Влияние ультразвуковой обработки на реологические свойства парафинистой нефти

Abstract

Тяжелая, высоковязкая нефть с учетом растущего глобального спроса на энергоносители и истощения традиционных запасов нефти является энергетическим ресурсом будущего. При этом добыча и транспортировка таких нефтей требует применения специальных технологий извлечения и перекачки. В последние годы все более широкое распространение получает ультразвуковое воздействие на нефть с целью улучшения ее реологических характеристик. Однако известно, что интенсивность влияния ультразвука на свойства нефти значимо зависит от ее типа и состава. В настоящей статье с использованием ультразвуковой обработки высоковязкой нефти исследуются закономерности изменения ее вязкости при различном содержании парафина (по массе от 0 до 1,5 %). Для получения температурных зависимостей вязкости применялся вибрационный вискозиметр, для измерения вязкости в условиях постоянной температуры, но на различных скоростях сдвига - реометр. Установлено, что после ультразвуковой обработки вязкость нефти, не содержащей парафин, снизилась на 20 %. При растворении парафина наблюдался отрицательный эффект воздействия ультразвука: вязкость образцов нефти увеличилась. По температурным зависимостям вязкости рассчитаны коэффициенты, зависящие от энергии активации вязкого течения. Ультразвуковое воздействие приводит к увеличению этой энергии - и тем сильнее, чем больше концентрация парафина в нефти. Хромато-масс-спектрометрическое исследование химического состава показало, что содержание легких компонентов нефти после ультразвукового облучения возрастает, что говорит о наличии кавитационного, механического и теплового механизма ультразвукового воздействия. Полученные результаты могут быть использованы при выборе режима ультразвукового воздействия на высоковязкие нефти как при добыче, так и ее транспортировке.