�Установление и определение связи между вязкостью воды и концентрации растворенных в нефти веществ��

Разработчик: Член-корреспондент РАЕ, д.ф-м.н., Сейтмуратов Ангысын Жасаралович

​

Кызылорда, 2021

​

​

​

​

​

Кызылординский университет им. Коркыт Ата

�Определение связи между вязкостью попутной воды и концентрацией растворенных веществ в добываемой нефти �

​

​

• Установить посредством эксперимента связь между вязкостью воды и общим количеством растворенных в воде твердых веществ или концентрацию растворенных в воде веществ для добываемой попутной воды нефтяных месторождений.
• Задача проекта заключается в том, что лабораторные испытания установили значительное увеличение вязкости добываемой воды с возрастающей концентрацией веществ, растворенных в воде. Это исследование будет проведено для подтверждения предварительных положительных результатов. Увеличение вязкости нагнетаемой воды уменьшит относительную подвижность жидкости и увеличит добычу нефти.

Проблема/Решение

• Ранее проводимые лабораторные испытания установили значительное увеличение вязкости добываемой воды с возрастанием концентрации веществ растворенных в воде. Но точность результатов этих исследований оказались недостаточно высокими. Поэтому мы хотим разработать лабораторную установку по определению вязкости жидкостей с использованием компьютерной технологии.
• Как известно, в жидкостях, где расстояние между молекулами меньше, чем в газах, внутреннее трение обусловлено, в первую очередь, молекулярным взаимодействием и увеличивается с понижением температуры.
• Увеличение вязкости нагнетаемой воды уменьшит относительную подвижность жидкости и улучшит добычу нефти.

Результаты по проекту

• Договор № 1311009 от 5.11.2013 на услуги НИОКР с АО ПетроКазахстан Кумколь Ресорсиз по теме «Установление и определение связи между вязкостью и растворенных веществ для добываемой воды м/р Кумколь Южный»
• Существующих вискозиметров показали, что для нашей задачи больше подходят ротационные вискозиметры. Поэтому решили создать собственный ротационный вискозиметр,управляемый с помощью компьютера. Разработанное программное обеспечение обрабатывает эти данные с высокой точностью и выводит на экран компьютера. Наряду с измерением физических величин установка может управлять изменением температуры с помощью обратной связи. Конкретные результаты, полученные при исследовании этой проблемы, имеют существенное прикладное значение для различных вопросов естествознания и техники, включая и новейшие технологические процессы.

​

Исследования состоят в решении новых задач с использованием различных методов и в получении новых теоретических задач, имеющих достаточно широкое применение в практике работы нефтегазового дела. Разработанные математические методы могут быть использованы в инженерной практике при расчетах конструкций, работающих в нефтедобывающих областях науки и техники. При решении задач применялись методы такие как: Ротационный метод определение вязкости и капиллярный метод с использованием высокочувствительных датчиков, привязанных к программным обеспечениям.

Как известно, в жидкостях, где расстояние между молекулами меньше, чем в газах, внутреннее трение обусловлено, в первую очередь, молекулярным взаимодействием и увеличивается с понижением температуры. Литературный обзор существующих вискозиметров показал, что для нашей задачи больше подходят ротационные вискозиметры. Поэтому решили создать собственный ротационный вискозиметр, управляемый с помощью компьютера. Измерения вязкости производится измерением времени падения груза, который вращает внутренний цилиндр. Температура жидкости измеряется при помощи датчика температуры. Стабилизация температуры производится микроконтроллером, который управляется через компьютер. Разработанное программное обеспечение обрабатывает эти данные с высокой точностью и выводит на экран компьютера на казахском, русском и английском языках.

При достижении температуры стабилизации, которая вводится через экран компьютера, установка автоматически отключает нагреватель от источника тока. Если температура окажется ниже температуры стабилизации, то нагреватель обратно включается.

Точность измернии температуры составляет 0,2⁰С. Точность измерении времени – 0,01 секунд, при этом ожидаемая точность вязкости составляет 0,01 мПа/с.

​

Зависимость вязкости исследуемой жидкости от температуры для добываемой воды м/р кумколь Южный ВКNS-2 от 4/29/2014.

Плотность исследуемой жидкости при 20 ⁰С состовляет 1048 кг/м.куб

По данным этих таблиц составлен график зависимости вязкости жидкостей от температуры.

​

​

​

​

​

​

​

График зависимости вязкости жидкостей от температуры. Исследуемая жидкость с плотностью 1048 кг/м.куб и дисциллированная вода.

​

Сравнительная таблица

​

Изменение вязкости от температуры и плотности исследуемой жидкости.

​

График зависимости вязкости раствора (ВКNS-2 от 4/29/2014) от температуры и плотности.

​

​

• Испытания проводимые комплексом показали, что необходимо разбить пределы измерении вязкости на интервалы 0,2 - 2 мПа*с и 2 – 20 мПа*с.
• Точность измерений времени составляет - 0,01 сек.

​

​

При кипени раствора происходит интенсивное испарение молекул воды, что приводит к увеличению плотности раствора как известно межмолекулярное взаимодействия молекул растворенных веществ больше чем межмолекулярные взаимодействия между молекулами воды.

Следовательно с увеличением плотности вязкость раствора должны возрастать.

Результаты наших экспериментов подтверждают увеличение вязкости раствора при увеличении плотности.

Анализ этих данных показывает, что с увеличением плотности экспоненциальное изменение вязкости смещается в области низких температур (ниже 20С). А в области высоких температур (выше 25 С) зависимость вязкости изменяется почти линейно.

​

Бизнес модель

• Для осуществления данного проекта мы запрашиваем 24 000 000 тенге. Время получения результата по проекту составит два года.
• Анализированы достигнутые результаты по добыче нефти при определении связи между вязкостью воды и концентрацией растворенных в нефти веществ. При этом произошло обводнение добываемой нефти до 95%., что привело к увеличению затрат на добычу нефти и резкому ухудшению экологической безопасности на объектах добычи нефти. Предлагается новая технология добычи безводной нефти на обводненных месторождениях при установлении связи между вязкостью воды и концентрацией растворенных в нефти веществ. Такая технология добычи безводной нефти позволить сократить затраты на добычу нефти на 1% больше, что является актуальным при условиях снижения рыночных цен.