Установка для сбора и подготовки нефти

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, включающая скВажины , сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды, трехпродуктовый мультигидроциклон, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса очист ки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращения потерь нефти, охраны окружакнцей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, установка снаежена трубопроводами вывода промежуточного слоя из отстойников и электродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона. . i 2. Установка по п. 1, отли (П чающаяся тем, что вход мультигидроциклона соединен с линией рециркуляции дренажной воды. СО 00 4

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1029984 A

9 50 В 01 D 17/04; В 01 D 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ГНРЫТИЙ (21) 3378550/23-26 (22) 04.01.82 (46) 23.07.83. Бюл. 9 27 (72) Д.С. Баймухаметов, Р.Р ° Аксанов, N.З. Мавлютова, Г.Н. Позднышев, Ю.Д. Малясов и Д.M ° Бриль (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке .и транспорту нефти и нефтепродуктов (53) 66 ° 066.6 (088. 8) (56) .1. Каспарьянц К.С., Кузин B.H., Григорян Л.Г. Процессы и аппараты объектов промысловой подготовки нефти и газа. M °, "Недра", 1977, с. 24.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9. 32885 43, кл. В 01 D 19/00, 1981 °

«(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА

И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды, трехпродуктовый мультигидроциклон, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращения потерь нефти, охраны окружающей среды от загрязнения неф- тью и нефтепродуктами, установка снабжена трубопроводами вывода промежуточного слоя из отстойников и злектродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона. @

2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вход мультигидроциклона соединен с линией рециркуляции дренажной воды. С

10299S4

Изобретение относится к сбору и подготовке продукции скважин на месторождениях и может быть применено в нефтедобывающей, газовой и нефтехимической промышленности для очистки нефти от взвешенных частиц °

Известна унифицированная схема сбора и подготовки продукции скважин, включающая скважины, автоматические групповые эамерные установки (например "Спутник-40Б"), блок дозирования реагента-деэмульгатора, блок доэирования ингибитора коррозии, сепаратор Х ступени сепарации, сепаратор II ступени сепарации, аппарат предварительного сброса воды, насос сырой нефти, теплообменник, трубчатую печь, каплеобразователь, отстойник глубокого обезвоживания, электродегидратор, сепаратор горячей сепарации, центробежный насос, теплообменник, автоматический анализатор качества нефти, резервуар товарной нефти, насос откачки товарной нефти 1 .

Наиболее близкой по технической ,сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для сбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды и трехпродуктовый мультигидроциклон ) 2 .

Основным недоСтатком известных установок является то, что иэ-за наличия в нефти асфальто-смолистЫх и высокоплавких парафийовых компонентов, микрокристаллов солей, агломератов иэ частиц твердой взвеси и других загрязнений в водоотделительных аппаратах происходит накопление промежуточных слоев.

В промежуточных слоях наблюдается накопление механических примесей и глобул воды с высокоустойчивыми бронирующими оболочками. Содержание механических примесей в промежуточном слое может достигать 30 вес.Ъ при относительно невысоком (сотые доли процента) их содержании в добываемой нефти. Прожжуточные слои образуют высокоустойчивые системы, которые не разрушаются традиционными методами, нарушают четкость разделения фаэ в отстойном аппарате.

Наполнение промежуточного слоя приводит к уменьшению объема отстойной зоны технологических аппаратов-отстойников и периодическому ухудшению качества нефти и дренажных вод на выходе из этих аппаратов. Образованию стойких промежуточных слоев в значительной мере способствуют механические примеси, выносимые: иэ породы пласта или вносимые в нефть

60 давления, куда устремляются растворенные газы и наиболее легкие углеводородные компоненты. Отделяемые

s периферийной зоне каждого гидроциклонного элемента механическиевместе с буровыми растворами. Меха нические примеси могут формироваться и в результате Нарушения ионного равновесия в эмульсии (сульфид железа, гипс и т.д.) .Образованию стойких промежуточных слоев может способствовать широкое внедрение интенсивных методов воздействия на пласты: внутрипластовое горение, закачка п ара и различных растворителей.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращение потерь нефти и охрана окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Поставленная цель достигается тем, что установка для сбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды и трехпродуктовый мультигидроциклон, снабжена трубопроводами вывода промежуточного слоя иэ отстойников и электродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона.

Целесообразно соединить вход мультигидроциклона с линией рециркуляции дренажной воды.

Установка применяется на тех месторождениях, где продукция скважин в отстойных аппаратах на границе раздела нефть-вода образует высокоустойчивые промежуточные слои, представляющие собой концентрат механических примесей в виде смол, продуктов суффозии скважин, асфальтенов, абсорбированных на границе раздела нефть-вода, остаточной пластовой.воды, парафинов и т.д. В ступенчатом мультигидроциклоне под действием центробежных сил осуществляется отделение тяжелых взвесей механических примесей и нефти от воды, дегаэации воды за счет перераспределения давления в разных диаметров гидроциклонных элементах аппарата и создания явления кавитации в центре вращеиия потока полем центробеж ных сил различной интенсивности.

Кроме того, в этих элементах осуществляется пленочный режим течения эа счет специальной конструкции вводного устройства. Это также способствует дегазации воды. Под действием центробежных сил в режиме кавитации в центре каждого гидроциклонного элемента образуется зона пониженного

1029984

40 в количестве 5% к количеству обрабатываемой нефти для отмывки хлористых солей и нри необходимости дозируется деэмульгатор (например

45 диссольван 4411) из расчета 20 грамм на тонну товарной нефти.

В электродегидраторе 13 должно осуществляться глубокое обессоливание. Однако из-за накопления промежуточного слоя электрическое поле отключается и электродегидраторы не работают в режйме электрообезвоживания. Электродегидраторы выполняют роль отстойников при термохимическом способе обработки.

Качество нефти и воды, получаемых с электродегидратора, неудовлетворительное и не отвечает предъявляемым требованиям товаросдаточных . операций. После электродегидратора в нефти содержание воды 3 вес.%, механических примесей 0,06 вес.%, в дренажной воде нефтепродуктов

2000 мг/л, механических примесей

500 мг/л, далее нефть направляется

65 в сепаратор 14 горячей сепарации,,примеси, взвеси из воды проходят в шламосборник, а нефть с нез fBчительным .содержанием остаточной воды и газа направляется в поток сырой нефти после сепаратора пер, вой ступени сепарации.

На чертеже показана установка для сбора и подготовки нефти с повышенным содержанием механических примэсей.

Установка включает скважину 1, автоматизированную групповую замерную установку 2, дозатор 3 деэмульгатора, дозатор 4 ингибитора коррозии, сепаратор 5 I ступени сепарации, сепаратор 6 II ступени сепарации, аппарат 7 предварительного сброса воды, насос 8 сырой нефти, теплообменник 9, печь 10, каплеобразователь 11, отстойник 12 глубокого обезвоживания, электродегидратор 13, сепаратор.14 горячей сепарации, насос

15 откачки товарной нефти, буферную емкость 16, насос 17 откачки промежуточного слоя, нагреватель 18 ступенчатый мультигидроциклон 19, J1Hнию нефти 20 со скважин, линии газа 21 и.22, линию дренажной воды 23, трубопроводы 24 вывода промежуточного слоя, линию шлама 25, линию товарной нефти 26.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная смесь с содержанием газа 80 нм /т, обводненностью до 95 вес..%, температурой 10 С со скважины 1 поступает в автоматизированную групповую замерную установку 2, где автоматически производится замер продукции скважин. Да лее она при необходимости обрабатывается деэмульгатором (например

20 г/T диссольваном 44113, ингибитором коррозии например ИКБ-4) и под избыточным давлением на устье скважины поступает в сепаратор 5, в котором при давлении 0,7 МПа (7 кгс/см ) производится отделение газа. Содержание остаточного газа в нефти после сепаратора 8 нм /т.

Газ 21 под собственным давлением подается на вторую ступень сжатия гаэокомпрессорной станции.

В поток нефти после сепаратора 5

i ступени вводится дренажная вода

23 с температурой 50 С и в количестве 10% к нефти из отстойника 12 глубокого обезвоживания и электродегидратора 13. температура смеси повышается с 10 до 20"С. В сепарато ре б, установленном на постаменте высотой 9 м, при давлении 0,02 МПа (0,2 кгс/см" ) производится отделение газа. Газ направляется на компримирование, а нефть — в аппарат 7 предварительного сброса воды, в котором дренажная вода отделяется и направляется на очистные сооружения. Шлам периодически удаляется в шламосборник ° Нефть из аппарата предварительного сброса обрабатывается деэмульгатором из расчета

50 грамм на тонну товарной нефти.

В аппарате предварйтельного сброса воды накапливается промежуточный слой, в котором содержание воды составляет 50 вес.%, механических примесей 1 вес.%. Йакопление промежуточного слоя периодически ухудшает качество нефти и дренажной воды на выходе из аппарата °

Содержание воды и механических примесей в нефти приближается к значениям, близким к промежуточному слою, а в дренажной воде содержание нефтепродуктов достигает

5000 мг/л, механических примесей

0,1 вес.%.

Далее нефть сырьевым насосом 8 через теплообменник 9 направляется в трубчатую печь 10, где производится нагрев до 50 С.

В каплеобразователе 11 осуществляется разрушение бронирующих оболочек глобул воды под воздействием турбулентных пульсаций и укрупнение (коалесценция) и расслоение на нефть и воду перед входом в бтстойник 12. В отстойнике 12 глубо кого обезвоживания из-за накопления промежуточного слоя процесс обезвоживания периодически ухудшается. На выходе из отстойника в нефти содержание воды возрастает до 10 Bec.%, механических примесей

0,06 вес.%, в дренажной воде нефтепродуктов до 1000 мг/л, механических примесей 0,05 вес.%. В нефть после отстойника глубокого обезвоживания добавляется пресная вода

1029984 где при давлении 0,005 МПа (0,05 кгс/cM>) газ отдеЛяется, а нефть насосом 15 через теплообменник 9 направляется в приемосдаточный пункт.

Средние зоны аппарата 7 предварительного сбора воды, отстойника

12 глубокого обезвоживания, электродегидатора 13 и последовательно соединенные буферная емкость 16, насос 17 откачки промежуточного слоя и ступенчатый мультигидроциклон 19 обвязаны трубопроводом 24. Верхняя и средняя камеры ступенчатого мультигидроциклона с помощью тру бопровода обвязаны с трубопроводом сырой нефти перед .входом в сепара.тор б II ступени сепарации.

Вышеописанная система обвязки обеспЕчивает отбор промежуточных слоев из аппарата 7 предварительно- 20 го сброса воды, отстойника 12 глубокого обезвоживания, электродегидратора 13 и удаление механических примесей и остаточной воды из нефти в ступенчатом мультигидроцикло- 25 не 19. Качество нефти и дренажной воды, получаемых с аппарата предварительного сброса воды, отстойника глубокого обезвоживания и электродегидратора, в результате отбора 3п промежуточных слоев улучшается.

В нефти из аппарата предварительного сброса воды содержание воды составляет 5 вес.Ъ, механических примесей 0,03 вес.Ъ, в дренажной воде содержание нефти 1000 мг/л, механических примесей 500 мг/л. Количество промежуточных слоев, отбираемых с аппарата предварительного ,сброса, составляет по фактическим данным 0,05 долей от обрабатываемого количества нефти, соответственно с отстойников глубокого обезвоживания 0,06, электродегидраторов

О, 1. В расчете на установку подготовки нефти с производительностью 45

3 млн. т товарной нефти в год количество отбираемого промежуточного слоя составляет с аппарата предварительного сброса воды

0,4 т/сут, отстойника глуббкого обезвоживания 0,5 т/сут, электродегидратора 0,8 т/сут. Отбор промежуточного слоя способствует улучшению качества нефти и дренажной воды, отбираемых:из отстойников глубокого обезвоживания: содержание воды в нефти не более 1,0 вес.В, механических примесей 0,02 вес.% в дренажной воде, содержание нефтепродуктов не превышает 1000 мг/л, механических, примесей 400 мг/л.

На выходе из электродегидратора содержание воды в .нефти составляет .

0,5 вес.%, механических примесей

0,015 вес.%, в дренажной воде содержание нефти 200 мг/л, механичес- 65 ких примесей 100 мг/л..После сепарации в сепараторе. горячей сепарации нефть откачивается через теплообменник в пункт товаро-сдаточных операций. Во избежание потерь нефти вместе с шламом и утилизируемой пластовой водой промежуточные слои, отбираемые с отстойных аппаратов, из буферной емкости 16 насосом 17 направляются в ступенчатый мульти.— гидроциклон 19. Общее количество промежуточного слоя, подаваемого в ступенчатый мультигидроциклон, составляет 1,7 т/сут (производйтельность установки подготовки нефти

3 млн. т товарной нефти в год).

В ступенчатом мультигидроциклоне около 90% всех механических примесей удаляется в шламосборник, а нефть в количестве около 2 т/сут с остаточным содержанием воды 3 вес.В и механических примесей 0,1 вес.Ъ направляется в трубопровод сырой нефти перед входом в сепаратор второй ступени сепарации. Процесс отделения механических примесей в ступенчатом мультигидроциклоне осуществ.. ляется при дозировке деэмульгатора

150 г/т и давлении в аппарате, 1 МПа

{10 кгс/см ).

Перед ступенчатым мультигидроциклоном может быть установлен нагреватель 18, позволяющий осуществлять нагрев промежуточного слоя до

90 С.

Нагрев целесообразно производить теплообменниками типа "труба в трун бе" или острым паром, исключающим образование слоя механических примесей на поверхности нагрева. В результате нагрева снижается прочность бронирующих слоев глобул aopta, на поверхность которых адсорбировались асфальтены, смолы, механические примеси и т.д. ПроЦйсс разрушения устойчивой системы протекает более интенсивно, качество нефти из сту-! пенчатого мультигидроциклона улучшается, выход шлама возрастает.

Содержание воды в нефти составляет

0,5 вес.Ъ, механических примесей

0,03 вес.Ъ.

Процесс отделения механических примесей осуществляется при давлении 0,6 МПа (б кгс/см ) и расходе деэмульгатора 80 r/T. Количество шлама возрастает в 3 раза.

Часть дренажной воды, отделяемой в отстойных аппаратах и аппарате предварительного сброса воды, может быть направлена в поток промежуточного слоя, для чего трубопровод промежуточного слоя обвязывается с приемом насоса, установленного на входе в нагреватель.

Подача дренажной воды в поток промежуточного слоя позволяет проме1029984

Составитель О. Калякина .Редактор В. Иванова Техред g,Тепер Корректор Н. джуган

Заказ 5031/8 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий, 113035, Иосква,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 жуточный слой с высокой концентрацией ьюханических примесей разбавить до критических соотношений.

Общеизвестно, что добавление дренажной воды в водонефтяную эмульсию . до критических значений соотношения добавляемой воды с эмульсией обеспечивает обращение фаз (до обводненности 75 вес.Ъ), т.е. система "вода в нефти" переходит в сис- тему "нефть в воде", нри этом механические примеси, находящиеся в нефтяной фазе, переходят в воду.

9то позволяет значительно улучшить процесс разрушения устойчивой системы, добиться снижения содержания воды и механических примесей в нефти до "следов" при более низкой температуре,нагрева промежуточного слоя (40 С) и небольшом уДельном расходе реагента (50 г/т).

Таким образом, предлагаемые системы позволяют интенсифицировать процесс подготовки нефтей с повышенным содержанием механических примесей, добиваться получения нефти

10 и воды на установках подготовки нефти с уровнями качества, удовлетворяющими требованиям, предъявляемыми потребителями, сократить потери .нефти, предотвратить загрязнение

15 окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.