Investigation of the Characteristics and Treatment of Kuwaiti Crude Oil Emulsions

إن مشكلة تكوين المستحلبات البترولية في معظم مكامن البترول فـي الكويت حالياً هـي نتيجة مباشرة لإنتاج المياه المصاحبة للنفط الخـام. وعليه تم إجراء هذه الدراسة حـول حالة إستقرار المستحلبات البترولية وخواصها الإنسيابية لعدة عينات نفطية من شمال وغرب الكويت والمنطقة المحايدة وإيجـاد طرق للتحكم بها تحت ظـروف وعوامل إنتاجية وتشغيلية واسعة. ولقد أظهـرت النتـائج أن جميع المستحلبات ذات ثبوتيـة عالية عند جميع درجات الحرارة ولكن المستحلب ذو أعلى نسبة الأسفلتين هو الأكثر ثبوتيـة. وبينت نتائج دراسة الخواص الانسيابية لهذه المستحلبات بأن جميع المستحلبات تتأثر بسرعة الانسياب حيث تقل لزوجتها كلما زادت سرعة انسيابها. وبينت النتائج كذلك بأن درجات الحرارة هي العامل المتحكم بانسيابية المستحلبات عند درجات الحرارة العالية بينما عند درجات حرارة منخفضة تتحكم عوامل أخرى بالانسيابية مثل مكونات النفط الأساسية، كمية الاسفلتين. كما بينت الدراسات بأن بعض المستحلبات تصل الى درجة التحول الطوري عند نسبة مياه مصاحبة تصل إلى %76 و%74 بحيث تنخفض لزوجتها بشكل كبير. ولقد تم دراسة تأثير نسبة المياه المصاحبة، سرعة الخلط ومدة التخزين على قوة التلاصق السطحي وحجم القطرات المائية وتوزيعها لجميع المستحلبات وتبين أن زيادة هذه العوامل تقلل من حجم القطرات المائية وتضيق توزيعها كما تقلل من قوة التلاصق السطحي ولكن بشكل بسيط . وتشير هذه النتائج الى أن الخواص الميكانيكية للغشاء السطحى للقطرات والتأثر بنسبة الأسفلتين بالإشتراك مع حجم القطرات ونسبة المياه المصاحبة هى المتحكمة بثبوتية المستحلبات البترولية. وأخيرا بينت النتائج أنه كلما زادت مدة تخزين المستحلبات النفطية كلما زادت ثبوتيتها ولزوجتها بشكل كبير.

This study focuses on the stability and rheological properties of crude oil emulsion samples from West and North Kuwait and Al-Khafji-Joint Operation area under a wide range of operation and field conditions. The stability tests results show that emulsion with high asphaltene content is the most stable even at high temperature of 80°C. The rheology study shows that all the emulsion samples have gone through shear thinning for all the temperatures tested (15oC- 80oC) at atmospheric pressure where viscosity decreased as shear rate increased from 0 s-1 to 500 s-1. It was also found that the operating temperature is the controlling factor for rheology at high temperature whereas at lower temperature the controlling factors were found to be asphaltene content. It was concluded that the mechanical properties of the interfacial films, where asphaltene to resin ratio play a big role, along with the droplets size and water cut control the stability of Sabriyah emulsion samples and not their IFT. Some emulsion samples have reached “Phase Inversion” at WOR of 74% to 76% upon which viscosity dropped quit drastically. Finally, aging and increasing asphaltene content of crude oil emulsions tend to increase the viscosity significantly.