Система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Система содержит входной двухфазный сепаратор (2) с трубопроводом (3) подачи отделившегося в нем высоконапорного газа потребителю, трехфазный отстойник-сепаратор (5) с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу, трубопроводом (7) подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, соединенным с буфером-сепаратором (12), соединенным с трубопроводом (14) подачи сточной воды на горизонтальную факельную установку (ГФУ) (15). На трубопроводе (14) установлены насос (16) и эжектор (17) типа «жидкость-газ», приемная камера которого соединена с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу. Выход газа буфера-сепаратора (12) соединен с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу. Система может быть снабжена дополнительным сепаратором (21), связанным входом с эжектором (17), а выходом газа - с газовым подводом в горизонтальную факельную установку ГФУ (15). Выход жидкости в дополнительном сепараторе (21) связан с входом в буфер-сепаратор (12). Изобретение позволяет утилизировать нефтегазовые сточные воды. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды.

Известна система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды, содержащая сеть сборных трубопроводов многофазной продукции от добывающих скважин, напорный трубопровод, обеспечивающий транспорт продукции до установок подготовки нефти и воды, и размещенные на нем входной двухфазный сепаратор с трубопроводом подачи высоконапорного газа и с трубопроводом вывода водонефтяной смеси, трехфазный отстойник-сепаратор с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу, с трубопроводом вывода нефти в сепаратор концевой ступени и с трубопроводом подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, и двухфазный сепаратор концевой ступени, соединенный с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу. [Патент РФ №122304, опубл. 27.11.2012].

В известной установке блок подготовки воды является принадлежностью установки предварительного сброса воды, благодаря чему подготовка воды для поддержания пластового давления готовится в непосредственной близости от скважин. Вместе с тем, на начальной стадии разработки нефтяных месторождений до начала поддержания пластового давления или на поздних стадиях, когда объем воды превышает необходимый для поддержания пластового давления, возникает необходимость утилизации нефтепромысловых сточных вод, дальнейшее использование которых не представляется возможным.

Одним из способов утилизации нефтепромысловых сточных вод является их закачка в глубокие водоносные горизонты [Ланшаков В.Г., Боровская Т.А. Организация участков закачки излишков подтоварных вод для предотвращения загрязнения окружающей среды на месторождениях Ханты-Мансийского автономного округа // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2015. - №5. - С. 28-33]. Данный способ предполагает наличие поглощающих скважин, что является дорогостоящим мероприятием, и, кроме того, такой способ может нанести ущерб экологической безопасности региона в случае возможного неконтролируемого перетока утилизируемой жидкости в другие водоносные горизонты.

Известны также способы термической утилизации промышленных стоков путем испарения стоков в факеле горения природного газа с одновременным сжиганием органических и вредных примесей, например, с использованием для этих целей горизонтальной факельной установки [Созонов Н.А., Белобородов А.В., Теньковский Д.В. Горизонтальные факельные установки ООО «ТюменНИИгипрогаз» // Экспозиция Нефть Газ. - М.:, 2012. - №7. - С. 32-33].

Использование горизонтальных факельных установок требует наличие источника газа для горелочного устройства установки, используемого в качестве топлива для сжигания отделяемой в сепараторе нефтепромысловой сточной воды. В качестве такого топлива обычно используется высоконапорный газ, выделяемый из продукции скважин во входном двухфазном сепараторе на первой ступени сепарации. На горизонтальную факельную установку подается часть газа из сепаратора, а остальной газ по трубопроводу направляется потребителю. Низконапорный газ, выделяемый в последующих ступенях сепарации, направляется на сжигание в факельной трубе, поскольку его дальнейшее использование, например, в качестве топлива в горизонтальной факельной установке невозможно из-за необходимости его компримирования, для чего необходимо сооружение компрессорной станции, что существенно повышает стоимость самого объекта.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является создание системы сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды, обеспечивающей при всех прочих ее функциях экономичный процесс утилизации нефтегазовых сточных вод за счет использования в этом процессе низконапорного газа.

Технический результат достигается тем, что в системе сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды, содержащей сеть сборных трубопроводов многофазной продукции от добывающих скважин, напорный трубопровод, обеспечивающий транспорт продукции до установок подготовки нефти и воды, и размещенные на нем входной двухфазный сепаратор с трубопроводом подачи высоконапорного газа и с трубопроводом вывода водонефтяной смеси, трехфазный отстойник-сепаратор с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу, с трубопроводом вывода нефти в сепаратор концевой ступени и с трубопроводом подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, и двухфазный сепаратор концевой ступени, соединенный с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу, блок подготовки воды представляет собой горизонтальную факельную установку, причем на трубопроводе подачи в эту установку нефтепромысловой сточной воды последовательно размещены буфер-сепаратор с выходами газа и жидкости, насос и эжектор типа «жидкость-газ», приемная камера которого соединена с трубопроводом сброса низконапорного газа, при этом выход газа буфера-сепаратора соединен с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу.

Также газовый подвод в горелочное устройство горизонтальной факельной установки может быть соединен с трубопроводом подачи напорного газа либо система может быть снабжена дополнительным сепаратором с выходами газа и жидкости, связанным своим входом с выходом из эжектора, причем выход газа в дополнительном сепараторе соединен с газовым подводом в горелочное устройство горизонтальной факельной установки, а выход жидкости в дополнительном сепараторе связан с входом в буфер-сепаратор, причем выход из эжектора может быть непосредственно связан с входным устройством подачи нефтепромысловой сточной воды в горизонтальную факельную установку, а может быть связан с ним через дополнительный сепаратор.

Отличительные особенности предлагаемых вариантов системы, заключающиеся в использовании насосного оборудования для обеспечения необходимого давления сточных вод, поступающих в эжектор; в использовании эжектора для обеспечения компримирования низконапорного газа до требуемого давления за счет использования энергии рабочей жидкости (сточной воды); в использовании сепаратора для разделения образовавшейся газожидкостной смеси и организации циркуляции утилизируемых сточных вод при вовлечении низконапорного газа в процесс термической утилизации позволяют производить утилизацию образующегося низконапорного газа во время проведения процесса утилизации сточных вод, что повышает экономичность процесса сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды и позволяет значительно увеличить объем высоконапорного газа, подаваемого в потребительский газопровод.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 представлена система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды по первому варианту ее исполнения с использованием в горизонтальной факельной установке (далее ГФУ) высоконапорного и низконапорного газа; на фиг. 2 представлена эта же система по второму варианту ее исполнения без использования в ГФУ высоконапорного газа; на фиг. 3 представлена эта же система по третьему варианту ее исполнения без использования в ГФУ высоконапорного газа.

Система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды содержит входной трубопровод 1, соединенный с кустами скважин, входной нефтегазовый сепаратор 2 с трубопроводом 3 вывода отделившегося в нем высоконапорного газа потребителю, нагреватель 4, сепаратор-водоотделитель 5 с трубопроводом 6 вывода низконапорного газа на факельную трубу, трубопроводом 7 вывода сточной воды и трубопроводом 8, соединенного с сепаратором 9 концевой ступени с трубопроводом 10 вывода газа, соединенным с трубопроводом 6 подачи низконапорного газа на факельную трубу и трубопроводом 11 вывода товарной нефти. Трубопровод 7 соединен с сепаратором-буфером 12 с трубопроводом 13 вывода выделившегося газа, соединенного с трубопроводом 6 подачи низконапорного газа на факельную трубу, и с трубопроводом 14 подачи сточной воды на горизонтальную факельную установку 15. На трубопроводе 14 установлены насос 16 и эжектор 17 типа «жидкость-газ». Эжектирующее сопло эжектора 17 соединено с внутренним объемом трубы 14, а его приемная камера соединена с трубопроводом 6 подачи низконапорного газа на факельную трубу.

По первому варианту исполнения предлагаемой системы нагнетательный трубопровод 18 эжектора 17 соединен с горизонтальной факельной установкой 15. Горелочное устройство факельной установки 15 трубопроводом 28 соединено с трубопроводом 3 подачи высоконапорного газа потребителю.

По второму варианту исполнения предлагаемой системы нагнетательный трубопровод 18 эжектора 17 имеет разветвление: трубопровод 19 соединен с ГФУ 15, трубопровод 20 соединен с сепаратором 21. Сепаратор 21 имеет выходной трубопровод газа 22, соединенный с топливной системой ГФУ 15, и выходной трубопровод жидкости 23, соединенный с входным трубопроводом 7 в сепаратор 12.

По третьему варианту исполнения предлагаемой системы нагнетательный трубопровод 18 эжектора 17 соединен только с дополнительным сепаратором 21. Выход жидкости в дополнительном сепараторе 21 имеет разветвление. Кроме трубопровода 23, соединенного с входным трубопроводом 7, выход сепаратора 21 трубопроводом 24 соединен с ГФУ 15.

Работа системы осуществляется следующим образом.

Газожидкостная (газоводонефтяная) смесь от кустов скважин по трубопроводу 1 поступает на установку промысловой подготовки нефти во входной нефтегазовый сепаратор 2, где происходит отделение высоконапорного газа от жидкости (водонефтяной смеси). Для интенсификации процесса отделения воды от нефти в продукцию скважин из блока дозирования 25 по трубопроводу 26 производится подача реагента (деэмульгатор).

Высоконапорный газ из сепаратора 2 по трубопроводу 3 направляется в потребителю, а водонефтяная смесь через нагреватель 4 направляется в сепаратор-водоотделитель 5. В сепараторе-водоотделителе 5 происходит сброс нефтепромысловой сточной воды и отделение выделившегося вследствие нагрева водонефтяной смеси и снижения давления низконапорного газа. Из сепаратора-водоотделителя 5 низконапорный газ по трубопроводу 6 направляется на факельную трубу для сжигания, обезвоженная нефть - по трубопроводу 8 на ступень концевой сепарации, а отделяемая нефтепромысловая сточная вода поступает по трубопроводу 7 на вход сепаратора-буфера 12. На ступени концевой сепарации в сепараторе 13 происходит окончательное разгазирование обезвоженной нефти. Выделившийся в сепараторе низконапорный газ по трубопроводу 10, соединенному с трубопроводом 6, направляется на факельную трубу, товарная нефть - по трубопроводу 11 в товарный парк и далее потребителю.

Из буфера-сепаратора 12 выделившийся газ по трубопроводу 13, соединенному с трубопроводом 6, также направляется на факельную трубу, а сточная вода по трубопроводу 14 направляется на прием насоса 16, с помощью которого она через эжектор 17 типа «жидкость-газ» поступает на ГФУ 15 для утилизации. В эжекторе 17 вода создает разрежение в его приемной камере, за счет чего низконапорный углеводородный газ, выделившийся в сепараторах 5, 9 и 12, по трубопроводу 27 поступает в эжектор 17 и увлекается потоком сточной воды.

В системе по варианту 1 ее выполнения образовавшаяся в эжекторе 17 газожидкостная смесь по трубопроводу 18 направляется в ГФУ 15 для утилизации. В качестве топлива для ГФУ используется напорный углеводородный газ, поступающий по трубопроводу 28, который соединен с трубопроводом 3 от входного сепаратора 2.

В системе по варианту 2 образовавшаяся в эжекторе 17 газожидкостная смесь по трубопроводу 18 направляется в ГФУ 15 для утилизации. Часть газожидкостной смеси из эжектора 17 по трубопроводу 21 направляется в дополнительный сепаратор 19, где происходит ее разделение на газ и жидкость. Газ из сепаратора 19 по трубопроводу 22 направляется в качестве топлива для ГФУ 15, а жидкость - по трубопроводу 23 на вход сепаратора-буфера 12, образуя циркуляционный контур.

В системе по варианту 3 образовавшаяся в эжекторе 17 газожидкостная смесь по трубопроводу 18 направляется в дополнительный сепаратор 21, где происходит ее разделение на газ и жидкость. Газ из сепаратора 21 по трубопроводу 22 направляется в качестве топлива для ГФУ 15, а жидкость, разделяясь на два потока, направляется: по трубопроводу 23 - на вход сепаратора-буфера 12 и по трубопроводу 24 - на ГФУ 15 для утилизации.

Реализация предлагаемой системы, позволяющей в процессе сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды производить утилизацию сточных вод термическим способом, обеспечивает более рациональное использование ресурсов за счет утилизации низконапорного газа в процессе утилизации сточной воды, в том числе при обеспечении работы ГФУ. Предлагаемая система позволит увеличить объем высоконапорного газа, подаваемого в газопровод.

1. Система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды, содержащая сеть сборных трубопроводов многофазной продукции от добывающих скважин, напорный трубопровод, обеспечивающий транспорт продукции до установок подготовки нефти и воды, и размещенные на нем входной двухфазный сепаратор с трубопроводом подачи высоконапорного газа и с трубопроводом вывода водонефтяной смеси, трехфазный отстойник-сепаратор с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу, с трубопроводом вывода нефти в сепаратор концевой ступени и с трубопроводом подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, и двухфазный сепаратор концевой ступени, соединенный с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу, отличающаяся тем, что блок подготовки воды представляет собой горизонтальную факельную установку, причем на трубопроводе подачи в эту установку нефтепромысловой сточной воды последовательно размещены буфер-сепаратор с выходами газа и жидкости, насос и эжектор типа «жидкость-газ», приемная камера которого соединена с трубопроводом сброса низконапорного газа, при этом выход газа буфера-сепаратора соединен с трубопроводом сброса низконапорного газа на факельную трубу.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что газовый подвод в горелочное устройство горизонтальной факельной установки соединен с трубопроводом подачи напорного газа.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный сепаратор с выходами газа и жидкости, связанный своим входом с выходом из эжектора, причем выход газа в дополнительном сепараторе соединен с газовым подводом в горелочное устройство горизонтальной факельной установки, а выход жидкости в дополнительном сепараторе связан с входом в буфер-сепаратор.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что выход из эжектора связан с входным устройством подачи нефтепромысловой сточной воды в горизонтальную факельную установку.

5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что выход жидкости в дополнительном сепараторе связан с входным устройством подачи нефтепромысловой сточной воды на горизонтальную факельную установку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при получении дистиллята в условиях нефтепромысла. Способ получения дистиллята включает разделение продукции на фракции в ректификационной колонне, направление широкой фракции легких углеводородов из ректификационной колонны в теплообменник, охлаждение до температуры, достаточной для конденсации, сепарирование, возврат части широкой фракции легких углеводородов в верхнюю часть ректификационной колонны, направление остальной части на склад, способ отличается тем, что широкую фракцию углеводородов направляют из ректификационной колонны в дополнительную малую ректификационную колонну, где жидкие углеводороды отделяют от газообразных углеводородов, получая дистиллят, затем дистиллят нагревают в испарителе и направляют обратно в дополнительную малую ректификационную колонну в зону массобмена жидких и газообразных углеводородов, где утяжеляют жидкую фракцию углеводородов за счет дополнительного отделения газообразных углеводородов и легкокипящих жидких углеводородов, по мере накопления утяжеленного дистиллята в дополнительной малой ректификационной колонне балансовое количество дистиллята направляют на охлаждение в теплообменнике, отделяют от дистиллята воду и газ в буферно-сепарационной емкости и направляют дистиллят в накопительную емкость, где отделяют газ, накапливают дистиллят и в последующем отправляют потребителю, при этом газообразные углеводороды из верха дополнительной малой ректификационной колонны, буферно-сепарационной емкости и накопительной емкости направляют в систему газосбора, а жидкие легкокипящие углеводороды из дополнительной малой ректификационной колонны подают в шлемовую трубу ректификационной колонны и включают в технологическую схему конденсации широкой фракции легких углеводородов.

Изобретение относится к способам модернизации установок подготовки природного и попутного нефтяного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Изобретение относится к области добычи углеводородов. Разделяют смесь, содержащую две текучие фазы, по меньшей мере частично несмешиваемые друг с другом и с различной удельной плотностью.

Изобретение относится к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса и может быть использовано в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газоконденсатных месторождений.

Группа изобретений относится к сепарационному устройству и способу сепарирования потока текучей среды в сепарационном устройстве. Устройство для сепарирования потока текучей среды, состоящего по меньшей мере из двух текучих сред, различающихся по плотности, содержит первый трубчатый элемент, снабженный компонентом, создающим вращение в потоке текучей среды за входом в первый трубчатый элемент, и второй трубчатый элемент, по меньшей мере, частично расположенный внутри первого трубчатого элемента за компонентом, создающим вращение, и формирующий выход для текучих сред с меньшей плотностью.

Изобретение относится к нефтяной и нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для предварительного разделения смеси на газ и жидкость в системах сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии из продукции нефтегазовых скважин и может использоваться в качестве альтернативных источников энергии.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и используется в системе промысловой подготовки газа при пониженном расходе поступающего газа.

Изобретение относится гидрометаллургии, к извлечению фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии, стабилизированной твердыми частицами, образовавшейся в контуре гидрометаллургической экстракции растворителем.

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху.

Группа изобретений относится к циклонному устройству для разделения смеси из двух компонентов и к способу сепарации с использованием циклонного устройства. Сепараторная система для сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды содержит сепаратор, содержащий сепараторную камеру, впуск, первый выпуск для вывода первой текучей среды из сепараторной камеры и второй выпуск для вывода второй текучей среды из сепараторной камеры, насос, соединенный с впуском, собиратель энергии, выполненный с возможностью сбора энергии давления первой текучей среды в первом выпуске и механизм передачи энергии, выполненный с возможностью передачи собранной энергии насосу.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки.

Изобретение относится к вариантам способа обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Один из вариантов включает: введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.

Изобретение относится к сепаратору для разделения смеси легкой жидкости и воды. Сепаратор содержит расположенный на первой стороне резервуара входной патрубок с входным дефлектором для направления поданной смеси вниз и разделения на две по существу равные первые части потока смеси, выходной патрубок с выходной трубой, круглую или эллиптическую в поперечном сечении обтекаемую стенку с внутренней и наружной сторонами.

Изобретение относится к устройству для разделения нефти и воды. Устройство включает камеру (2) для накопления нефти, окруженную стенкой (1), причем по меньшей мере часть поверхности стенки (1) покрыта пористым, олеофильным и гидрофобным слоем (3), который позволяет проникать через него воде и нефти.

Изобретение предназначено для разделения неоднородной системы газ/пар-жидкость с низкой концентрацией дисперсной газовой/паровой фазы в жидкой фазе и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения газожидкостных смесей.

Изобретение относится к устройству для коалесцентной сепарации смеси. Устройство для коалесцентной сепарации смеси включает: цилиндрический корпус (2), закрытый с двух противоположных концов, один из которых в устройстве с рабочей конфигурацией расположен выше относительно другого.

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности и может использоваться при очистке промывных вод при переработке растительных масел. Устройство для разделения жиросодержащих эмульсий включает корпус ванны 1, сборный лоток 6, верхний транспортирующий валок 5, верхние отжимные валки 9, нижний отжимной валок 2, нижний транспортирующий валок 3.
Наверх