Что такое эмульгаторы и деэмульгаторы. Перечислите основные виды деэмульгаторов.

Электрические свойства эмульсий. Нефть и вода в чистом виде являются диэлектриками. Однако даже при незначительном содержании в воде растворенных солей или кислот, ее электропроводность увеличивается многократно. Поэтому электропроводность нефтяной эмульсии обуславливается количеством воды, степенью дисперсности, количеством солей и кислот. Экспериментально установлено, что в нефтяных эмульсиях, помещенных в силовое поле, капли воды располагаются вдоль силовых линий, что приводит к резкому увеличению электропроводности. Данное свойство и послужило причиной использования электрического поля для разрушения эмульсий.

Коагуляция - это укрупнение диспергированных частиц, вызываемое их слипанием под действием молекулярных сил сцепления при броуновском движении, когда происходит их сближение на расстояние сферы действия сил сцепления. Противодействуют же этому сближению электростатические силы отталкивания частиц.

Коагуляция (слипание) частиц может быть вызвано также изменением состава дисперсионной среды, повышением температуры, добавкой деэмульгаторов.

Коалесценция - слияние в единое целое капелек воды или нефти является наиболее глубокой стадией коагуляции частиц с полным исчезновением поверхности соприкосновения, происходит уменьшение общей поверхностной энергии за счет уменьшения общей поверхности S. Коалесценция ведет к разрушению дисперсной системы, т.е. к разрушению эмульсии.

Инверсия - это обращение фаз (превращение одного типа эмульсии в другой), которое происходит обычно при введении в эмульсию поверхностно - активного вещества, являющегося стабилизатором эмульсии другого типа, или вследствие изменения процентного содержания воды в эмульсии. Дисперсная фаза становится дисперсионной средой, а дисперсионная среда - дисперсной фазой.

Инверсия имеет важное практическое значение, так как эмульсии типа Н/В где внешней фазой является вода, имеют меньшую вязкость и для перекачки требуют меньше энергетических затрат, чем эмульсии типа В/Н. Эмульсии типа Н/В встречаются в основном при переработке нефти и при добыче сильно обводненной продукции. Такие эмульсии хорошо смешиваются с водой в любых соотношениях и могут сильно загрязнять водоемы.

11. Какие факторы влияют на стойкость нефтяных эмульсий? «Старение» нефтяных эмульсий. Для более успешного разрушения эмульсий и прекращения их «старения» деэмульгаторы следует подавать на забой скважин и осуществлять «внутрискважинную» деэмульсацию. При подаче деэмульгаторов на забой скважин обычно происходит инверсия эмульсии, т.е. эмульсия типа В/Н превращается в эмульсию типа Н/В, вязкость которой равна 1 мПа×С, так как внешней ее фазой является вода, что существенно снижает потери давления на трение.

12. Свойства нефтяных эмульсий. Плотность, вязкость, дисперсность.

Дисперсность эмульсий - это степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсионной среде. Дисперсность эмульсий во многом определяет другие свойства эмульсий.

Дисперсность эмульсий обычно характеризуется тремя величинами:

1) диаметром капелек d

2) коэффициентом дисперсности D =1/d

3) удельной поверхностью S_уд (отношение суммарной поверхности частиц к их общему объему).

Удельная поверхность всякой дисперсной системы S_уд равна суммарной поверхности этой системы S, деленной на суммарный объем этой системы V. Удельную поверхность эмульсий, содержащих в дисперсной фазе сферические частицы диаметром d можно определить по формуле:

(4.1)

т.е. удельная поверхность обратно пропорциональна размеру частиц.

Вязкость эмульсий нельзя представить как суммарную вязкость нефти и воды, т.е.

m _э ¹ m_н + m_в,

она зависит от вязкости нефти, температуры образования эмульсии, количества воды, диаметра капель дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Вязкость нефтяных эмульсий, как и вязкость парафинистых нефтей не подчиняется закону Ньютона, а изменяется в зависимости от градиента скорости dw/dх и называется кажущейся вязкостью m^*.

Увеличение содержания воды в нефтяной эмульсии приводит к увеличению кажущейся вязкости до точки инверсии т.е. превращения одного типа эмульсии в другой.

Эйнштейн предложил формулу для определения вязкости эмульсий:

h₀ = h (1 + 2,5 j),

где h_{0 -} вязкость дисперсной системы; h - вязкость дисперсионной среды; j - отношение объема диспергированного вещества к общему объему системы (для эмульсий типа В/Н это процент обводненности).

На практике вязкость нефтяной эмульсии можно определить при помощи вискозиметра.

Плотность эмульсий. Плотность эмульсий определяется методами, принятыми для жидкостей, с учетом процентного содержания воды в нефти по их известным плотностям по следующей формуле:

(4.2)

где r_э, r_н, r_в - плотность эмульсии, нефти и воды соответственно;