WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

УДК:537.311.32: 541.182: 622.276.4

На правах рукописи

МИННИГАЛИМОВ  РАИС  ЗИГАНДАРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ С ПРИМЕНенИеМ ЭНЕРГИИ

ВЧ И СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа 2010

Работа выполнена на кафедре прикладной физики Башкирского
государственного университета и в ООО «ПромЭкология»

Научный консультант

- доктор технических наук, профессор

Ковалева Лиана Ароновна

Официальные оппоненты: 

- доктор технических наук, профессор

Котенев  Юрий Алексеевич

- доктор технических наук, профессор

Уразаков Камил Рахматуллович

- доктор физико-математических наук, профессор

Сюняев Рустэм Загидуллович

Ведущее предприятие 

- ГАНУ «Институт нефтегазовых технологий

и новых материалов АН РБ»

Защита диссертации состоится «___»________2010 года в ___часов
на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУП «ИПТЭР») по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан «____»__________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук                                        Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы

Утилизация отходов производства в целях предотвращения их вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечение отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья являются важнейшей экологической задачей во всем мире. В нефтедобывающей промышленности эта проблема касается переработки и утилизации нефтяных шламов, образующихся при строительстве нефтяных и газовых скважин, при разработке и эксплуатации месторождений, очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты, а также при чистке резервуаров, емкостей и другого оборудования. Нефтяные шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие из нефтепродуктов, воды и минеральной части (песка, глины, ила
и т.д.), соотношение которых колеблется в очень широких пределах, в среднем (по массе) 10…60 % нефтепродуктов, 30…85 % воды, до 45 % твердых примесей.

Накопление нефтешламов, как правило, осуществляется на специально отведенных для этого площадках или в бункерах без какой-либо сортировки или классификации. В шламонакопителях происходят естественные процессы – накопление атмосферных осадков, развитие микроорганизмов, протекание окислительных и других процессов, которые ведут к самовосстановлению почвенного покрова. Однако в связи с наличием большого количества солей и нефтепродуктов при общем недостатке кислорода процесс самовосстановления протекает десятки лет. Состав нефтяного шлама, хранящегося в шламонакопителях в течение нескольких лет, отличается от состава свежего. Нефтяной шлам, образующийся в резервуарах для хранения нефтепродуктов, по составу и свойствам также отличается от нефтяного шлама очистных сооружений.

Выбор методов обезвреживания и переработки нефтяных шламов, в основном, зависит от количества содержащихся в шламе нефтепродуктов и от его состава. Многокомпонентный состав продукции нефтешламовых амбаров, наличие в ней различных химических соединений создают многие проблемы при разработке технологий обработки, извлечения из нее товарной нефти, очистки от нефтепродуктов твердого остатка. Высокая вязкость, повышенное содержание механических примесей и, самое главное, высокая агрегативная устойчивость амбарных эмульсий обусловлены, преимущественно, повышенным содержанием асфальтенов, смол, парафинов и других высокомолекулярных компонентов.

В качестве основных методов обезвреживания и утилизации нефтеотходов на практике используются:

- термические методы обезвреживания;

- методы биологической переработки;

- физико-химические методы переработки;

- химические методы обезвреживания.

В последние годы получают развитие термические методы с применением электромагнитной (ЭМ) энергии, в частности, высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастного (СВЧ) диапазонов.

Изучению влияния электромагнитных полей на нефтяные среды посвящены теоретические и экспериментальные работы Айропетяна М.А., Великанова В.С., Саяхова Ф.Л., Сюняева Р.З., Ковалевой Л.А., Хабибул-
лина И.Л., Суфьянова Р.Р., Зиннатуллина Р.Р., Шагаповой Р.Р., Дыблен-
ко В.П., Кислицина А.А., Хакимова В.С., Туфанова И.А., Булгакова Р.Т., Чистякова С.И., Фатыхова М.А., Хамзина А.А., Абдуллина Я.Х., Арутю-
нова А.И., Мажникова Е.Я., Башилова А.А., Столова А.И., Травкина А.И., Имашева Н.Ш., Башировой Р.М., Панченкова Г.М., Мартыненко А.Г., Бикбулатова И.Х., Шулаева Н.С., Abernety E.R., Stresty G.G., Homer L.,
Spenser Jr., Snow R.N., Bridges J.E., Taflove A. и др.

Для выбора оптимальных режимов электромагнитной обработки, при которых достигается наибольшая эффективность, необходимо иметь информацию о диэлектрических, реологических и теплофизических свойствах нефтяного шлама как до обработки, так и в процессе и после обработки. Важно изучение и взаимного влияния перечисленных свойств друг на друга. Из анализа имеющихся многочисленных работ в этом направлении
установлено, что до сих пор не выявлены закономерности деструктуризации надмолекулярных структур, образованных из асфальтенов, смол и парафинов, после воздействия на них электромагнитным полем.

Первоочередной задачей является исследование поведения водонефтяных эмульсий в электромагнитном поле, так как основная часть большинства нефтешламовых систем представляет собой сверхустойчивую эмульсию.  Такого рода исследования составляют основу технологии переработки нефтяных шламов с использованием энергии электромагнитного поля.

Цель работы - разработка научно обоснованных технико-технологических решений, направленных на повышение эффективности переработки и утилизации нефтяных шламов, и создание на этой основе технологии и промышленной технологической установки.

Основные задачи работы

  1. Анализ современного состояния применения технологий утилизации нефтяных шламов, в том числе основанных на использовании энергии электромагнитного поля.
  2. Исследование диэлектрических, реологических и теплофизических свойств нефтешламов в зависимости от частоты ЭМ поля, температуры, содержания воды и других параметров.
  3. Исследование диэлектрических и реологических свойств модельных и реальных водонефтяных эмульсий.
  4. Экспериментальное исследование воздействия ВЧ и СВЧ электромагнитных полей на нефтяные шламы и водонефтяные эмульсии.
  5. Экспериментальное исследование влияния электромагнитного поля на электрофизические параметры нефтяных шламов.
  6. Обоснование необходимости использования ВЧ или СВЧ электромагнитного поля при реализации процесса переработки нефтяных шламов.
  7. Разработка технологической схемы промышленной установки переработки продукции нефтешламовых амбаров, включающей их электромагнитную обработку.
  8. Проведение опытно-промышленных испытаний технологии переработки нефтешламов с использованием энергии электромагнитного поля.

Научная новизна

  1. На основе обобщения литературных данных и экспериментального изучения диэлектрических свойств различных нефтяных шламов выявлены закономерности их поведения в широком диапазоне частот ЭМ поля и температур. Показано, что диэлектрические параметры реального нефтешлама могут иметь две области дисперсии - в ВЧ и СВЧ диапазонах, позволяющие использовать энергию ВЧ и СВЧ ЭМ полей при переработке нефтешламов.
  2. В результате исследования избирательного воздействия ЭМ полей ВЧ и СВЧ диапазонов на нефтешлам установлено, что его расслоение на нефтяную и водную фазы  происходит эффективнее в ВЧ ЭM поле, если частота поля входит в область дисперсии диэлектрических параметров
    нефтешлама. В противном случае более эффективным является СВЧ ЭМ воздействие.
  3. Оценена эффективность и предложен механизм разрушения структуры нефтяных шламов воздействием ВЧ и СВЧ ЭМ полей. Показано, что определяющим фактором является разрушающее действие поля на входящие в состав нефтешлама водонефтяные эмульсии, зависящее  от их диэлектрических свойств.
  4. Обнаружен эффект локального разрыва капель воды в эмульсии в СВЧ ЭM поле, что может привести к отрицательному результату воздействия – переходу эмульсии в еще более устойчивое состояние.
  5. Разработан способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля, защищенный патентом РФ.
  6. Разработаны технология и промышленная технологическая установка переработки нефтяных шламов с использованием энергии СВЧ
    электромагнитного поля. На основе результатов опытно-промышленных испытаний даны рекомендации по оптимальным режимам обработки шлама СВЧ электромагнитным полем.

Основные защищаемые положения:

1. Технология переработки нефтяных шламов с использованием ЭМ энергии и промышленная технологическая установка, включающая СВЧ обработку движущегося в ней нефтешлама.

2. Методика выбора эффективного варианта ЭМ воздействия ВЧ или СВЧ диапазона на основании экспериментальных исследований.

3. Способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием
электромагнитного поля, защищенный патентом РФ.

4. Установленный в результате экспериментальных исследований механизм взаимодействия ВЧ и СВЧ ЭМ полей с нефтешламовыми средами.

5. Комплексная технология СВЧ ЭМ переработки продукции
нефтешламовых амбаров с введением деэмульгатора и использованием метода компаундирования.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Выполненные экспериментальные исследования легли в основу технологии переработки нефтяных шламов с использованием СВЧ ЭМ поля. Результаты экспериментальных исследований диэлектрических и реологических свойств нефтешлама являются необходимой базой для установления оптимальных параметров электромагнитного воздействия. Предложен способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля, защищенный патентом РФ. Результаты опытно-промышленных испытаний показали высокую эффективность предложенной технологии.

Комплексная технология переработки продукции нефтешламовых амбаров внедрена в ООО «ПромЭкология».

Апробация работы

Основные результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии нефтегазового дела» (Уфа, 2007), Российской конференции «Механика и химическая физика сплошных сред» (Бирск, 2007), международной научно-технической конференции «Наука – образование – инновации» (КНР, Харбин-Санья, 2008), международной конференции «Наука и технология нефтедобычи» «Геопетроль-2008» (Польша, Краков, 2008), международной конференции «Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» (Москва, 2008, 2010), Международной конференции «Petroleum Phase Behavior and Fouling – Petrophase X» (Рио-де-Жанейро, 2009), Международной конференции «Petroleum Phase Behavior and Fouling – Petrophase XI (Нью-Йорк, 2010). Материалы диссертационной работы докладывались на Секции разработки нефтяных месторождений ЦКР РОСНЕДРА РОССИИ (протокол № 4451 от 04.12.2008).

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 53  печатные работы, в том числе 10 статей в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, 8 патентов РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка литературы, включающего 163 наименования, и 2 приложений. Работа изложена на 240 страницах машинописного текста, включает 28 рисунков, 23 таблицы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе рассматриваются причины образования нефтяных шламов, их состав, размещение и вред, наносимый природе. Проведен анализ современных технологий утилизации нефтяных шламов. Освещены основные методы переработки нефтешламов: термический, химический, физический, физико-химический и биологический, в том числе методы, основанные на использовании энергии электромагнитного поля. Отличительная особенность электромагнитной обработки от других тепловых методов – возникновение в нефтешламе объемных источников тепла. Вследствие диэлектрических потерь в среде энергия ЭМ волн преобразуется в тепловую энергию, в результате чего происходят повышение температуры, уменьшение вязкости жидкости. Не менее важным является не только прямое (тепловое) действие поля, но и его «скрытое» воздействие на среды: возникновение термоупругих механических напряжений, интенсификация химических и диффузионных процессов в многокомпонентных системах, изменение поверхностных натяжений в многофазных средах и др. При воздействии электромагнитного поля нефтяная среда рассматривается как некий немагнитный слабоэлектропроводный диэлектрик с потерями, основные диэлектрические свойства которого выражаются двумя параметрами – относительной диэлектрической проницаемостью ε′ и тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ. Однако до сегодняшнего дня отсутствовали сведения об оптимальных режимах воздействия электромагнитных полей на нефтяные шламы и реальные технологии их переработки.

Обоснована необходимость разработки высокотехнологичной
комплексной технологии переработки нефтешламов.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию физико-химических, диэлектрических, теплофизических, реологических свойств нефтешламов.

Большое разнообразие компонентов накопившихся шламов и сроков их хранения определяет широкий спектр их физико-химических свойств. В таблице 1 приведены основные физико-химические параметры некоторых объектов исследования.

Таблица 1 - Основные параметры объектов исследования

 

Параметры  .

Объекты

исследования

(нефтешламы)

Масс. доля, %

Плотность,

кг/м3

Вяз-

кость, МПа⋅с

воды

мех.

прим.

парафи-

нов

асфаль-

тенов

смол

при  20 оС

№ 1 из амбара № 12

УДН «Туймазанефть»

27

21,00

18,00

7,30

18,00

980

1570

№ 2 из амбара

ОАО «Уфанефтехим»

24

14,00

20,00

8,40

19,00

960

1750

№ 3 из амбара

НГДУ «Аксаковнефть»

16

10,00

27,00

4,40

12,00

960

1540

№ 4 из амбара № 1

ОАО «Татойлгаз»

17

0,88

5,01

4,26

14,50

954

897

№ 5 из амбара № 2

ОАО «Татойлгаз»

29

3,45

4,32

7,70

12,60

965

1150

№ 6 из амбара № 13

ООО «ПромЭкология»

40

0,60

2,88

1,68

4,09

978

780

№ 7 из амбара № 14

ООО «ПромЭкология»

33

0,20

0,50

6,10

5,20

956

1430

№8 из амбара №15

ООО «ПромЭкология»

18

3,41

12,10

13,40

4,20

987

956

№ 9 из амбара № 23

УДН «Туймазанефть»

22

11,00

5,60

18,40

8,20

963

987

№ 10 из амбара № 24

УДН «Туймазанефть»

18

9,10

4,12

9,30

12,10

962

1365

№ 11 из амбара № 32

УДН «Туймазанефть»

15

8,08

24,00

6,10

3,12

985

1552

№ 12 из амбара № 37

УДН «Туймазанефть»

20

3,20

16,40

11,20

2,12

976

1425

№ 13 из амбара № 38

УДН «Туймазанефть»

27

14,20

14,20

17,30

4,14

985

1325

№ 14 из амбара № 41

УДН «Туймазанефть»

19

7,10

21,30

20,30

6,30

945

1025





Из таблицы видно, что по обследованным амбарам плотность углеводородной части жидкости лежит в пределах 950…985 кг/м3, а вязкость достигает 1750 МПас. Содержание механических примесей в целом доходит до 21 %, воды – до 40 %. В углеводородной части содержание парафина составляет до 21 %, смол – до 19 %, асфальтенов – до 18 %. Фракции, выкипающие до температуры 500 °С, составляют 46…70 %.

В связи с тем, что параметрами среды, определяющими степень ее взаимодействия с электромагнитным полем, являются диэлектрические характеристики вещества - относительная диэлектрическая проницаемость ε′ и тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, основная часть главы посвящена исследованию диэлектрических свойств образцов нефтешламов. Измерения проводились на измерителях добротности ВМ 560 (диапазон частот 50 кГц…35 МГц) и Е4-11 (диапазон частот 30…300 МГц).

Исследования диэлектрических свойств нефтешлама в зависимости от частоты в указанном диапазоне представляют интерес с точки зрения изучения их поведения в ВЧ и электромагнитных полях. Результаты этих исследований необходимы для выяснения особенностей термогидродинамических процессов, происходящих в нефтешламах, находящихся в
электромагнитном поле. Они используются и при расчетах технологического оборудования, основных параметров, а также для установления режимов воздействия электромагнитного поля на нефтешламы с целью их утилизации.

В качестве примера на рисунках 1 и 2 приведены частотные зависимости относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла
диэлектрических потерь образцов нефтешлама.

Из графиков видно, что диэлектрическая  проницаемость исследованных образцов в данном диапазоне частот имеет сравнительно большие значения (до ε′ = 8), в то время как для обезвоженных нефтей диэлектрическая проницаемость колеблется в пределах 2…4. Такие результаты объясняются возникновением межфазной поляризации на границе раздела нефть – вода, т.е. диэлектрическая проницаемость растет с увеличением поверхности раздела фаз.

Рисунок 1 - Частотные зависимости относительной диэлектрической проницаемости в ВЧ ЭМ поле для некоторых образцов нефтешлама, приведенных в таблице 1

Рисунок 2 - Частотные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь в ВЧ ЭМ поле для некоторых образцов

нефтешлама, приведенных в таблице 1

Для большинства исследованных образцов зависимости tgδ (f) имеют ярко выраженные релаксационные максимумы в рассматриваемом диапазоне частот. Наличие максимума в частотном ходе tgδ позволяет прогнозировать резонансное взаимодействие объектов переработки с ВЧ ЭМ полем, т.е. при частоте электромагнитного поля, равной частоте, при которой tgδ имеет максимум, энергия поля особенно интенсивно поглощается полярными компонентами среды, образующими бронирующие оболочки в эмульсии, которая составляет основную часть нефтешламового амбара. Следовательно, при помещении такой эмульсии во внешнее поле с частотой, соответствующей максимуму поглощения, в ней могут возникнуть интенсивные термо- и гидродинамические эффекты, и прочность молекулярной связи между дипольными молекулами оболочки снизится. В конечном счете это ослабит прочность всей оболочки, что приведет к разрушению водонефтяной эмульсии.

Как известно из теории, диэлектрик, помещенный в электромагнитное поле, будет нагреваться за счет внутренних источников тепла, возникающих в объеме среды, а с изменением температуры изменятся и
диэлектрические свойства среды. Следовательно, при воздействии на
нефтешлам ВЧ ЭМ полем его диэлектрические свойства будут изменяться с изменением температуры.

Для примера на рисунках 3 и 4 приведены температурные кривые
диэлектрических параметров для образца № 4 при фиксированной частоте ЭМ поля (13,56 МГц).

Уменьшение значения ε′ с ростом температуры соответствует характерным особенностям поляризации полярных жидкостей. Резкое снижение диэлектрической проницаемости, наблюдаемое для образца № 4 в диапазоне температур 50…70 оС связано, очевидно, с дополнительным эффектом – плавлением парафина в нефтяной фазе. Температурная зависимость
tgδ также имеет характерную особенность: с ростом температуры
потери  вначале  увеличиваются  и,  достигнув  максимума,  уменьшаются.


Рисунок 3 - Температурная зависимость ε′ для образца № 4

при фиксированной частоте ЭМ поля (13,56 МГц)

Рисунок 4 - Температурная зависимость tgδ для образца № 4

при фиксированной частоте ЭМ поля (13,56 МГц)

Такое поведение обусловлено тем, что с ростом температуры увеличивается подвижность молекул, и это приводит к ориентации полярных молекул. При дальнейшем повышении температуры сказывается её дезориентирующее влияние, и диэлектрические потери уменьшаются.

Полученные результаты показали, что для каждого образца
диэлектрические параметры своеобразно зависят от температуры, и эти особенности, зависящие от состава нефтяной составляющей нефтешлама, необходимо учитывать при определении режимов воздействия ВЧ ЭМ поля на нефтяные шламы.

Как было отмечено выше, основная часть нефтешлама представляет собой водонефтяную эмульсию. Поэтому другим важным определяющим фактором, влияющим на диэлектрические характеристики нефтешлама, является содержание воды. Результаты экспериментальных исследований диэлектрических свойств нефтяных эмульсий типа «вода в нефти» при различном содержании воды представлены на рисунках 5 и 6.

2 – 10 %; 3 – 20 %; 4 – 30 %; 5 – 40 %

Рисунок 5 - Зависимости ε′ от частоты внешнего ВЧ ЭМ поля

для нефти (1) и её водонефтяных эмульсий

с различным содержанием воды

2 – 10 %; 3 – 20 %; 4 – 30 %; 5 – 40 %

Рисунок 6 - Зависимости tgδ от частоты внешнего ВЧ ЭМ поля

для нефти (1) и её водонефтяных эмульсий

с различным содержанием воды

Из рисунков видно, что с увеличением концентрации воды в эмульсии диэлектрическая проницаемость возрастает. Такое поведение объясняется возникновением межфазной поляризации на границе раздела нефть – вода. Степень увеличения диэлектрических потерь зависит от количества воды в нефти. Частотные зависимости tgδ для исследуемых эмульсий имеют резонансный характер. Смещение резонансной частоты в область низких частот с увеличением концентрации воды в эмульсии можно объяснить ростом вязкости эмульсий, т.к., согласно теории Дебая, резонансная частота обратно пропорциональна вязкости жидкости:

,

где fm – частота, соответствующая максимуму тангенса угла диэлектрических потерь; k – постоянная Больцмана; Т – температура; η - вязкость жидкости; α  - радиус сферической молекулы.

Полученные результаты показывают, что диэлектрические параметры водонефтяных эмульсий испытывают дисперсию в диапазоне
1…100 МГц. Однако, из анализа литературы известно, что для водонефтяной эмульсии обнаруживаются две области дисперсии: одна в ВЧ диапазоне (1…100 МГц), другая – в СВЧ диапазоне (свыше 10 ГГц). Дисперсия в ВЧ области обусловлена поляризацией полярных компонентов нефти (асфальтенов, смол), а в СВЧ области – поляризацией молекул воды.

Опираясь на литературные данные, результаты экспериментов и учитывая определенное сходство нефтешлама с водонефтяными эмульсиями, можно предположить, что диэлектрические параметры нефтешлама также будут иметь две области дисперсии (ВЧ и СВЧ). Это дает возможность использования энергии ВЧ и СВЧ ЭМ полей при утилизации нефтяных
шламов.

В третьей главе исследовалось воздействие ВЧ и СВЧ ЭМ полей на образцы нефтешлама с целью выявления наиболее эффективного метода воздействия и выбора его оптимальных режимов. Для экспериментальных исследований воздействия ВЧ ЭМ поля на образцы использовался лабораторный стенд высокочастотного четвертьволнового резонатора. Основной частью установки является высокочастотный генератор ВЧД 2,5/13 с рабочей частотой 13,56 МГц и максимальной выходной мощностью 1,2 кВт. Обработка производилась в специальной ячейке (узел обработки), которая соединяется с генератором посредством коаксиального кабеля марки
РК-75-44. Обработка образцов осуществлялась в отсутствии гидродинамических воздействий, связанных с течением среды, т.е. в статическом режиме. Для каждого образца предварительно было определено оптимальное время воздействия с учетом мощности генератора с целью предотвращения вскипания нефтешлама.

Аналогичные исследования проводили на образцах этих же нефте-шламов в диапазоне СВЧ излучения, а также при тепловой обработке на водяной бане. При этом соблюдалось условие равенства конечной температуры при всех видах воздействия. Обработка образцов нефтешлама СВЧ ЭМ полем производилась в микроволновой печи промышленного производства с рабочей частотой 2,4 ГГц.

Для определения степени разрушения нефтешлама в ВЧ ЭМ поле в динамических условиях, т.е. в зависимости от меняющихся диэлектрических свойств по мере отслоения воды, дальнейшие исследования проводились с модельными эмульсиями, для которых частоты, соответствующие максимумам tgδ, с различной степенью приближены к рабочей частоте генератора, равной 13,56 МГц.

Результаты, полученные после воздействия на исследуемые эмульсии ВЧ ЭМ полем с частотой 13,56 МГц, представлены на рисунке 7, из которого видно, что эмульсия, резонансная частота которой ближе к рабочей частоте ВЧ генератора (13,56 МГц), разрушается наиболее эффективно.

               Рисунок 7 - Зависимость доли выделившейся

из водонефтяной эмульсии воды

от её резонансной частоты

Однако даже при совпадении резонансной частоты эмульсии с рабочей частотой генератора полного разрушения эмульсии не наблюдается. Это можно объяснить тем, что по мере отслоения воды резонансная частота эмульсии смещается в область более высоких частот. Тогда частота воздействия после выхода её из области ширины резонансной кривой эмульсии уже не дает ожидаемого эффекта. Для дальнейшего разрушения эмульсии необходимо перейти к иной частоте воздействия.

На основе полученных результатов разработан способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля, защищенный патентом РФ.

При СВЧ электромагнитном воздействии на нефтяной шлам основная энергия поглощается водной фазой, сосредоточенной в глобулах воды, покрытых бронирующей оболочкой. В результате в глобулах воды возникают объемные источники тепла, за счет чего происходит их интенсивный нагрев, приводящий к разрушению бронирующей оболочки. Однако в зависимости от прочности и толщины бронирующей оболочки температура, при которой происходит разрыв оболочки, может быть разной. Для разрыва тонких оболочек достаточны небольшие температуры. При значительных прочности и толщине оболочки температура разрыва и давление внутри оболочки могут быть настолько большими, что происходят локальный разрыв оболочки и «впрыскивание» воды в нефтяную фазу. В результате образуется мелкодисперсная стойкая среда, что подтверждается фотоснимками микроструктуры нефтешлама до и после обработки СВЧ ЭМ полем (рисунок 8). То есть в этом случае наблюдается отрицательный эффект СВЧ электромагнитного воздействия.

На рисунках 9 и 10 приведены сопоставительные результаты исследований воздействия ВЧ и СВЧ ЭМ полями и тепловым полем для образцов № 2 и № 4.

Рисунок 8 - Фотоснимки микроструктуры нефтешлама

до и после обработки СВЧ ЭМ полем

1 – ВЧ электромагнитное;

2 – СВЧ электромагнитное;

3 – тепловое

Рисунок 9 - Динамика расслоения образца № 2  нефтешлама

при различных видах воздействия

Из рисунков видно, что для образца № 2 процесс расслоения идет наиболее интенсивно при воздействии ВЧ электромагнитным полем (кривая 1 на рисунке 9). Это связано с тем, что частота ВЧ ЭМ воздействия лежит в первой области дисперсии диэлектрических параметров нефтешлама, за счет чего происходит резонансное взаимодействие поля с полярными компонентами нефти, приводящее к разрушению бронирующей оболочки.

При СВЧ ЭМ воздействии частотой 2,4 ГГц на молекулы асфальтенов и смол, которые составляют основу бронирующей оболочки, резонансного воздействия не оказывается. Поэтому наблюдаемое отслоение воды при СВЧ ЭМ воздействии происходит преимущественно за счет теплового воздействия.

1 – ВЧ электромагнитное;

2 – СВЧ электромагнитное;

3 – тепловое

Рисунок 10 - Динамика расслоения образца № 4 нефтешлама

при различных видах воздействия

В случае образца № 4 (рисунок 10) частота ВЧ ЭМ воздействия не лежит в области первой дисперсии, обусловленной полярными компонентами нефти, поэтому ВЧ ЭМ воздействие не является эффективным. В данном случае более эффективным из исследуемых оказался метод СВЧ электромагнитного воздействия (кривая 2 на рисунке 10).

Исследовалось также влияние электромагнитных полей на электрофизические и реологические свойства нефтяных шламов. На рисунке 11 приведены кривые tgδ (f) для образца № 2 до и после обработки ВЧ ЭМ полем. Из рисунка видно, что по мере увеличения времени обработки нефтешлама наблюдается некоторое уменьшение максимального значения tgδ, а также его смещение в область высоких частот.

1 – до обработки; 2, 3 – после 5- и 10-минутной

обработки ВЧ ЭМ полем соответственно

Рисунок 11 - Зависимости tgδ (f) для образца № 2

Этот факт можно объяснить тем, что при помещении образца
нефтешлама в электромагнитное поле происходит его поляризация, т.е. дипольные моменты молекул  ориентируются в направлении электрического поля. Эти молекулы связаны между собой межмолекулярными связями. По мере увеличения времени воздействия ЭМ полем все большее количество этих связей разрывается. Вследствие чего уменьшается время релаксации полярных молекул, т.е. для ориентации этих молекул по полю требуется меньше времени. Поэтому диэлектрические потери в нефтешламе уменьшаются.

С другой стороны, это связано с изменением реологии нефтешлама, т.к. диэлектрические параметры среды являются функцией её вязкости.
Во-первых, в ВЧ электромагнитном поле происходит расслоение нефте-шлама на нефтяную часть и воду, и, как было показано во второй главе, вязкость шлама уменьшается с уменьшением содержания воды в нем, что приводит к изменению диэлектрических параметров. Во-вторых, структурообразование в нефтешламе обусловлено наличием в нем смол и асфальтенов, а также кристаллизацией растворенного парафина при температуре ниже точки его насыщения. Поэтому структурообразование будет зависеть от параметров приложенного поля.

В четвертой главе описываются опытно-промышленные исследования возможности применения энергии СВЧ электромагнитного поля для переработки верхних слоев нефтешламового амбара № 15 ООО «ПромЭкология» и возможности применения метода компаундирования нефтешлама с сырой либо товарной нефтью, а также возможности применения этих методов в комплексе.

Для установления условий достижения оптимального технологического процесса была проведена серия лабораторных экспериментов, включающих:

  • исследования термической обработки нефтешлама с добавлением химических реагентов с последующим разделением в центробежном поле декантора;
  • исследования термической обработки нефтешлама с добавлением химических реагентов при воздействии СВЧ электромагнитного поля с последующим разделением в центробежном поле декантора;
  • исследование физико-химических свойств и состава переработанной продукции;
  • исследование возможности улучшения экономических показателей технологического процесса (подбор температуры начальной обработки нефтешлама, дозировки химреагента, регулирование мощности и времени воздействия СВЧ реактора).

Исследования проводились в два этапа. На первом этапе перед
центрифугированием все пробы обрабатывались в микроволновой печи (рабочая частота 2,4 ГГц, мощность 800 Вт; 1 мин). С целью исключения отрицательного эффекта действия СВЧ поля время обработки им выбиралось так, чтобы пробы не вскипали. После обработки СВЧ ЭМ полем образцы обрабатывались в центрифуге при скорости 3000 об/мин в течение
10 минут. На втором этапе образцы обрабатывались в центрифуге без предварительной обработки ЭМ полем.

Схема и результаты исследований представлены на рисунке 12 и в таблице 2.

Рисунок 12 - Схема проведения лабораторных экспериментов

Таблица 2 - Результаты исследований

Деэмульгатор

Содержание, %

без СВЧ обработки

с СВЧ обработкой

воды

мехпримесей

воды

мехпримесей

Дауфакс DF

5,1

0,47

2,6

0,22

Геркулес 1017

4,3

0,40

2,0

0,20

Установлено, что наиболее эффективный результат достигается при СВЧ обработке с добавлением реагента Геркулес 1017 (1000 г/т) с последующим разделением в центрифуге (3000 об/мин). При обработке нефте-шлама СВЧ ЭМ полем без добавления реагента содержание воды в переработанной продукции составило 9,5 %.

Необходимо отметить, что результаты для двух исследуемых деэмульгаторов незначительно отличаются друг от друга (таблица 2), поэтому деэмульгатор Дауфакс DF также можно рекомендовать в качестве эффективного.

Дальнейшие исследования были связаны с подбором оптимальной дозировки реагентов Геркулес 1017 и Дауфакс DF, а также температуры начальной обработки нефтешлама. Результаты исследований для деэмульгатора Дауфакс DF приведены на рисунке 13.

По результатам можно утверждать, что оптимальная дозировка
реагентов 300 г/т, а температуру начальной обработки можно рекомендовать 60 оС.

Следующим важным параметром при разработке технологии СВЧ электромагнитной обработки нефтяных шламов является время обработки, по которому рассчитываются геометрические размеры СВЧ волновода и скорость потока в нем. Для определения оптимального времени обработки были проведены эксперименты, результаты которых представлены на рисунке 14. В образец № 6 вводили реагент Дауфакс DF с оптимальной дозировкой (300 г/т), затем он обрабатывался  в СВЧ электромагнитном поле различное время. По результатам эксперимента можно рекомендовать оптимальное время обработки 9…15 секунд.

Рисунок 13 - Зависимости содержания воды в переработанной

продукции от дозировки реагента Дауфакс DF

Были также проведены исследования по определению оптимальной мощности воздействия. Образец № 6 обрабатывался в течение 15 секунд в СВЧ электромагнитном поле при различной мощности излучения. Результаты представлены на рисунке 15, из которых видно, что доля отслоившейся воды плавно возрастает с ростом мощности. В исследуемом диапазоне мощностей оптимально эффективной является мощность 1000 Вт.

Другим важным параметром при разработке технологии СВЧ ЭМ переработки нефтяных шламов является время релаксации обработанной продукции, т.е. максимальное время пути обработанной продукции от СВЧ реактора до центрифуги (декантора). Для нахождения этого времени образцы нефтешлама определенное время выдерживались после обработки до помещения их в центрифугу. Результаты исследований приведены на
рисунке 16.

Рисунок 14 - Зависимость доли выделившейся воды

от времени обработки в СВЧ ЭМ поле

Рисунок 15 - Зависимость доли выделившейся из нефтешлама воды

от мощности СВЧ ЭМ излучения

Рисунок 16 - Зависимость доли выделившейся воды от времени

выдержки после обработки в СВЧ ЭМ поле

до помещения в центрифугу

Из графика видно, что после 20-…25-секундной выдержки доля отслоившейся воды резко снижается. За это время полярные молекулы нефти (асфальтены и смолы) успевают адсорбироваться на поверхности глобул воды, вследствие чего в  центробежном поле происходит неполное отслоение воды. Этот факт необходимо иметь в виду при разработке и  расчете схемы расположения СВЧ генератора и декантора.

Кроме этого, в работе оценивался вклад каждого вида воздействия. Результаты представлены на рисунке 17. Из рисунка видно, что наибольший эффект достигается при термохимической обработке с последующими обработкой и СВЧ полем и центрифугированием.

Таким образом, лабораторными опытами установлена возможность улучшения качества продукции переработанного нефтешлама при использовании предлагаемой технологии. Установлено, что наиболее оптимальный режим обработки шлама достигается при температуре нагрева смеси до 60 оС, дозировке реагента Геркулес 1017 (либо Дауфакс DF) 300 г/т, мощности СВЧ установки 1000 Вт, скорости центрифугирования
3000 об/мин.

Рисунок 17 - Зависимости доли выделившейся воды

от времени обработки в центробежном поле

Исследована возможность применения компаундирования нефтешлама с сырой или товарной нефтью с последующей обработкой в СВЧ поле при переработке высоковязких шламов и/или нижних слоев нефтешламовых амбаров.

Лабораторные исследования в этом направлении были проведены в два этапа. На первом этапе была исследована возможность применения компаундирования и установлены оптимальные параметры для достижения наибольшего эффекта. На втором этапе исследовалось совместное применение компаундирования и СВЧ обработки.

На рисунке 18 приведена общая схема проведения исследований метода компаундирования нефтешлама с сырой нефтью. По результатам исследований было установлено, что наиболее  экономичный режим обработки шлама имеет место при соотношении объемов шлама и нефти 1 : 3, температуре нагрева смеси 60 оС, дозировке реагента ДF-63 № 40 200 г/т. При этом содержание остаточной воды 0,3 %, солей 88 мг/л и механических примесей до 0,03 %.

Рисунок 18 - Схема проведения лабораторных испытаний

На рисунке 19 приведена схема проведения исследования возможности совместного применения компаундирования и СВЧ ЭМ обработки. Полученные результаты показали, что применение СВЧ ЭМ обработки совместно с компаундированием позволяет улучшить качество переработанной продукции до 2,8 раза и значительно снизить энергозатраты за счет снижения температуры первичной обработки исходной продукции.

Рисунок 19 - Схема проведения лабораторных испытаний

В пятой главе по результатам экспериментальных и опытно-промышленных работ описана разработанная промышленная технология переработки нефтяных шламов с применением энергии СВЧ электромагнитного поля и их компаундирования с сырой или товарной нефтью.

Физическая сущность технологии состоит в том, что электромагнитное поле как ВЧ, так и СВЧ диапазонов может быть эффективно использовано для разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий и нефтешламовых соединений. В обоих случаях речь идет о резонансном взаимодействии поля с веществом. Но существует принципиальная разница в механизме происходящих при этом взаимодействий.

При ВЧ ЭМ воздействии электромагнитная энергия диссипирует и переходит в тепловую энергию в бронирующей оболочке, окружающей каплю воды. Максимальная эффективность этого процесса достигается при совпадении собственных частот колебаний полярных компонентов нефти (асфальтенов, смол, нафтенов и т.д.), сосредоточенных в бронирующей оболочке, и частоты накладываемого ВЧ ЭМ поля. При этом, кроме теплового, включается механизм разрушающего действия поля на структуру углеводородных молекул нефти. Таким образом, проведя предварительно измерения электрофизических свойств конкретных нефтешламовых объектов и определив резонансную частоту в ВЧ диапазоне, можно использовать промышленный генератор с соответствующей частотой излучения ЭМ волн. К сожалению, электронная промышленность в настоящее время выпускает ЭМ генераторы фиксированной частоты излучения. Если эта частота совпадет с резонансной частотой полярных компонентов нефти, то эффект будет максимальным. В противном случае процесс может оказаться малоэффективным. Кроме того, в случае нефтешламов, представляющих собой эмульсионную систему, последовательное отделение воды под действием поля будет способствовать изменению соотношения воды и нефти, что приведет к изменению значения резонансной частоты, и эффективность действующего генератора будет снижаться.

СВЧ воздействие отличается тем, что ЭМ поле взаимодействует преимущественно с водной фазой в резонансном диапазоне микроволн, т.е. в достаточно узком диапазоне частот. Это обстоятельство дает возможность, в отличие от ВЧ воздействия, использовать генератор с фиксированной частотой излучения ЭМ волн. Однако, как показали приведенные в предыдущих главах результаты экспериментальных исследований, СВЧ воздействие требует более тщательного обоснования и выбора оптимальных параметров обработки (времени воздействия, мощности излучения и др.) для предотвращения локальных разрывов капель воды и перехода эмульсии в более мелкодисперсную фазу, а значит в более устойчивую систему.

Таким образом, предварительным этапом предлагаемой технологии является выбор вида ЭМ воздействия (ВЧ или СВЧ) применительно к конкретному объекту на основании предварительных теоретических и экспериментальных исследований.

Технология переработки продукции нефтешламового амбара включает 4 этапа, необходимые для ее реализации. В диссертации подробно описывается  разработанная и внедренная технология в случае СВЧ воздействия.

Первый этап заключается в заборе продукции из нефтешламового амбара с помощью погружного насоса  шестеренчатого типа, установленного на понтонной площадке. Для местного разогрева нефтешлама вокруг понтонного устройства установлены змеевики, по которым перекачивается техническое масло марки АМТ-300 с температурой до 250 оС. Прием насоса оборудован сетчатым фильтром для предотвращения попадания в насос грубодисперсных механических примесей. Понтонное устройство может перемещаться по поверхности амбара. Подвес погружного насоса можно регулировать по высоте с помощью специальных грузоподъемных устройств, размещенных на платформе.

Второй этап предусматривает передачу амбарной продукции в резервуар для динамического отстоя. В случае вовлечения в переработку продукции застаревших амбаров и продукции амбаров на базе высоковязких окисленных углеводородов на данном этапе в технологическую цепочку включается дополнительная схема – добавка деэмульгатора для обеспечения более эффективного обезвоживания продукции на стадии динамического отстоя и на этапе ЭМ обработки. Подбор деэмульгатора осуществляется по методике, описанной в четвертой главе, на предварительном
этапе.

Третий этап включает перекачку отстоявшегося нефтешлама по трубе, в которую вмонтированы металлические стержни, являющиеся излучающими устройствами СВЧ генератора. В промышленной установке использован СВЧ генератор с автоматизированной системой управления производства американской фирмы «Amtek microwaves». Этот этап является определяющим в предлагаемой технологии и должен быть серьезно обоснован по режимам работы генератора на предварительном этапе. В первую очередь, это задаваемая мощность генератора, которая в данном случае может варьироваться от 10 до 32 кВт. 

На четвертом этапе осуществляется разделение прошедшего через трубу СВЧ генератора нефтешлама в трехфазном деканторе на нефть, воду и механические примеси, которые отводятся каждый в свою емкость.

В случае вовлечения в переработку застаревших нефтешламов в технологию переработки включается дополнительная схема – компаундирование. Это необходимая мера для улучшения реологических свойств нефте-шлама, уменьшения его вязкости и увеличения скорости текучести. Необходимость включения этого процесса в технологию должна быть обоснована на предварительном этапе путем экспериментального изучения изменения вязкости исходной продукции при ЭМ нагреве и компаундировании. Здесь же должны быть определены необходимые объемы вводимой нефти для задания необходимой скорости перемещения смеси по трубе СВЧ генератора, которая диктуется оптимальным временем ЭМ обработки. Немаловажно и максимальное сокращение времени прохождения нефтешлама между выходом из трубы и входом в сепаратор для предотвращения восстановления водонефтяной эмульсии. Кроме того, компаундирование может быть необходимым для увеличения производительности трехфазного сепаратора (декантора), если плотности водной и углеводородной составляющих нефтешлама различаются незначительно, и, следовательно, снижения затрат на электроэнергию.

Далее приводятся список требований, предъявляемых к технологическому процессу, и технологическая схема, разработанная с учетом этих требований. Описываются основные технологические блоки промышленной установки и сам технологический процесс переработки.

Упрощенная блок-схема промышленной установки представлена на рисунке 20.

Технологическая схема переработки должна включать следующие этапы:

  • нагрев верхней плавающей части нефтешламового амбара № 15 и откачку в сырьевой резервуар РВС № 2;
  • ввод реагента для улучшения процесса обезвоживания;
  • откачку из РВС № 2 в горизонтальную буферную емкость;
  • подогрев нефтешлама до определенной температуры перед подачей в СВЧ установку;
  • обработку нефтешлама СВЧ электромагнитным полем;
  • обезвоживание, обессоливание и отделение мехпримесей разделением на три фазы в центрифуге-деканторе;
  • сбор и откачку товарной нефти в РВС № 1, очистку и утилизацию дренажной воды.

Рисунок 20 - Упрощенная блок-схема установки по переработке

амбарных нефтяных шламов ООО «ПромЭкология»

Результаты опытно-промышленных испытаний представлены в
таблице 3.

Таблица 3 - Результаты опытно-промышленных испытаний

Содержание воды, %

в исходной

продукции

после центрифугирования без СВЧ обработки

после СВЧ обработки

и центрифугирования

32

16

6

24

12

6

32

17

7

28

17

8

30

16

5

34

17

8

По результатам видно, что обработка продукции нефтешламового амбара перед центрифугированием улучшает конечный результат в среднем в 2,4 раза.

В этой главе также приведено описание разработанной автором промышленной технологии переработки нефтешлама методом компаундирования с нефтью. Опытно-промышленные испытания проводились в
ООО «ПромЭкология»». Результаты опытно-промышленных экспериментов показали, что использование технологии позволило в 2,5…3,0 раза увеличить производительность установки как по нефтешламу, так и по товарной продукции при незначительном увеличении (в среднем до 0,48 %) обводненности товарной нефти. При этом количество механических примесей в нефти того же порядка, что и при базовой технологии. Количество хлористых солей в нефти уменьшилось в 2,2 раза и соответствует требованиям ГОСТа на товарную нефть.

Таким образом, предложенная технология позволяет не только улучшить качество получаемой из нефтешлама продукции, но и в значительной мере удешевить процесс и повысить производительность установки.

Основные выводы

  1. Исследованы диэлектрические свойства образцов нефтешлама в зависимости от частоты ЭМ поля, температуры, содержания воды, химического состава, а также их реологические и теплофизические свойства.
    Установлено, что диэлектрические параметры (ε′, tgδ) исследуемых образцов нефтешлама испытывают дисперсию в диапазоне частот 1…100 МГц; для каждого образца диэлектрические параметры имеют своеобразную, не обладающую определенной закономерностью, зависимость от температуры, определяемую соотношением в нем воды, нефти и механических примесей.
  2. Исследованы диэлектрические и реологические свойства модельных водонефтяных эмульсий. Показано, что диэлектрические параметры водонефтяных эмульсий также испытывают дисперсию в области
    1…100 МГц; с увеличением концентрации воды в эмульсии диэлектрическая проницаемость возрастает; частотные зависимости tgδ  для исследуемых эмульсий имеют резонансный характер со смещением резонансной частоты в область низких частот при увеличении концентрации воды в эмульсии; вязкость эмульсии возрастает с увеличением содержания воды.
  3. Проведены экспериментальные исследования воздействия ВЧ (13,56 МГц) и СВЧ (2,4 ГГц) электромагнитных полей на образцы нефтяных шламов и водонефтяных эмульсий. Установлено, что расслоение объектов воздействия происходит эффективнее при ВЧ электромагнитном воздействии в случае нахождения частоты воздействия в ВЧ области дисперсии диэлектрических параметров объекта; в противном случае наиболее эффективным является воздействие СВЧ электромагнитным полем. Однако при воздействии на объекты СВЧ электромагнитным полем эффект зависит от толщины бронирующей оболочки вокруг глобул воды. При определенной толщине оболочки наблюдается эффект «сопла», т.е. распрыскивание глобул воды.
  4. В результате исследований воздействия ВЧ электромагнитного поля на модельные водонефтяные эмульсии показано, что расслоение эмульсии происходит наиболее интенсивно при нахождении частоты воздействия в области ширины резонансной кривой tgδ (f) для эмульсии; по мере выделения воды из эмульсии частота, соответствующая максимуму тангенса угла диэлектрических потерь, смещается в область высоких частот. На основе полученных результатов разработан способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля, защищенный патентом РФ.
  5. Исследовано влияние электромагнитного поля на диэлектрические и реологические параметры нефтяных шламов. Установлено, что на диэлектрические и реологические параметры каждого образца электромагнитное поле влияет по-разному.
  6. Разработана промышленная технология переработки нефтяных шламов с использованием энергии СВЧ электромагнитного поля. Даны рекомендации по оптимальным режимам обработки шлама СВЧ электромагнитным полем.
  7. Разработана технология переработки нефтяных шламов, основанная на их компаундировании с товарной или неподготовленной сырой нефтью. Опытно-промышленные испытания технологии при предложенных термодинамических параметрах и схеме обвязки оборудования показали возможность увеличения в 2,5...3,0 раза производительности установки и снижения в 2,2 раза содержания хлористых солей в сравнении с базовой технологией при одинаковых количествах остаточной воды и механических примесей.

Основные результаты работы опубликованы в следующих
научных трудах:

В журналах из перечня ведущих рецензируемых

научных журналов ВАК

  1. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. Развитие электромагнитной технологии для утилизации нефтешлама // Нефтяное хозяйство. - 2009. - № 9. - С. 48-51.
  2. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Совершенствование технологии переработки нефтяных шламов // Нефтяное хозяйство. - 2008. – № 4. – С. 54-67.
  3. Ковалева Л.А., Зиннатуллин Р.Р., Миннигалимов Р.З. Технология обезвоживания нефтей с использованием энергии электромагнитного поля // Нефтепромысловое дело. - 2009. – № 5. – С. 54-58.
  4. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. Исследование устойчивости водонефтяной эмульсии в электромагнитном поле в зависимости от её диэлектрических свойств // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2010. – № 2. – С. 59-63.
  5. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. Определение времени расслоения водонефтяной эмульсии в электромагнитном поле // Технологии нефти и газа. - 2010. – № 2. - С. 20-22.
  6. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р.  Об эффективности утилизации нефтяных шламов высокочастотным электромагнитным полем // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». - 2008. - URL: http://www.ogbus.ru/authors/Kovaleva/Kovaleva_1.pdf . – 6 с.
  7. Миннигалимов Р.З., Усова Л.Н., Сафонов В.Е., Голубев М.В. Обоснование выбора рациональных точек подачи деэмульгатора в добываемую жидкость при путевом сбросе воды  // Нефтегазовое  дело. – 2007. – С. 28-33.
  8. Миннигалимов Р.З., Голубев М.В., Усова Л.Н., Сафонов В.Е. Основы проектирования установок предварительного сброса воды при добыче обводненных нефтей  // Нефтегазовое  дело. - 2007. – С. 51-58.
  9. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. К исследованию диэлектрических и реологических характеристик водонефтяных эмульсий // Теплофизика высоких температур. - 2008. – Т. 46. – № 5. –
    С. 792-795.
  10. Миннигалимов Р.З. Исследование температурных зависимостей диэлектрических характеристик нефтешламов // Теплофизика высоких температур. - 2009. – Т. 47. – № 4. – С. 635-637.

Патенты и авторские свидетельства

  1. Пат. 2400523 РФ. Способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля / Л.А. Ковалева, Р.З. Миннигалимов, Р.Р. Зиннатуллин (РФ). - Опубл. 27.09.2010. БИ № 27.
  2. Пат. 2171700 РФ. Способ обработки ловушечных нефтей нефтешламовых амбаров / X. Рейнхольд, Р.Х. Фассахов, Р.З. Миннигалимов и др. (РФ). - Опубл. 10.08.2001. БИ № 22.
  1. Пат. 2021586 РФ. Пробоотборник / А.Ф. Казаков, Р.З. Миннигалимов (РФ). - Опубл. 15.10.94.  БИ № 19.
  2. А.с. 1736548 СССР. Способ сепарации газоводонефтяной смеси / Б.М. Грошев, Р.З. Миннигалимов, А.П. Трушков и др. (СССР). - Опубл.  30.05.92. БИ № 20.
  3. А.с. 1761182 СССР. Сепаратор для разделения нефти, газа и воды / Б.М. Грошев, В.Г. Карамышев, И.С. Бронштейн,  P.M. Тухтеев, 
    Р.З. Миннигалимов, Ф.С. Иксанов (СССР). - Опубл. 15.09.92. БИ  № 34.
  4. А.с. 1764668 СССР. Установка подготовки нефти / Б.М. Грошев, Р.З. Миннигалимов, Ф.С. Иксанов и др. (СССР). - Опубл. 30.09.92.
    БИ № 36.
  5. А.с. 1770949 СССР. Автоматический регулятор межфазного уровня в емкости / Б.М. Грошев, Р.З. Миннигалимов, Ф.С. Иксанов и др. (СССР). - Опубл. 23.10.92. БИ № 39.
  6. А.с. 1704104 СССР. Способ определения расхода одного из компонентов смеси / Б.М. Грошев, Р.З. Миннигалимов, Ф.С. Иксанов и др. (СССР). - Опубл. 07.01.92. БИ № 1.

Другие публикации по теме диссертации

  1. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. Электромагнитные технологии в нефтедобыче и нефтяной экологии // Недропользование – XXI век. - 2009. – №  6. – С. 56-59.
  2. Kovaleva L., Minnigalimov R., Zinnatullin R., Stepanova Z. Experimental Research of The Radio-Frequency Electromagnetic Field Influence on the Structure and Adsorption Properties of Asphaltenes // Proc. 10th Annual International Conference Petroleum Phase Behavior and Fouling. - Rio de Janeiro, Brazil, 2009. – Р. 71.
  3. Валеев М.Д., Миннигалимов Р.З., Бриль Д.М. Выбор технологии переработки нефтешламов на предприятиях АНК «Башнефть» // Тр.
    ин-та / БашНИПИнефть. - 1997. - Вып. 92. – С. 21-30.
  4. Валеев М.Д., Баймухаметов Д.С., Асфаган И.И., Миннигали-мов Р.З. Анализ и дальнейшие направления работ в области обработки и утилизации шламов // Матер. дискуссии «Концептуальные вопросы развития комплекса  «Нефтедобыча - нефтепереработка - нефтехимия» в регионе в связи с увеличением доли тяжелых, высокосернистых нефтей». –
    Казань, 1997. – С. 33-37.
  5. Валеев М.Д., Баймухаметов Д.С., Миннигалимов Р.З. Технология обработки нефтешламов на месторождениях АНК «Башнефть» // Матер. дискуссии «Концептуальные вопросы развития комплекса «Нефтедобыча - нефтепереработка - нефтехимия» в регионе в связи с увеличением доли тяжелых, высокосернистых нефтей». – Казань, 1997. – С. 55-57.
  6. Валеев М.Д., Баймухаметов Д.С., Миннигалимов Р.З. Структурная схема процесса обработки нефтешлама // Матер. дискуссии «Концептуальные вопросы развития комплекса» «Нефтедобыча - нефтепереработка – нефтехимия» в регионе в связи с увеличением доли тяжелых, высокосернистых нефтей». - Казань, 1997. – С. 111-115.
  7. Баймухаметов Д.С., Миннигалимов Р.З. Оптимизация технологии переработки нефтяных шламов // Тр. ин-та / БашНИПИнефть.– 1998. – Вып. 94. – С. 172-174.
  8. Нуриахметова Ф.Б., Миннигалимов Р.З., Минин И.В. Подготовка воды и нефти при совместном сборе продукции различных горизонтов // Тр. ин-та / БашНИПИнефть. - 1990. – Вып. 84. – С. 121-128.
  9. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р., Давлетбаев А.Я. Применение электромагнитных полей для разработки высоковязких нефтей, разрушения водонефтяных эмульсий и тестирования реагентов // Наука – образование – инновации. Тез. докл. междунар. научн.-техн. конф. - Харбин-Санья, 2008. – С. 47.
  10. Миннигалимов Р.З., Ковалева Л.А., Зиннатуллин Р.Р. Использование электромагнитного излучения для разрушения водонефтяных эмульсий и подбора эффективных реагентов // Наука и технология нефтедобычи. Геопетроль - 2008. Матер. междунар. конф. - Краков, 2008. -
    С. 937-941.
  11. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин Р.Р. Применение энергии электромагнитного поля для обезвоживания эмульсий и борьбы с асфальтосмолистыми отложениями // Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям. Матер. междунар. конф. – Москва, 2008. – С. 181-183.
  12. Ковалева Л.А., Зиннатуллин Р.Р., Миннигалимов Р.З. Исследование разрушения водонефтяных эмульсий высокочастотным электромагнитным полем // Тр. ин-та / Ин-т механики УНЦ РАН. – Уфа, 2008. –
    С. 101-106.
  13. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Механические примеси в составе нефтяных шламов // Современные технологии нефтегазового дела. Тез. докл. Всеросс. научн.-техн. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. –
    С. 22-23.
  14. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Исследование нефтяных шламов по определению состава тяжелых осадков // Технологии нефтегазового дела: Сб. научн. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. – С. 152-154.
  15. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Современные пути решения проблем переработки шламов в нефтедобыче и в переработке // Технологии нефтегазового дела: Сб. научн. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. –
    С. 166-171.
  16. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Методика расчета характеристик процесса разделения нефтяных шламов в поле центробежных сил // Технологии нефтегазового дела: Сб. научн. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. – С. 161-166.
  17. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Расчет скорости осаждения твердых частиц нефтешламов в центробежном поле декантора // Технологии нефтегазового дела: Сб. научн. тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. –
    С. 171-174.
  18. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Условия осаждения мехпримесей в деканторах // Современные технологии нефтегазового дела. Тез. докл. Всеросс. научн.-техн. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. – С. 28-31.
  19. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Опытно-промышленные испытания по подбору эффективных отечественных реагентов для переработки нефтяных шламов // Современные технологии нефтегазового дела. Тез. докл. Всеросс. научн.-техн. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. – С. 23-26.
  20. Миннигалимов Р.З., Нафикова Р.А. Переработка нефтяных шламов: актуальность и решения // Современные технологии нефтегазового дела. Тез. докл. Всеросс. научн.- техн. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. –
    С. 26-28.
  1. Каплан Л.С., Миннигалимов Р.З. Эксплуатация осложненных скважин штанговыми насосами. - Октябрьский, 1997. - 196 с.
  2. Баймухаметов Д.С., Валеев М.Д., Габдрахманов Н.Х., Миннигалимов Р.З. Принципиальная технологическая схема обработки ловушечных нефтей нефтешламовых амбаров НГДУ «Туймазанефть» // Тр. ин-та / БашНИПИнефть. - Уфа, 2000. - Вып. 103. - С. 224-230.
  3. Валеев М.Д., Бриль Д.М., Миннигалимов Р.З. Современные методы переработки амбарных нефтешламов // Научно-технические проблемы топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан. - Уфа: Изд-во Фонда содействия развитию научных исследований, 1997. -
    С. 121-131.

42.        Миннигалимов Р.З., Серегина Л.П. Ступени качества // Нефтяник. - 1987. - № 8. - С. 32-34.

  1. Тимашев А.Т., Миннигалимов Р.З., Колесников А.Н. К методике повышения точности учета продукции в нефтедобывающей отрасли народного хозяйства // Нефть и газ - 98. Проблемы добычи, транспорта, хранения и переработки. - Уфа, 1998. - С. 4-14.
  2. Kovaleva L.A., Minnigalimov R.Z., Zinnatullin R.R. Invеstigalion of the Dependences of Dielectric Characteristics of Water-Oil Emulsions // High Temperature. - 2008. - Vol. 46. - No. 5. - P. 728-730.
  3. Minnigalimov R.Z. An Investigation of the Dependences of Dielectric Characteristics of Petroleum Slime // High Temperature. - 2009. - Vol. 47. - No. 4. - P. 606-608.
  4. Kovaleva L., Zinnatullin R., Minnigalimov R. Dehydrating of Heavy Crude Oil Using Radio-Frequency and Microwave Radiation: What is Better? // Petroleum Phase Behavior and Fouling. Proc. 11th Annual International Conference. - New York, 2010. - No. 031.
  5. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин P.P., Фатхуллина Ю.И. Исследование разрушения водонефтяных эмульсий в электромагнитном поле ВЧ и СВЧ диапазонов // Многофазные системы: природа, человек, общество, технологии. Тез. докл. Росс. конф. - Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», 2010. - С. 107-108.
  6. Ковалева Л.А., Миннигалимов P.3., Зиннатуллин P.P., Фатхуллина Ю.И., Идрисова Г.Р. Исследование особенностей воздействия электромагнитных полей на водонефтяные эмульсии // Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям. Матер. междунар. конф. - М., 2010. - С. 79.
  7. Ковалева Л.А., Миннигалимов Р.З., Зиннатуллин P.P. Технология переработки нефтяных шламов с применением СВЧ электромагнитного поля // Уралэкология. Промышленная безопасность - 2010. Матер. XV специализированной выставки. - Уфа, 2010. - С. 152-155.
  8. Миннигалимов Р.З. Обоснование применения энергии электромагнитного поля для переработки амбарных нефтешламов // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Десятой Всеросс. научн.-практ. конф. 20 октября 2010 г. - Уфа, 2010. - С. 251-252.
  9. Миннигалимов Р.З. Расчет технологической схемы и выбор оптимальных режимов при реализации СВЧ электромагнитной технологии переработки амбарных шламов ООО «ПромЭкология» // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Десятой Всеросс. научн.-практ. конф. 20 октября 2010 г. - Уфа, 2010. - С. 253-254.
  10. Миннигалимов Р.З. Комплексная технология СВЧ ЭМ перера-
    ботки продукции нефтешламовых амбаров с использованием деэмульгатора
    и центрифугирования // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Десятой Всеросс. научн.-практ. конф. 20 октября 2010 г. - Уфа, 2010. - С. 255-256.
  11. Ковалева Л.А., Зиннатуллин P.P., Степанова З.Ю., Миннигалимов Р.З., Давлетбаев А.Я.  Высокочастотные электромагнитные технологии в нефтедобыче // Инновационные технологии Республики Башкортостан. - 2010. - Вып. 6. - С. 47-54.

Фонд содействия развитию научных исследований.

Подписано к печати 2010 г. Бумага писчая.

Заказ № . Тираж  экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР». 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.