Thực nghiệm về tác động cải thiện tính lưu biến của dầu thô Paraphin bằng từ trường nam châm Nd-Fe-B

Thực nghiệm về tác động cải thiện tính lưu biến của dầu thô Paraphin bằng từ trường nam châm Nd-Fe-B

31

CHƯƠNG 2 - THỰC NGHIỆM

2.1 Đối tượng thí nghiệm:

- Đầu Bạch Hổ giàn 2 (CTP2), ngày lấy mẫu: 10/04/2003

- Đầu Bạch Hổ Mioxen (BH-Mio), ngày lấy mẫu: 13/05/2003

- Đầu Bạch Hồ Oligoxen (BH-OIi), ngày lấy mẫu: 13/05/2003

- Đầu Réng RP! (RPI), ngày lấy mẫu: 25/01/2003

- Dầu Rồng RP3 (RP3), ngày lấy mẫu: 10/04/2003

- Đầu Rồng RC2 (RC2), ngày lấy mẫu: 25/01/2003

2.2 Các phương pháp thí nghiệm:

2.2.1 Xác định các đặc trung lý-hóa của dầu thê và cặn lắng đọng:

Đặc trung lý-hóa của các mẫu đầu thô và cặn lắng dong được xác định theo các tiêu chuẩn ASTM, GOST và theo các phương pháp của các công ty dầu khí quéc té (bang 2.1)

Bảng 2.1 : Các đặc trưng lý ~ hoá của dầu và các tiêu chuẩn kiếm nghiệm [7]

2 Khối lượng phân tử Phương pháp nghiệm lạnh

2.2.2 Xác dinh phan b6 n-paraphin

Xác định sự phân bố n-paraphin của đầu thô và CLĐ được tiến hành bằng phương pháp sắc ký khí nhiệt độ cao trên thiết bị HP 6890 Plus với các thông số

kỹ thuật như sau:

Cột: HT - 5 (cột sắc ký nhiệt độ cao), đài 25m, đường kính trong 0,32mm, độ

đầy lớp hấp phụ 0,Inm, nhiệt độ làm việc cực đại 450°C

Đetecter: FID, nhiệt độ làm viéc 400°C

Chương trình nhiệt độ lò chứa cột: nhiệt độ ban đầu 70°C, giữ trong 2 phút; sau đó tăng từ 70°C đến 410°C với tốc độ 3,5°C/phút; giữ ở nhiệt độ 410C cho đến hết

Nhiệt độ buông bơm mẫu: 310C

Nhiét dé injector: 310°C

Khí mang: He, lưu lượng 1,2 mi/phút

Xử lý số liệu sắc ký theo phần mềm HP Chemstation

2.2.3 Phương pháp đo độ nhót động học và lưu biến:

2.2.3.1 Thiết bị :

Thiết bị đo lưu bién Rheometer Brookfield D TH

Độ chính xác về độ nhớt; +1% Độ lặp lạt: +0,2%

Đệ chính xác nhiệt độ: +1 trong khodng - 100°C dén 149°C

+2% trong khodng - 150°C dén 300°C Khoảng do véi spindle 41: 0.5 ~ 11,510 cP

Thiết bị đo lưu biến được nối với máy ổn nhiệt Brookfield TDI01 có chương rình nhiệt độ (khoảng nhiệt độ -Š - 250°C), và được xử lý bằng máy tính với phần mém Rheoloader

2.2.3.2 Cách tiến hành:

Cho 2ml mẫu dầu cần đo vào cốc, lắp spindle 4l vào máy, cho mẫu dầu ồn

nhiệt ở nhiệt độ khảo sát trong 5 phút Sau đó hạ nhiệt độ với tốc độ 3phúU/1°C

Giá trị độ nhớt được ghỉ khi nhiệt d6 ha xudng 40°C bằng chương trình đo độ nhớt theo thời gian Khi nhiệt độ dầu hạ tới vùng phi Newton (tuỳ theo loại dầu), giữ nhiệt độ ổn định trong 15phút, độ nhớt đểo và ứng suất trượt được đo bằng chương trình thay đổi tốc độ biến dạng và được tính toán bằng mô hình Bringham Tiếp tục đo đến khí giá trị độ nhớt vượt ra khôi vùng đo của thiết bị

2.2.4 Phương pháp chụp hình trên kính hiển ví điện nt quét (SEM-

Scanning ElectronicMicroscopy)

Được thực hiện tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Trung tầm Khoa học Tự nhiên

và Công nghệ Quốc gia-Hà Nội

- May SEM của hãng Joel (Nhat), ky hiéu JA ISM-5.300, thông số kỹ thuật:

* Độ phân giải: 4 nm

* Độ phóng dai: 15 - 200.000 14

- Phương pháp chuẩn bị mẫu:

Cho mẫu vào nước cất, sử dụng siêu âm để tách cơ học các hạt, Đưa lên đế mẫu và phủ Ag bằng máy Agar Auto Sputter Coater theo phương pháp phún xạ catốt rồi đưa vào máy SEM quan sát và chụp ảnh

2.3 Phương pháp khảo sát ảnh hướng của từ trường đến tính húa biến của

dầu thô trên mô hình dòng chấy

Mục đích thí nghiệm là xác định định lượng ảnh hưởng của từ trường (với các điều kiện thí nghiệm khác nhau) đến tính lưu biến và khả năng lắng đọng của dầu thô nhiều paraphin

Thiết bị:

a Bể điều nhiệt tự động, dung tích 2Ø lít, nhiệt độ làm việc từ 25°C đến 200°C với độ chính xác +0,5°C

c Bơm định lượng loại piston model A-125 (Italy), lưu lượng bơm cực đại:

af

62 lUgið và áp suất cực đại: 14 Kg/cm2

© oo = ông điều nhiệt có đặt nam châm Magpipe bên trong & s

d.- Bể làm lạnh tự động

e Nam châm (Magpipe): model T80 là thiết bị chuyên dung do viện Khoa

học Vật Liệu chế tạo, bao gồm một ống dẫn phi từ đường kính trong iÔnmn (hướng theo trục Y của toa độ vuông) nằm trong vùng từ trường vuông góc với ống dẫn, hướng theo trục X Đọc theo trục có 2 ốc xoáy và cường độ từ trường H cực đại ở mặt ngoài ống dẫn là 9000 Gauss và H trung bình cực đại Ở tâm ống dẫn là §600mT Từ trường này được tạo bởi những khối nam châm vĩnh cửu từ vật liệu từ Nd-Ee-B chất lượng cao Ống dẫn nằm trong mạch từ kín khiến H ở ngoài Magpipe bằng 0, đấm bảo không gây tác động phụ lên các thiết bị điện tử

có liên quan đặt xung quanh nó Magpipe cho phép thay đổi giá trị H trung bình ở

tâm ống dẫn từ §600 Gauss xuống nhỏ hơn 4600 Gauss và ngược lại bằng cách

thay đối vị trí của con bu lông Nhiệt độ lầm việc trong khoảng < 65C

Sự phụ thuộc của H vào vị trí con bu lông:

Neila 5 tả

Hình chiếu theo trục X Mat cat nhìn từ trên xuống

Hình 2.! Cấu tạo của Magpipe

— ` 11 oe x

2 ˆ

» 4L ca,

Z1 | Mau dan thé

ed

an £ c

Bể én nhiét 30-100 °C Ỷ ` Ông nam cha 49cm =

41.5 ca <

Bể làm lạnh 18 -20 °%C

Hình 2.2: Mô hình đồng chẩy

2.4 Phương pháp xác định ảnh hưởng của từ trường đến độ nhớt của đầu:

Ôn nhiệt 800ml] dầu trong bể ổn nhiệt tại nhiệt độ cân khảo sát trong 15’ Vặn bu-lông về vị trí có cường độ cần khảo sát,

Điều chính các van về vị trí để dầu qua vùng từ trường hoặc không qua từ Điều chỉnh lưu lượng bơm về vị trí để đạt được thời gian chiếu từ cần khảo sát (mô phỏng theo chế độ làm việc thực tế),

— Bật máy bơm, hứng bó 400 ml dầu đầu tiên do còn lẫn dung môi rửa đường ống Dùng 200 ml dầu còn lại đem đo độ nhới bằng nhớt kế Brookfield

~ Xác định thời gian chiếu từ bằng cách đo thời gian (bằng đồng hồ đo tốc độ) thể tích (200ml) đầu chây qua vùng từ trường (có chiều đài là 30cm)

- Tiến hành đo độ nhớt trên máy đo lưu biến Brookfield DVHE' với tốc độ giảm nhiệt là 3 phút! độ, sử dụng spindle 41 và tốc độ quay là 200RPM và 50 RPM Đo độ nhới đểo theo mô bình Bingham được thực hiện bằng phần mễm Rheoloader

2.5 Phương pháp xác định thời gian lưu từ:

Tiến hành đo độ nhới của mẫu dầu đã xử lý từ tại nhiệt độ tương ứng với điểm của pha chuyển tiếp từ huyển phù tự do sang huyển phù liên kết (thông thường từ 32 — 36°C tuỳ theo loại đầu) theo thời gian cho đến khi đầu có độ nhớt bằng với độ nhớt của dau khi chưa xứ lý trên nhớt kế Brookfield

2.6 Phuong pháp xác định ảnh hướng của từ trường đến sự lắng đọng :

Mục đích thí nghiệm:

2 ⁄

Xác định hiệu quả ức chế lắng đọng paraphin-nhựa-asphanien của các

`

phương pháp xử lí từ trường của các mẫu dầu Qua đó tìm ra điều kiện xử Hí tối ưu cho từng loại dầu và có khả năng giảm chỉ phí xử lí

2.6.2 Điều kiện thí nghiệm:

- Cường độ từ trường: §ó00 Gauss (Mag01) va 4600 Gauss (Mag06)

- Nhiệt độ xử lý 45C

- - Thời gian chiếu từ khoảng 23

2.6.3 Cách tiến hành

Đầu thô (2 lí) được ổn nhiệt trong bể điều nhiệt tại nhiệt độ 45°C trong 15

s

Ä

phút Điều chỉnh các van về vị trí để đầu chảy qua vùng từ trường hoặc không qua từ rồi cho chảy qua h sinh hàn, Điều chỉnh lưu lượng bơm về vị trí để

đạt được thời gian chiếu từ cần khảo sát Đặt bộ phận khảo sát lắng đọng (ống xoắn bằng đồng ¿=lOmm, đài óÓcm) vào bể nước lạnh (20 ~ 22C), bơm tuần

hoàn đầu qua ống trong thời gian 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ Xác định khối lượng chất lắng đọng trong đường ống đồng ở thời gian thí nghiệm 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ Từ các

giá trị khối lượng lắng đọng thu được ta xác định được % giảm lắng đọng theo

công thức :

Khối lượng CLÐ trong mẫu không xử lí - Khối lượng CLP trong mẫu xử lí

Khối lượng CLĐ trong mẫu không xử lí

- Xác định độ nhớt dẻo và ứng suất trượi tĩnh của cặn lắng đọng trên máy

đo lưu biến Brookfield DVIH có trang bị phần mềm Rheocal

Xác định một số tính chất lý hoá của cặn lắng đọng theo các tiêu chuẩn

của ngành dầu khí