Способ дозирования реагента-деэмульгатора

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам дозирования реагентов при транспортировании высокообводненной нефти на поздней стадии разработки нефтяного месторождения. Способ состоит в дозировании реагента-деэмульгатора в перекачиваемую по трубопроводу среду путем чередования дозирования и остановки ввода, при этом время дозирования (Т_доз) и время остановки (Т_ост) связаны определенной зависимостью. Зависимость между временем дозирования (Т_доз) и временем остановки (Т_ост) определяют по формуле: Т - промежуток времени между измерениями давления (Р) в трубопроводе, с; L - длина трубопровода, м; V - скорость потока в трубе, м/с; М - коэффициент (принимают равным в диапазоне 2-10), при этом время дозирования (Т_доз) есть величина переменная, которую определяют по формуле: Р - давление в трубопроводе в момент измерения, МПа; P_min - минимальное давление перекачки, МПа; Р_max - максимально допускаемое давление для данного трубопровода, МПа. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа складывается из экономии реагента-деэмульгатора, потребляемой насосом-дозатором электрической энергии и снижения аварийности трубопровода благодаря исключению превышения предельно-допустимых для данного трубопровода давлений. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам дозирования реагентов при транспортировании высокообводненной нефти на поздней стадии разработки нефтяного месторождения.

Известен способ постоянного дозирования реагентов в перекачиваемую или добываемую среду в системе нефтесбора или утилизации сточной воды (см. Ибрагимов Г.З., Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти. -М.: Недра, 1983, с.226). Способ позволяет осуществлять расслоение продукции скважин на нефть и воду в процессе транспортирования, что приводит к снижению давления перекачки.

Недостатком данного способа является повышенный расход дорогостоящих реагентов. Кроме того, применительно к промысловой системе сбора нефти при высоких расходах реагента-деэмульгатора осложняется подготовка воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является “Способ дозирования реагентов” (см. патент RU №2176356, С1, 7 F 17 D 3/12, БИ №33 от 27.11.2001) путем их периодического ввода в перекачиваемую или добываемую среду, включающий прерывистое дозирование реагентов путем чередования дозирования и остановки ввода, при этом время дозирования (Т_доз) и время остановки (Т_ост) связаны зависимостью Т_ост=Т_доз·К, где К - постоянный коэффициент.

Недостатком является постоянство значения коэффициента (К). Методика подбора значения К (0,5-1,5) исключают применение способа для трубопроводов системы сбора нефти на промыслах. В условиях непостоянства числа работающих и простаивающих скважин, подключенных к данному трубопроводу, а также непостоянства обводненности нефти оптимальный расход деэмульгатора (а он зависит от указанных параметров) также должен меняться. Кроме того, способ не предотвращает роста давления в трубопроводе и, как следствие, повышения аварийности, вызванной порывами трубопровода при поступлении в трубопровод аномально вязкой эмульсии в период, когда не ведется подача реагента. И наоборот, расход реагента окажется завышенным, если в периоды подачи реагента в трубопровод вязкая эмульсия отсутствует.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение надежности работы трубопровода при транспортировке водонефтяной эмульсии и снижение расхода реагента-деэмульгатора, за счет того, что время дозирования является переменной величиной, определяемой текущим давлением в трубопроводе.

Поставленная техническая задача решается описываемым способом дозирования реагента-деэмульгатора в перекачиваемую по трубопроводу среду путем чередования дозирования и остановки ввода, при этом время дозирования (Т_доз) и время остановки (Т_ост) связаны определенной зависимостью.

Новым является то, что зависимость между временем дозирования (Т_доз) и временем остановки (Т_ост) определяют по формуле:

Т - промежуток времени между измерениями давления (Р) в трубопроводе, с;

L - длина трубопровода, м;

V - скорость потока в трубе, м/с;

М - коэффициент (принимают равным в диапазоне 2…10),

при этом время дозирования (Т_доз) есть величина переменная, которую определяют по формуле:

Р - давление в трубопроводе в момент измерения, МПа;

P_min - минимальное давление перекачки, МПа;

Р_mах - максимально допускаемое давление для данного трубопровода, МПа.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков, следовательно, предлагаемый способ отвечает критерию “существенные отличия”.

На чертеже показаны графики дозирования реагента-деэмульгатора в трубопроводе по предлагаемому способу и по прототипу.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Исследуют параметры и режим работы трубопровода - определяют его длину L (м), скорость движения газоводонефтяной эмульсии V (м/с), принимают в зависимости от профиля трассы М=2…10 (меньшее значение - для трубопроводов, пролегающих на равнинных участках, большее значение - для трубопроводов со сложным профилем трассы). Для большинства промысловых нефтепроводов приемлемо значение М=6. В зависимости от состояния трубопровода, рельефа местности, физико-химических свойств и температуры перекачиваемой среды устанавливают значения Р_mах и Р_min для данного трубопровода. Определяют по формуле (1) промежуток времени Т между измерениями текущего давления Р. По прошествии времени Т измеряют давление Р, рассчитывают время дозирования Т_доз реагента-деэмульгатора по формуле (2) и осуществляют подачу реагента в трубопровод в течение этого времени. После чего прекращают подачу деэмульгатора на время остановки, рассчитываемого по формуле, вытекающей из формулы (1):

то есть до момента нового измерения давления Р. Далее повторяют описанную последовательность операций.

Пример конкретного выполнения:

По трубопроводу длиной L=18000 м и внутренним диаметром 300 мм транспортируют среду (водонефтяную эмульсию) в количестве 100 м³/ч. Давление в начальный момент равно 1,0 МПа. Скорость потока в трубе - 0,4 м/с. Принимают М=6. Определяют промежуток времени между измерениями текущего давления Р по формуле (1):

или 2,08 ч, или округленно с точностью до четверти часа имеем Т=2 ч. На основе следующих данных: срок эксплуатации трубопровода-12 лет; средняя обводненность среды - 82%; температура в трубопроводе - +11°С задаются предельно допустимые значения давления: P_min=0,5 МПа и Р_max=2,5 МПа. Измеряют текущее давление Р=1,0 МПа. Рассчитывают время дозирования реагента по формуле (2):

Осуществляют подачу реагента в трубопровод в течение этого времени Т_доз.

Далее по прошествии времени остановки Т_ост, высчитываемой по формуле (3):

вновь измеряют давление Р=1,5 МПа. Вновь рассчитывают время дозирования реагента-деэмульгатора по формуле (2):

Осуществляют подачу реагента в трубопровод в течение этого времени Т_доз. По прошествии времени Т_доз прекращают подачу реагента-деэмульгатора на время Т_ост (3):

то есть до момента нового измерения давления Р и т.д., см. чертеж.

Полученные данные показывают, что предлагаемый способ обеспечивает более низкий уровень расхода деэмульгатора и при этом обеспечивает существенное улучшение гидродинамических условий транспортирования газоводонефтяной эмульсии по трубопроводу. В отличие от прототипа, где имеют место значительные суточные перепады давления, в том числе и случаи, когда давление превышает предельно-допустимое значение 2,5 МПа, в предлагаемом способе давление меняется в течение суток в более узких пределах и не превышает 1,7 МПа. Суммарное суточное время работы насос-дозатора составило 9,5 ч, в то время как для аналога оно равно 24 ч и для прототипа - 12 ч. Следовательно, экономия реагента-деэмульгатора составляет соответственно 60 и 21%.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа складывается из экономии реагента-деэмульгатора, потребляемой насосом-дозатором электрической энергии и снижения аварийности трубопровода благодаря исключению превышения предельно-допустимого для данного трубопровода давления.

Формула изобретения

Способ дозирования реагента-деэмульгатора в перекачиваемую по трубопроводу среду путем чередования дозирования и остановки ввода, при этом время дозирования (Т_доз) и время остановки (Т_ост) связаны определенной зависимостью, отличающийся тем, что зависимость между временем дозирования Т_доз и временем остановки Т_ост определяют по формуле

где Т - промежуток времени между измерениями давления (Р) в трубопроводе, с;

L - длина трубопровода, м;

V - скорость потока в трубе, м/с;

М - коэффициент, равный 2-10,

при этом время дозирования Т_доз есть величина переменная, которую определяют по формуле

где Р - давление в трубопроводе в момент измерения, МПа;

P_min - минимальное давление перекачки, МПа;

Р_max - максимально допускаемое давление для данного трубопровода, МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1