रकार, तेल को आमतौर पर निम्न प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

  1. सुपर लाइट तेल। यह अपने कम घनत्व से अलग है, जो 0.780 g/cm3 से कम है और API डिग्री 50 से अधिक है।
  2. अल्ट्रालाइट। इस प्रकार का घनत्व 0.781 से 0.820 g/cm3 की सीमा में है। एपीआई डिग्री 41.1 - 50.0 हैं।
  3. रोशनी। इसका घनत्व 0.821 - 0.870 g/cm3 की सीमा में है। उसकी एपीआई डिग्री 31.1 - 41.0 है।
  4. औसत तेल। इसका घनत्व 0.871 - 0.920 g / cm3 और डिग्री API - 22.3 - 31.0 है
  5. भारी तेल। घनत्व 0.921 से 1.000 g/cm3 तक होता है। डिग्री एपीआई - 10.0 - 22.2।
  6. अतिरिक्त भारी तेल का घनत्व 1,000 g/cm3 से अधिक होता है। यह इसकी चिपचिपाहट से भी अलग है, जो कि 10,000 mPa * s से कम है।
  7. प्राकृतिक कोलतार। 1,000 ग्राम/सेमी3 से अधिक घनत्व। श्यानता 10,000 mPa*s से अधिक।

यह ध्यान देने योग्य है कि पिछले दो प्रकार के तेल की एपीआई डिग्री 10 से कम है।

परंपरागत रूप से, हल्का तेल निकाला जाता है। हालाँकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इसके भंडार धीरे-धीरे समाप्त हो रहे हैं, और इस मामले में इसे भारी तेल या उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल से बदल दिया जाता है।

तो, भारी तेल को तेल कहा जाता है, जिसमें बहुत अधिक घनत्व होता है, और इसमें ऐसे भौतिक गुण भी होते हैं जो इसे पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके पृथ्वी के आंत्र से दिन के उजाले की सतह तक पहुंचाने की अनुमति नहीं देते हैं। भारी (उच्च-चिपचिपापन) तेल के बारे में बात करते समय, एक नियम के रूप में, 0.920 ग्राम/सेमी3 से ऊपर घनत्व वाले सभी तेल का मतलब प्राकृतिक बिटुमेन के साथ होता है।

सभी भारी तेल और प्राकृतिक बिटुमेन को पर्याप्त मात्रा में टार-डामर पदार्थों के साथ-साथ नाइट्रोजन युक्त, क्लोरीन युक्त, ऑक्सीजन युक्त, सल्फर युक्त यौगिकों और धातुओं की संरचना में उपस्थिति से अलग किया जाता है।

भूगर्भीय घाटियों के चौराहों पर, एक नियम के रूप में, उच्च-चिपचिपापन तेल जमा होता है। इस तरह के तेल को हल्के तेल से बैक्टीरिया द्वारा अपने कम आणविक भार घटकों के विनाश के साथ-साथ पानी और वाष्पीकरण से धोने के परिणामस्वरूप बनाया जाता है।

कुछ आंकड़ों के अनुसार, आज पृथ्वी के आंतरिक भाग में उच्च चिपचिपाहट वाले तेल के भंडार हैं, जो हल्के तेल के भंडार से कई गुना अधिक हैं। विश्व संसाधन संस्थान द्वारा उपलब्ध कराए गए आंकड़ों के अनुसार, उच्च चिपचिपाहट वाले तेल के सबसे बड़े भंडार कनाडा और वेनेजुएला में स्थित हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसे तेल के भौतिक गुणों के कारण इसके निष्कर्षण, परिवहन और प्रसंस्करण में बहुत मुश्किलें आती हैं। भारी तेल को उन्हीं विधियों से नहीं निकाला जा सकता है जिनका उपयोग हल्के तेल को निकालने के लिए किया जाता है। ऐसा करने के लिए, विभिन्न अन्य तरीकों का उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से खनिज के घनत्व में कमी के साथ जुड़ा हुआ है। आखिरकार, अधिक तरल तेल पाइपलाइन के माध्यम से बहुत आसान हो जाता है।

भारी तेल को निम्नलिखित तरीकों से द्रवित किया जा सकता है:

  1. उच्च चिपचिपाहट वाले तेलों में हाइड्रोकार्बन या हल्का तेल मिलाकर। निस्संदेह, यह तेल और इसकी तरलता दोनों को महत्वपूर्ण रूप से सुविधाजनक बनाता है, और तदनुसार, उत्पादन प्रक्रिया। हालाँकि, इस पद्धति में दो बड़ी कमियाँ हैं। इनमें से पहला अतिरिक्त लागत है, और दूसरा प्रकाश तेल अंशों की निरंतर उपलब्धता की कमी है।
  2. पाइपलाइन को गर्म करके जिससे तेल दिन के उजाले की सतह में प्रवेश करता है। इस पद्धति को लागू करने के लिए, इसकी पूरी लंबाई वाली पाइपलाइन विशेष उपकरणों से सुसज्जित है। इस पद्धति का नुकसान उत्पादन के दौरान तेल का बड़ा नुकसान (20% तक) है। यह इस तथ्य के कारण है कि तेल के इस हिस्से का उपयोग पाइप लाइन के साथ स्थापित हीटिंग उपकरण को संचालित करने के लिए किया जाता है।
  3. द्रव जल पायस प्राप्त करने के लिए तेल में पानी और पायसीकारी मिला कर। हालांकि, यह विधि केवल तभी तर्कसंगत है जब कम लागत वाले पायसीकारी का उपयोग किया जाता है, जो एक ही समय में स्थिर पायस बनाने में सक्षम होता है। यदि गठित पायस में तेल की मात्रा 50% से अधिक नहीं है, तो विधि को तर्कहीन माना जाता है, क्योंकि इसके निष्कर्षण के दौरान ऊर्जा की लागत बिल्कुल आधी हो जाती है। सल्फेट या कार्बोक्सिलेटेड एथोक्सिलेट्स को इमल्सीफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, वे अपनी उच्च लागत के साथ-साथ उनकी कमी से अलग हैं, जो बदले में, इस तरह से उत्पादित तेल की लागत को ऊपर की ओर प्रभावित करता है।
  4. डिस्पर्सेंट के जलीय घोल को भारी तेल में मिलाकर, जिसके परिणामस्वरूप पायसीकारी यौगिक बनते हैं, जिसमें एथोक्सिलेटेड एल्काइलफेनोल्स होते हैं। इस पद्धति का सार समाधान को कुएं में इंजेक्ट करना है, जहां इसे तेल के साथ जोड़ा जाता है, जो पंपिंग पंप के स्थान से बहुत अधिक गहराई पर स्थित है। पंप का संचालन दोलन बनाता है जो डिस्पर्सर के साथ तेल के मिश्रण को बढ़ावा देता है, साथ ही पाइपलाइन के माध्यम से दिन के उजाले की सतह पर तेल की आपूर्ति करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तेल उत्पाद बनाने वाले कणों के आकार और कठोरता से मिश्रण किसी भी तरह से प्रभावित नहीं होता है।
  5. बॉटमहोल फॉर्मेशन एरिया में डाइल्युएंट जमा करना। हालाँकि, यह तरीका महंगा भी है क्योंकि ब्रेकर के इंजेक्शन को समय-समय पर दोहराया जाना चाहिए। हालांकि, यदि ब्रेकर का भार है, तो इंजेक्शन के दौरान यह गहराई तक प्रवेश करेगा जो पंप के स्तर से काफी नीचे है। इस प्रकार, तेल को भारित थिनर द्वारा हल्के उत्पाद के रूप में विस्थापित किया जाता है। इस मंदक में कैल्शियम क्लोराइड पानी, दो सर्फेक्टेंट और क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड का मिश्रण होता है। इस विधि को गहरे कुएं के पंपों के बेहतर संचालन, तेल फ़ीड दर में वृद्धि और कुएं पर दबाव में कमी से अलग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग अतिरिक्त उपकरणों के उपयोग से जुड़ा नहीं है।
  6. इन-सीटू दहन। यह तरीका मौलिक रूप से नया है। इसका सार ऊर्जा के उपयोग में निहित है, जो जलाशय में सीधे वायु स्थान के इंजेक्शन के दौरान कच्चे माल के दहन के परिणामस्वरूप बनता है। इसका उपयोग उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल के निष्कर्षण और हल्के तेल के निष्कर्षण दोनों के लिए किया जाता है। यह कहने योग्य है कि कुछ क्षेत्रों में विधि का बार-बार उपयोग किया गया है और खुद को बहुत सफलतापूर्वक साबित कर दिया है।

अंतिम विधि द्वारा उच्च-चिपचिपापन तेल के उत्पादन के लिए, हवा को कुएं में जाने देना आवश्यक है, जिससे तापमान में वृद्धि के साथ एक ऑक्सीडेटिव प्रक्रिया भड़कती है। इसके कारण पानी वाष्पित हो जाता है, जो भाप में बदलकर एक तेल शाफ्ट बनाता है। वह वह है जो परिणामस्वरूप गैसों को तेल के साथ पाइप के माध्यम से विस्थापित करता है।

सीटू दहन तीन प्रकार के होते हैं: सूखा, गीला और सुपर गीला। गीला दहन सबसे लोकप्रिय है क्योंकि यह दहन के मोर्चे को बढ़ावा देता है, हवा की खपत को कम करता है, और जलाशय में जलने वाले तेल की एकाग्रता को भी कम करता है।

इस प्रकार, यह कहने योग्य है कि अतिरिक्त लागतों के बावजूद, कुछ क्षेत्रों में उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल का उत्पादन लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है। साथ ही, उन तरीकों पर बहुत अधिक ध्यान दिया जाता है जिनके द्वारा मुश्किल-से-वसूली भंडारों की वसूली को बढ़ाना संभव है।

यूडीसी 553.982:539.551

श्यानता, Pa*s

घनत्व, जी / सेमी 3

संतुष्ट, %

परिवर्तन अंतराल

औसत मूल्य

भिन्नता का गुणांक, %

तेल

पिच

asphaltenes

परिवर्तन अंतराल

औसत मूल्य

भिन्नता का गुणांक,%

परिवर्तन अंतराल

औसत मूल्य

भिन्नता का गुणांक,%

परिवर्तन अंतराल

औसत मूल्य

भिन्नता का गुणांक,%

0,03-0,1

0,838-0,929

0,886

1,8

66,2-99,0

82,6

9,4

0,2-26,0

14,7

39,8

0,1-8,7

2,7

85,2

उच्च चिपचिपाहट वाले तेल क्षेत्रों का विकास

उच्च-चिपचिपाहट वाले तेल क्षेत्रों के विकास में पर्याप्त रूप से उच्च तेल वसूली मूल्य केवल बढ़ी हुई तेल वसूली के लिए थर्मल तरीकों को लागू करके प्राप्त किया जा सकता है।

इसी समय, ईओआर के कार्यान्वयन में महत्वपूर्ण लागतों को ध्यान में रखते हुए, हाल ही में ठंडे तेल उत्पादन के लिए कई नई प्रौद्योगिकियां विकसित की गई हैं। हमारी व्यावहारिक कक्षाओं में, हम उच्च चिपचिपाहट वाले तेल के उत्पादन के लिए वर्तमान में मौजूद सभी तकनीकों पर विचार करेंगे

इस व्याख्यान के ढांचे में, हम उच्च-चिपचिपाहट वाले तेलों के विकास के लिए तापीय विधियों पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

बढ़ी हुई तेल वसूली के लिए थर्मल तरीके।

वीवीएन क्षेत्र के रिकवरी फैक्टर को बढ़ाने के लिए, जलाशय के तापमान को बढ़ाने की सलाह दी जाती है। एकत्रीकरण की समान अवस्था में किसी भी अन्य तरल की तुलना में पानी में बहुत अधिक ऊष्मा ले जाने की क्षमता होती है। एक ऐसे तापमान पर जो क्रिटिकल के बहुत करीब नहीं है, सूखी भाप पानी की तुलना में बहुत अधिक गर्मी स्थानांतरित करती है (3.5 गुना 20 एटीएम पर, 1.8 गुना 150 एटीएम पर)।

शीतलक (इंजेक्शन-उत्पादक अच्छी प्रणाली) के निरंतर इंजेक्शन के साथ, तेल की वसूली बढ़ाने पर आपूर्ति की गई सभी तापीय ऊर्जा खर्च नहीं की जाती है। गर्मी के नुकसान के कारण इसका कुछ काफी ध्यान देने योग्य हिस्सा खो गया है:

जब शीतलक मिट्टी की ऊपरी परतों से गुजरने वाले कुएं के आवरण पाइप के खंड के साथ बहता है;

जलाशय में इंजेक्शन के दौरान सीधे तेल जलाशय के ऊपर और नीचे;

तेल जलाशय के तापमान में वृद्धि के साथ।

इंजेक्शन और उत्पादन कुएं के रूप में वैकल्पिक रूप से केवल एक कुएं का उपयोग इस विधि की तापीय दक्षता पर इन कारकों के नकारात्मक प्रभाव को कम करता है, जिससे क्षेत्र में आपूर्ति की गई तापीय ऊर्जा का बेहतर उपयोग होता है। थर्मल एक्सपोज़र की इस विधि को चक्रीय कहा जाता है। निरंतर इंजेक्शन के साथ, यह प्रक्रिया आमतौर पर जल वाष्प का उपयोग गर्मी वाहक के रूप में करती है।

शीतलक की सहायता से तेल जलाशय पर थर्मल प्रभाव के दौरान, तापमान प्रोफ़ाइल या जल-तेल संतृप्ति के अनुसार कई क्षेत्रों को अलग किया जा सकता है, जहां विभिन्न भौतिक तंत्र संचालित होते हैं।

गर्म पानी से तेल का विस्थापन

फॉर्मेशन में इंजेक्ट किया गया पानी बियरिंग रॉक और फॉर्मेशन में मौजूद तरल पदार्थ के संपर्क में आने से ठंडा हो जाता है। पर्याप्त रूप से स्थापित प्रक्रिया के साथ, दो मुख्य कार्य क्षेत्र प्रतिष्ठित होते हैं, जिनमें से क्रमांकन आमतौर पर इसके विकास की दिशा में प्रवाह की शुरुआत से शुरू होता है। हालाँकि, एक बेहतर समझ के लिए, आइए उनके विवरण को उल्टे क्रम में शुरू करें, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

जोन 2 में, तेल को पानी से विस्थापित किया जाता है, जिसका तापमान जलाशय के तापमान के बराबर होता है। किसी दिए गए बिंदु पर तेल संतृप्ति समय के साथ घट जाती है और, कुछ शर्तों के तहत, एक अवशिष्ट संतृप्ति मूल्य तक पहुंच सकता है जो जोन 2 में तापमान पर निर्भर करता है।

जोन 1 में प्रत्येक बिंदु पर तापमान लगातार बढ़ता है, जो आमतौर पर अवशिष्ट तेल संतृप्ति में कमी की ओर जाता है। इसके अलावा, जलाशय की चट्टान का विस्तार और इसे भरने वाले द्रव से छिद्रों में निहित तेल के द्रव्यमान में कमी (समान संतृप्ति के साथ) हो जाती है। यदि तेल में वाष्पशील हाइड्रोकार्बन होते हैं, तो उन्हें अनुक्रमिक वाष्पीकरण और संघनन प्रक्रियाओं द्वारा विस्थापित किया जा सकता है - इस मामले में, हाइड्रोकार्बन के साथ गैस चरण की संतृप्ति की स्थिति अपेक्षाकृत संकीर्ण क्षेत्र में मौजूद हो सकती है।

संतृप्त भाप द्वारा तेल का विस्थापन

शीतलक प्रवाह (चित्र 2) की दिशा में क्रमांकित 3 मुख्य क्षेत्र हैं।

जोन 1 - संघनन क्षेत्र की शुरुआत में, तीन चरण सह-अस्तित्व में होते हैं: पानी, तरल हाइड्रोकार्बन और गैस का मिश्रण। तापमान स्थिर के करीब है; दबाव पर संतृप्ति तापमान की निर्भरता के अनुसार भाप इंजेक्शन सीमा से दूरी के साथ धीरे-धीरे घट जाती है। इस क्षेत्र से तेल के हाइड्रोडायनामिक विस्थापन या वाष्पशील घटकों के वाष्पीकरण के कारण तेल संतृप्ति भी बदल जाती है।

जोन 2 (संक्षेपण) - इस क्षेत्र में, जल वाष्प और हाइड्रोकार्बन अंश एक ठंडे संग्राहक के संपर्क में आने पर संघनित होते हैं। संग्राहक के स्थानीय तापमान और इसे भरने वाले अंश बहुत भिन्न होते हैं, इसलिए, कड़ाई से बोलते हुए, प्रभावी तापीय चालकता की अवधारणा का उपयोग यहां नहीं किया जा सकता है। जल वाष्प द्वारा पानी के विस्थापन के एक प्रायोगिक अध्ययन में थर्मल संतुलन के इस स्थानीय उल्लंघन की खोज की गई थी। प्रयोग के दौरान, भाप में पानी का संक्रमण देखा गया था, हालांकि थर्मोकपल द्वारा मापा गया स्थानीय औसत तापमान प्रयोग में बनाए गए दबाव पर संतृप्ति तापमान से काफी कम था (चित्र 3)। यह औसत तापमान ठोस झरझरा शरीर के तापमान और इसे भरने वाले तरल पदार्थ के बीच मध्यवर्ती होता है।

ज़ोन 3 - इस ज़ोन में होने वाली प्रक्रियाएँ गर्म पानी के विस्थापन के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं के समान होती हैं। हालाँकि, भाप के एक इकाई द्रव्यमान का आयतन पानी के एक इकाई द्रव्यमान के आयतन से बहुत बड़ा होता है; और चूंकि विस्थापन के दौरान जोन 1 (स्टीम जोन) की मात्रा बढ़ जाती है, इस मामले में जोन 3 में पानी का वेग उसी तापमान के पानी की तुलना में बहुत अधिक होता है और समान द्रव्यमान प्रवाह दर के साथ सीधे जमा में इंजेक्ट किया जाता है।

कुएँ पर भाप चक्रीय प्रभाव

यह विधि, कभी-कभी निरंतर तेल विस्थापन विधि के बराबर उपयोग की जाती है, जिसमें एक चक्र बनाने वाले तीन क्रमिक चरण शामिल होते हैं जिन्हें दोहराया जा सकता है (चित्र 4)।

इंजेक्शन चरण - इस चरण में प्रक्रिया का विकास, तेल जलाशय के क्षेत्र में भाप इंजेक्ट किया जाता है, विस्थापन प्रक्रिया के विकास के समान है।

प्रतीक्षा चरण - कुआँ बंद है। शुरू की गई ऊष्मीय ऊर्जा गठन में गुजरती है, भाप संघनित होती है, जलाशय को अपनी गर्मी और इंजेक्शन क्षेत्र में स्थित तेल को देती है।

तेल पुनर्प्राप्ति चरण - संघनित पानी के हिस्से को बाहर निकालने के बाद तेल उत्पादन का स्तर भाप इंजेक्शन से पहले इसके उत्पादन के स्तर से काफी अधिक हो जाता है। इस अवधि के दौरान (लगातार तेल विस्थापन की प्रक्रिया के विपरीत), सभी तरल पदार्थ - पहले संघनित पानी, और फिर तेल - तेल के अच्छी तरह से संपर्क करने पर गर्म हो जाते हैं। जमा करने के लिए आपूर्ति की गई गर्मी का हिस्सा वापस लौटा दिया जाता है। प्रक्रिया की दक्षता इस क्षेत्र में एक ऊंचे तापमान के अस्तित्व पर निर्भर करती है, जिनमें से अधिकतम कुएं के तत्काल आसपास के क्षेत्र में पहुंच जाती है, अर्थात। उस क्षेत्र में जहां भाप इंजेक्शन के दौरान गर्मी का नुकसान सबसे अधिक होता है।

इस प्रकार, बॉटमहोल पर एक ही दबाव में, स्टीम साइकलिंग के बाद उत्पादन स्तर (उत्पादित तेल की चिपचिपाहट में कमी के कारण) इससे पहले उत्पादन स्तर से अधिक हो जाता है।

ऊर्जा संतुलन के अन्य घटकों के रूप में, हम थर्मल ऊर्जा में संघनन प्रक्रिया के दौरान भाप के साथ-साथ क्षेत्र को आपूर्ति की जाने वाली यांत्रिक ऊर्जा के पूर्ण रूपांतरण पर ध्यान देते हैं।



स्टीम साइकलिंग के साथ, तेल उत्पादन बढ़ाने के लिए यांत्रिक ऊर्जा की मात्रा बहुत कम है। प्रत्येक कुएं में तेल धकेलने के लिए यांत्रिक ऊर्जा उपयुक्त कारकों (थर्मल ऊर्जा ही, इंजेक्शन, आदि) द्वारा प्रदान की जाती है।

यह मान लेना स्वाभाविक है कि जब इस तरह के चक्र को दोहराया जाता है, तो तेल उत्पादन चक्र दर चक्र बढ़ता जाता है (यदि हम कुएं की सफाई और बंद होने के प्रभाव पर विचार नहीं करते हैं), मुख्य रूप से आसपास के औसत तापमान में धीरे-धीरे वृद्धि के कारण कुएँ का, तभी क्षेत्र के घटने के परिणामस्वरूप उत्पादन स्तर में गिरावट शुरू होती है। हालांकि, कुछ प्रयोगशाला अध्ययनों द्वारा आंशिक रूप से पुष्टि की गई यह स्थिति हमेशा क्षेत्र परीक्षण डेटा के अनुरूप नहीं होती है। विशेष रूप से, यह टिप्पणी तीन चक्रों पर लागू होती है, जहां साइड इफेक्ट के प्रभाव को ध्यान में रखना आवश्यक है।

शीतलक द्वारा तेल विस्थापित होने पर होने वाली शारीरिक प्रक्रियाएँ

गठन के तापमान में वृद्धि में शामिल है:

1) तेल की चिपचिपाहट को कम करना और, तदनुसार, तेल और पानी की गतिशीलता को बदलना;

2) ठोसों और द्रवों का तापीय प्रसार;

3) तेल-जल सीमा पर अंतरापृष्ठीय तनाव में परिवर्तन;

4) वेटेबिलिटी में बदलाव।

विभिन्न कारकों का सापेक्ष प्रभाव

जब तेल गर्म पानी से विस्थापित हो जाता है (वाष्पीकरण की अनुपस्थिति में, ऊपर वर्णित प्रत्येक कारक - चिपचिपाहट के अनुपात में कमी, सापेक्ष पारगम्यता में परिवर्तन, साथ ही थर्मल विस्तार - प्रक्रिया को प्रभावित करता है (चित्र 5)। कमी। चिपचिपाहट और अवशिष्ट तेल संतृप्ति के अनुपात में पानी के मोर्चे के प्रसार में मंदी आती है और इस प्रकार पानी के मोर्चे के टूटने तक तेल उत्पादन में वृद्धि होती है।

हल्के तेल की निकासी के लिए थर्मल विस्तार का बहुत महत्व है। इस मामले में, अनुपात μ एच / μ ई तापमान पर बहुत कम निर्भर करता है, और इंटरफेसियल घटनाएं केवल इसलिए बदलती हैं क्योंकि तेल-पानी इंटरफ़ेस पर तनाव तापमान का घटता कार्य है।

भारी तेल के लिए, μ h / µ e अनुपात बढ़ते तापमान के साथ तेजी से गिरता है, और जलाशय की दीवारों की वेटेबिलिटी का तेल विस्थापन पर अधिक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इस मामले में थर्मल विस्तार का प्रक्रिया की दक्षता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, जो आम तौर पर इस प्रकार के तेल के लिए आशाजनक है।

चित्र 1 - जल वाष्प द्वारा एक आयामी तेल विस्थापन के लिए तापमान (बी), भाप (सी), और जल संतृप्ति (ए) की रूपरेखा

चित्रा 2 - जल वाष्प द्वारा एक आयामी तेल विस्थापन के लिए तापमान (बी), भाप (सी), और जल संतृप्ति (ए) की रूपरेखा

चित्र 3. जल वाष्प द्वारा जल विस्थापित होने पर वाष्प संतृप्ति (ए) और तापमान (बी) के प्रोफाइल देखे गए

चित्रा 4 - कुएं पर भाप-थर्मल प्रभाव के दो चक्रों की योजना


चित्रा 5 - वाष्पीकरण की अनुपस्थिति में गर्म पानी द्वारा तेल विस्थापन की दक्षता पर विभिन्न प्रक्रियाओं का प्रभाव

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