Powstawanie w odwiercie eksploatacyjnym emulsji ropnej może być spowodowane obecnością w eksploatowanej ropie naftowej
Obecność wody złożowej w ropie jest typową przyczyną powstawania emulsji ropnej w odwiercie eksploatacyjnym. W praktyce najczęściej chodzi o emulsję typu woda w ropie, czyli drobne kropelki H₂O są rozproszone w ciągłej fazie olejowej. Sama ropa, szczególnie gdy zawiera asfalteny, żywice, woski albo naturalne substancje powierzchniowo czynne, potrafi bardzo mocno stabilizować taką mieszaninę. Do tego dochodzi mieszanie podczas przepływu przez perforację, rurki wydobywcze, zwężki, pompy wgłębne czy armaturę głowicy. Moim zdaniem to jest jeden z tych tematów, które dobrze widać dopiero w ruchu kopalnianym: im więcej turbulencji i im większy udział wody złożowej, tym większe ryzyko trudnej do rozbicia emulsji. Dobra praktyka branżowa polega na monitorowaniu zawartości wody w wydobywanej ropie, regularnym pobieraniu próbek, doborze deemulgatora oraz prowadzeniu odwadniania w instalacji przygotowania ropy. Emulsja zwiększa lepkość mieszaniny, utrudnia separację, pogarsza rozliczanie wydobycia i może powodować kłopoty w transporcie. Dlatego obecność wody złożowej jest tu kluczowa, a nie przypadkowym dodatkiem.
W tym pytaniu łatwo pomylić obecność różnych składników w wydobywanym medium z faktycznym mechanizmem tworzenia emulsji. Azot N₂ może występować jako gaz towarzyszący albo składnik gazu złożowego, ale sam z siebie nie tworzy emulsji ropnej. Gaz może powodować pienienie, zmiany ciśnienia, odgazowanie ropy albo zaburzenia pracy pompy, jednak emulsja wymaga dwóch niemieszających się cieczy, najczęściej ropy i wody. Podobnie CO₂ jest ważny technologicznie, bo wpływa na korozyjność środowiska, rozpuszcza się częściowo w wodzie złożowej i może tworzyć kwas węglowy, ale nie jest fazą wodną rozproszoną w ropie. Z mojego doświadczenia uczniowie często wybierają CO₂, bo kojarzą go z problemami eksploatacyjnymi, a problem eksploatacyjny to jeszcze nie musi być emulsja. Drobne cząstki fazy stałej, na przykład iły, piasek, produkty korozji czy osady mineralne, mogą stabilizować emulsję i utrudniać jej rozdział. To jest ważna uwaga, bo takie cząstki działają czasem jak naturalne stabilizatory na granicy ropa-woda. Ale one zwykle nie są podstawową przyczyną powstania emulsji, tylko czynnikiem pogarszającym jej trwałość. Bez obecności wody złożowej nie ma typowej emulsji wodno-ropnej w odwiercie. W praktyce eksploatacyjnej najpierw szuka się więc udziału wody w produkcie, charakteru mieszania i warunków przepływu, a dopiero potem analizuje wpływ gazów oraz zanieczyszczeń mechanicznych.