Способ разрушения промежуточного эмульсионного слоя

 

Сущность изобретения: промежуточный эмульсионный слой, образующийся в процессе добычи и подготовки нефти, перекачивают по замкнутому циклу под слой воды и отстаивают, в процессе перекачки промежуточный эмульсионный обрабатывают составом, содержащим неионогенный деэмульгатор на основе блоксополимеров окисей этилена и пропилена, например, Separol WF-34, дипроксамин 157-65М, анионоактивный реагент на основе алкилбензолсульфоната натрия, например сульфонол, и растворитель на основе ароматических углеводородов при массовом соотношении компонентов в составе соответственно 1:(1,75-60):(20-25). 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и применяется для разрушения ловушечных водонефтяных эмульсий.

Известен способ обезвоживания нефти, заключающийся в том, что промежуточный слой перед возвращением в процесс обрабатывают струями воды, имеющими напор 2-4 атм, в течение 20-60 мин [1].

Недостатком способа является то, что для его осуществления необходима дополнительная установка, включающая резервуар-накопитель промежуточного слоя, в котором имеется специальное устройство-распределитель с соплами для создания высокоскоростных струй.

Известен способ деэмульсации нефтяной эмульсии, заключающийся в обработке эмульсии поверхностно-активным веществом, добавлением воды до обращения фаз эмульсии и дросселировании потока эмульсии при перепаде давления 2-20 атм [2].

Недостатками известного способа являются необходимость добавления большого количества воды в эмульсию и использование специальных дросселирующих устройств, что ведет к повышению энерго- и эксплуатационных затрат на осуществление процесса. Так, например, чтобы повысить обводненность поступающей эмульсии с 60 до 80%, при которой наступит обращение фаз, необходимо добавить такой же объем воды, каков объем эмульсии, а затем пропустить эмульсию через дросселирующее устройство.

На практике объем ловушечной эмульсии исчисляется десятками тысяч м³, добавление такого же количества воды с последующей подготовкой и транспортированием ее практически затруднено и экономически нецелесообразно, т.к. при этом повышаются энерго- и эксплуатационные затраты на проектирование и строительство дополнительных мощностей (насосы, отстойники, резервуары, расход электроэнергии, обслуживание и т.д.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ разрушения промежуточного эмульсионного слоя, образующегося при отстое эмульсии, в соответствии с которым промежуточный слой отбирают из отстойника, обрабатывают деэмульгатором и перекачивают насосом в отстойник под слой воды, замыкая цикл. В отстойнике осуществляется отстой эмульсии [3], принимаемый за прототип.

Недостатком известного способа является низкая эффективность при разрушении промежуточного слоя с повышенным содержанием асфальтено-смолопарафиновых компонентов и механических примесей.

Целью изобретения является повышение эффективности разрушения промежуточного эмульсионного слоя с повышенным содержанием асфальтено-смолопарафиновых компонентов и механических примесей.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве деэмульгатора используют деэмульгирующий состав, содержащий неионогенный деэмульгатор на основе блоксополимеров окисей этилена и пропилена, анионоактиный реагент на основе алкилбензолсульфоната натрия, и растворитель, содержащий ароматические углеводороды, в соотношении 1:(1,75-60):(20-25) соответственно.

Сущность изобретения заключается в следующем. Промежуточный эмульсионный слой по физико-химическому составу представляет собой эмульсии как "вода в нефти", так и "нефть в воде". Обводненность эмульсий составляет преимущественно 60-80% , агрегативная устойчивость может достигать 100%, плотность - 0,85-1,2 г/см³, вязкость - 12-27 мПа ˙ с. В эмульсиях содержится до 43 г/л механических примесей, состоящих в основном из песка и глинистых частиц, в отдельных случаях присутствуют продукты коррозии. Содержание асфальтенов составляет 55-174 г/л, смол - 3-100 г/л, масел и парафинов - 2,6-400 г/л (см. табл).

Данные эмульсии не разрушаются обычным термохимическим способом деэмульсации даже при увеличении расхода деэмульгатора до 200-300 г/т.

В предлагаемом способе разрушение эмульсии осуществляется путем циркуляции промежуточного слоя насосом перекачки некондиционной нефти через слой дренажной воды в нижнюю часть резервуара по замкнутому циклу по схеме "РВС (резервуар вертикальный стальной) - насос - РВС" с одновременной подачей деэмульгирующего состава на прием центробежного насоса (см. технологическую схему).

Способ разрушения может осуществляться как путем однократной, так и многократной циркуляции в зависимости от физико-химических свойств эмульсии (в 1-ю очередь от агрегативной устойчивости), а также от требования к качеству нефти по ГОСТ 9965-76. Количество циклов определяется опытным путем.

Как известно, асфальтены, смолы, парафины и мехпримеси являются природными стабилизаторами эмульсий, образующие прочные поверхностные слои на каплях эмульгированной воды или нефти. Для разрушения эмульсий, стабилизированных асфальтенами и смолами, эффективными являются неионогенные деэмульгаторы, для эмульсий, стабилизированных частицами механических примесей, - анионогенные ПАВ, для эмульсий, стабилизированных парафинами, - растворители парафинов.

Промежуточные эмульсионные слои, представленные в таблице, содержат все четыре природных стабилизатора, причем в повышенных количествах. Разрушение таких промежуточных эмульсионных слоев достигается за счет использования деэмульгирующего состава по изобретению.

Ароматические углеводороды, содержащиеся в составе, обладают высокой растворяющей способностью не только по отношению к парафинам, но также к асфальтенам и смолам, кроме того, они удаляют пленочную нефть, препятствующую слиянию водных капель.

Эффективность разрушения эмульсии увеличивается при ее перекачке по схеме "РВС - насос - КСУ (концевая сепарационная установка) - РВС". КСУ представляет собой горизонтальный аппарат, расположенный на высоте 12 м. При прохождении эмульсии через КСУ происходит сепарация газа и дополнительное дросселирование потока эмульсии.

По завершении циркуляции и обработки деэмульгирующим составом эмульсия направляется на отстой.

Подробное описание реализаций способа.

Промежуточный эмульсионный слой берется с выходного патрубка РВС-10000 (резервуар вертикальный стальной - емкостью 10000 м³), расположенного на высоте 6 м, и поступает на прием насоса перекачки некондициoнной нефти марки ЦНС-180-85, на прием центробежного насоса подается также деэмульгирующий состав дозировочными насосами. Далее обработанная эмульсия центробежным насосом подается в КСУ (концевая сепарационная установка), где происходит сепарация газа и после чего эмульсия возвращается в РВС-10000 и прокачивается через слой дренажной воды через маточник, расположенный на высоте 0,5 м. Эмульсия имеет плотность, меньшую чем дренажная вода, и будет подниматься в верхнюю часть резервуара. В силу того, что эмульсия обработана деэмульгирующим составом, она будет рыхлой и агрегативно не устойчивой, промываясь через слой дренажной воды она будет терять свободно выделившуюся воду из эмульсии, а нефть будет подниматься наверх, так как имеет плотность еще меньшую, чем промежуточный эмульсионный слой.

На чертеже показан РВС сбоку, где 1 - технологический резервуар; 2 - дозировочные насосы подачи деэмульгирующего состава; 3 - центробежный насос перекачки некондиционной нефти; 4 - концевая сепарационная установка.

Из чертежа следует, что промежуточный слой берут с высоты 6 м и центробежными насосами перекачивают по замкнутому циклу по схеме "РВС - насос - КСУ - РВС", причем эмульсия, обработанная деэмульгирующим составом, возвращается через маточник в слой дренажной воды, где происходит промывка и дальнейшее отстаивание.

Увеличивая или уменьшая высоту слоя дренажной воды, можно перемещать промежуточный слой по высоте РВС, т.о. при необходимости можно перекачивать отдельно нефть или промежуточный эмульсионный слой, используя коммуникации трубопроводов комплексного сборного пункта нефти.

Опытным путем установлено, что однократная циркуляция с обработкой деэмульгирующим составом и механическими разрушениями в центробежном насосе с последующим дросселированием, промывкой через слой дренажной воды и отстаиванием разрушает до 92-95% стойкой эмульсии. Производительность насоса ЦНС-180-85 при этом равна 180 м³/ч. Кратность циркуляции при необходимости можно увеличивать до 3-4.

П р и м е р 1. Промежуточный эмульсионный слой (характеристика эмульсии и результаты обработки приведены в таблице - опыт 4) в количестве 900 м³ из РВС-10000 циркулировался центробежным насосом ЦНС-180-85 по схеме "РВС - насос - КСУ - РВС" в течение 16 ч. На прием центробежного насоса подавали дозировочными насосами деэмульгирующий состав, состоящий из углеводородного растворителя СНПХ-7р-8 (смесь легкой пиролизной смолы и гексановой фракции) в объеме 6 м³ (4500 кг); анионогенный ПАВ - сульфонол-40 (смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот с алкильным остатком, с содержанием в радикале 8-12 атомов углерода) в объеме 300 л (315 кг); неионогенного деэмульгатора Сепарол WF-34 (Германия) в объеме 200 л (180 кг), соотношение компонентов состава по массе соответственно 25:1,75:1.

По завершении циркуляции эмульсию оставили на отстой, после 5 сут отстоя в РВС осталось 40 м³ эмульсии. Т.о. было разрушено 860 м³ или 95,5% промежуточного эмульсионного слоя и подготовлена нефть II группы качества.

Контроль за процессом разрушения вели по остаточному содержанию воды, хлористых солей и механических примесей в нефти.

Производительность насоса 180 м³/ч, кратность циркуляции равна 2,3.

П р и м е р 2. Промежуточный слой в количестве 6500 м³ (опыт 10) циркулировали насосом ЦНС-180-85 в течение 36 ч по схеме "РВС - насос - КСУ - РВС". На прием насоса подавали углеводородный растворитель СНПХ-7р-8 в количестве 6 м³ с нормой расхода около 1000 г/м³, сульфонол - 3000 г/м³ и дипроксамин - 157-65М (азотсодержащий блокосополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина (молекулярная масса - 5000) - 50 г/м³. Соотношение реагентов по массе соответственно 20:60:1.

После однократной циркуляции эмульсию оставили на отстой. После 5 сут отстоя в РВС осталось 500 м³ эмульсии. Т.о. было разрушено 6 тыс.м³ эмульсии или 92% от отработанной и подготовлена нефть I группы качества.

Производительность насоса 180 м³/ч, кратность циркуляции равна 1.

Полученные результаты представлены в таблице, из которой видно, что показатели качества выделенной нефти соответствуют I-III группам по ГОСТ 9965-76.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ЭМУЛЬСИОННОГО СЛОЯ, образующегося в процессе добычи и подготовки нефти путем обработки деэмульгатором и перекачки промежуточного слоя под слой воды по замкнутому циклу с последующим отстоем, отличающийся тем, что в качестве деэмульгатора используют состав, содержащий неионогенный деэмульгатор на основе блоксополимеров окисей этилена и пропилена, анионоактивный реагент на основе алкилбензолсульфоната натрия и растворитель на основе ароматических углеводородов при массовом соотношении компонентов в составе соответственно 1 : 1,75 - 60 : 20 - 25.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2