image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 5 2017

Геология и геохимия

01.05.2017 10:00 Исследование влияния температуры на точность флуоресцентного метода определения фракционных составляющих сырой нефти
Статья посвящена оценке влияния температуры на точность известного флуоресцентного метода определения фракционных составляющих сырой нефти. С учетом полученных оценок температурной стабильности метода графоаналитического определения содержания фракционных составляющих и наличия значительных разбросов результатов экспериментальных исследований сделан вывод, что температурная стабильность данного метода достаточно высока. При проведении измерений температуры с точностью ±1 °F температурная погрешность определения содержания фракционных составляющих достигает 0,7 % для алканов и 0,6 % для ароматических соединений.
Ключевые слова: флуоресценция, нефть, температура, чувствительность, точность.
Ссылка для цитирования: Гасанзаде К.И., Исмаилов К.Х. Исследование влияния температуры на точность флуоресцентного метода определения фракционных составляющих сырой нефти // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 5. С. 26–29.
Открыть PDF


Как отмечается в работе [1], флюиды, содержащие в своем составе углеводороды, представляют собой заполненные нефтью микрополости в пределах камней. Флуоресцентные свойства сырой нефти возникают из-за наличия в ее составе циклических ароматических соединений. При этом характеристики флуоресцентного излучения нефти зависят от ее химического состава. Согласно [1] тяжелый тип нефти (имеющий низкий градус API) обычно имеет более широкий флуоресцентный спектр, смещенный в красную зону, и короткое время флуоресцентного излучения. Для определения типа нефти по методу временных задержек точек взятия отсчета проводится процедура, графически отображенная на рис. 1.

Image_014.jpg

В качестве примера на рис. 2 приведены соответствующие характеристики четырех типов сырой ближневосточной нефти (Middle East 1÷4) при временных задержках Δ = 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 нс.

1_1_4.png

Таким образом, если имеются сведения о поступлении ближневосточной нефти, но неизвестна конкретная разновидность нефти (т. е. поступила нефть ME-x; x = ), для определения x должны быть проведены вышеизложенные измерения. Для количественного определения типа нефти в работе [1] используется показатель Δλ = λmax(4,0 нс) – λmax(0,5 нс), где λmax(4,0 нс) – длина волны, на которой была получена максимальная интенсивность при временной задержке 4,0 нс; λmax(0,5 нс) – то же самое при временной задержке 0,5 нс. После графического определения типа нефти, используя известные табличные данные о содержании фракционных составляющих в модификациях ближневосточной нефти ME-1 – ME-4, можно определить содержание алканов, ароматических соединений и серы. В таблице приведены соответствующие данные [1].

1_1_5.png

На рис. 3 приведены результаты проведенных исследований в [1] по определению взаимосвязи между показателем Δλ = λmax(tзадi) – λmax(tзадj); tзадi = 4,0 нс; tзадj = 0,5 нс и градусами API (A), содержанием алканов (В) и содержанием ароматиков (С).

Целью настоящего исследования является оценка влияния температуры на точность флуоресцентного метода определения некоторых фракционных составляющих сырой нефти.

1_1_6.png

Как отмечается в работе [2], одной из важных характеристик сырой нефти является ее теплоемкость. В работе [2] приводятся результаты исследований по определению зависимости теплоемкости сырой нефти от таких показателей, как градусы API и температура. Результаты, полученные в работе [2], отображены графически на рис. 4.

1_1_3.png

Согласно [2] взаимосвязь между показателями СF (теплоемкость), T и °API имеет вид: 

1_1.png           (1) 

Из выражения (1) находим

1_1_1.png.             (2) 

Таким образом, при наличии информации о Cp и неопределенности величины T в пределах 2ΔT = (T + ΔT) – (T – ΔT) неопределенность в вычисленном значении °API оценим как

1_1_2.png . (3) 

Следовательно, неопределенность в значении температуры в пределах 2ΔT приводит к неопределенности в вычисленном значении °API. Графически это иллюстрируется на рис. 4. Как видно из рис. 4, при наличии неопределенности в значении температуры 2ΔT1, где ΔT1 = –6,67 °С при наличии сведений о значении теплоемкости Cp = 0,5 API могут с равной вероятностью быть оценены на уровне как 60, так и 40, хотя при T = 37,78 °С истинное значение °API равно 50. При наличии неопределенности в значении температуры 2ΔT2, где ΔT2 = –12,22 °С, соответствующая неопределенность в вычислении °API уменьшается до значения 30 ± 5. Как видно из рис. 3а, указанная неопределенность в вычисленном значении °API, в свою очередь, приводит к появлению неопределенности Δ = 50 нм.

1_1_7.png


Как видно из рис. 3б и 3в, неопределенность в значении max(4,0 нс) – max(0,5 нс) может вызвать соответствующую неопределенность в вычислении содержания алканов в размере ±7 % и ароматических соединений в размере ±6 %.

Image_027.jpg

Определим чувствительность вышерассмотренного метода графоаналитического определения содержания фракционных составляющих на основе метода временных задержек отсчетов флуоресцентного излучения. Чувствительность данного метода к нестабильности температуры определим как 

1_1_8.png,                                     (4) 

1_1_9.png.                         (5) 

С учетом вышеприведенных оценок имеем 

1_1_10.png,                         (6) 

1_1_11.png.                         (7) 

На основании полученных оценок (6) и (7) температурной стабильности метода графоаналитического определения содержания фракционных составляющих, предложенного в [1], и с учетом значительных разбросов результатов экспериментальных исследований, показанных на рис. 3, можно заключить, что температурная стабильность данного метода достаточно высока и при проведении измерений температуры с точностью ±1 °F температурной погрешностью определения содержания фракционных составляющих, достигающих 0,7 % для алканов и 0,6 % для ароматических соединений, можно пренебречь



← Назад к списку


im - научные статьи.