способ сбора и подготовки дренажной воды

Формула изобретения

Способ сбора и подготовки дренажной воды, включающий подачу нефтяной эмульсии, поступающей с нефтепромыслов, в аппараты предварительного сброса воды, отделение части воды из нефтяной эмульсии в аппаратах предварительного сброса воды и сброс части воды на очистные сооружения, холодную сепарацию газа из нефтяной эмульсии в буферных емкостях, нагрев нефтяной эмульсии в теплообменниках и в печи, горячее обезвоживание нефтяной эмульсии на ступенях горячего отстоя, обессоливание нефтяной эмульсии в электродегидраторах с подачей в электродегидраторы через диспергатор пресной воды, подачу дренажной воды после горячего отстоя и электродегидраторов в начало процесса на аппараты предварительного сброса воды, подачу из электродегидраторов готовой нефти через теплообменники в буферные емкости готовой нефти, горячую сепарацию газа в буферных емкостях готовой нефти и откачку нефти потребителю, отличающийся тем, что аппараты предварительного сброса воды разделяют на две ступени, первую ступень эксплуатируют в обычном режиме с подачей нефтяной эмульсии с промыслов на их вход и из аппаратов предварительного сброса воды в буферные емкости, вторую ступень обвязывают параллельно первой ступени, исключают подачу нефтяной эмульсии, поступающей с промыслов, на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды, дренажную воду после горячего отстоя и электродегидраторов подают на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды, не смешивая с водонефтяной эмульсией, поступающей с промыслов, из второй ступени аппаратов предварительного сброса воды производят сброс части воды на очистные сооружения и подачу нефтяной эмульсии на вход буферных емкостей, при этом ввод дренажной воды на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды осуществляют через нижний маточник-распределитель аппарата под слой водной подушки, а технологический процесс во второй ступени аппаратов предварительного сброса воды осуществляют при температуре 50-80°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефтяной эмульсии на установках подготовки нефти.

Известен способ обезвоживания и обессоливания нефтяной эмульсии промежуточного нефтяного слоя, образующегося в резервуарах и отстойных аппаратах установок подготовки нефти, включающий подачу нефтяной эмульсии в резервуар с расходом 0,5-1 м³ /ч через слой сточной воды той же нефтяной залежи с минерализацией менее предела насыщения с температурой 20-30°С и толщиной слоя сточной воды 6-8 м, отделение нефти и направление на вход установки подготовки нефти (Патент РФ №2256791, кл. Е 21 В 43/34, опубл. 2005.07.20).

Известный способ позволяет достаточно эффективно разделять водонефтяную эмульсию на нефть и воду и отделять механические примеси. Однако образующаяся дренажная вода не отвечает требованиям, предъявляемым к воде для системы поддержания пластового давления.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ сбора и подготовки дренажной воды, включающий подачу нефтяной эмульсии, поступающей с нефтепромыслов, в последовательно соединенные аппараты предварительного сброса воды, отделение части воды из нефтяной эмульсии в последовательно соединенных аппаратах предварительного сброса воды и сброс части воды на очистные сооружения, холодную сепарацию газа из нефтяной эмульсии в буферных емкостях, нагрев нефтяной эмульсии в теплообменниках и в печи, горячее обезвоживание нефтяной эмульсии на ступенях горячего отстоя, обессоливание нефтяной эмульсии в электродегидраторах с подачей в электродегидраторы через диспергатор пресной воды, подачу дренажной воды после горячего отстоя и электродегидраторов в начало процесса на аппараты предварительного сброса воды, подачу из электродегидраторов готовой нефти через теплообменники в буферные емкости готовой нефти, горячую сепарацию газа в буферных емкостях готовой нефти и откачку нефти потребителю (Тронов В.П. «Системы нефтесбора и гидродинамика основных технологических процессов». Фэн. Казань, 2002, с.335-337 - прототип).

Недостатком является то, что смешивание дренажной воды, содержащей значительное количество нефтепродуктов (до 30-40%) и механических примесей (сульфида железа и др., до 2000 мг/дм³), с промысловой нефтяной эмульсией приводит к быстрому ее загрязнению механическими примесями и стабилизации эмульсии. Деэмульсация становится невозможной даже при значительном повышении температуры и концентрации деэмульгатора. Это вызывает резкое снижение эффективности процесса обезвоживания и может привести к срыву режима работы установки подготовки нефти.

В изобретении решается задача повышения эффективности разделения водонефтяной эмульсии на ступени предварительного обезвоживания на нефть и воду, стабилизации работы ступеней горячего обезвоживания, обессоливания нефти и предотвращения роста количества промежуточных слоев, состоящих из стойких эмульсий.

Задача решается тем, что в способе сбора и подготовки дренажной воды, включающем подачу нефтяной эмульсии, поступающей с нефтепромыслов, в аппараты предварительного сброса воды, отделение части воды из нефтяной эмульсии в аппаратах предварительного сброса воды и сброс части воды на очистные сооружения, холодную сепарацию газа из нефтяной эмульсии в буферных емкостях, нагрев нефтяной эмульсии в теплообменниках и в печи, горячее обезвоживание нефтяной эмульсии на ступенях горячего отстоя, обессоливание нефтяной эмульсии в электродегидраторах с подачей в электродегидраторы через диспергатор пресной воды, подачу дренажной воды после горячего отстоя и электродегидраторов в начало процесса на аппараты предварительного сброса воды, подачу из электродегидраторов готовой нефти через теплообменники в буферные емкости готовой нефти, горячую сепарацию газа в буферных емкостях готовой нефти и откачку нефти потребителю, согласно изобретению аппараты предварительного сброса воды разделяют на две ступени, первую ступень эксплуатируют в обычном режиме с подачей нефтяной эмульсии с промыслов на их вход и из аппаратов предварительного сброса воды в буферные емкости, вторую ступень обвязывают параллельно первой ступени, исключают подачу нефтяной эмульсии, поступающей с промыслов, на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды, дренажную воду после горячего отстоя и электродегидраторов подают на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды, не смешивая с водонефтяной эмульсией, поступающей с промыслов, из второй ступени аппаратов предварительного сброса воды производят сброс части воды на очистные сооружения и подачу нефтяной эмульсии на вход буферных емкостей, при этом ввод дренажной воды на вход второй ступени аппаратов предварительного сброса воды осуществляют через нижний маточник-распределитель аппарата под слой водной подушки, а технологический процесс во второй ступени аппаратов предварительного сброса воды осуществляют при температуре 50-80°С.

Сущность изобретения

Практически на всех установках подготовки нефти дренируемую воду со ступеней горячего обезвоживания и обессоливания из-за значительного содержания нефтепродуктов (до 30-40%), обрабатывают повторно, возвращая ее в поток нефтяной эмульсии, поступающей с нефтепромыслов. Вместе с тем, смешивание промысловой эмульсии с дренажной водой, содержащей механические примеси (сульфид железа и др., до 2000 мг/дм³), часто приводит к стабилизации нефтяной эмульсии, увеличению толщины промежуточного слоя, уменьшению скорости его разрушения и при определенной толщине полному подавлению процесса перехода глобул дисперсной фазы в слой воды в отстойном аппарате. Это, в свою очередь, ведет к снижению эффективности процесса предварительного обезвоживания продукции скважин, возврату с нефтяной фазой и накапливанию механических примесей на ступенях горячего обезвоживания и обессоливания. Тем самым, увеличивается толщина промежуточных слоев в аппаратах горячего обезвоживания и обессоливания и повышается опасность срыва технологического режима работы установок подготовки нефти.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности разделения нефтяной эмульсии на ступени предварительного обезвоживания на нефть и воду, стабилизации работы ступеней горячего обезвоживания, обессоливания нефти, отделения механических примесей и предотвращения роста количества промежуточных слоев, состоящих из стойких эмульсий.

Для решения поставленной задачи сброс дренажей со ступеней горячего обезвоживания и обессоливания осуществляется в отдельный отстойный аппарат, не смешиваясь с водонефтяной эмульсией, поступающей с промыслов. Эффективность предлагаемого способа подготовки дренажной воды достигается также за счет сохранения высокой температуры протекания процесса (50-80°С). Для более эффективной очистки дренажей от механических примесей ввод дренажной воды в аппарат осуществляется через нижний маточник-распределитель под слой водной подушки. Емкость аппарата подбирается исходя из объема сбрасываемых дренажей и результатов лабораторных исследований. Нефть из аппарата направляется в буферную емкость сырьевого насоса, вода с повышенным содержанием механических примесей дренируется на очистные сооружения. В результате, удается увеличить эффективность работы ступени предварительного обезвоживания, стабилизировать работу ступеней горячего обезвоживания и обессоливания за счет вывода из процесса подготовки нефти до 90% механических примесей. Таким образом, в аппаратах установок подготовки нефти исключается возможность роста количества промежуточных слоев, которые при накоплении приводят к срывам технологического режима. Подготовка дренажной воды и отделение механических примесей во время прохождения через водяную подушку при более высокой температуре, чем в аппаратах ступени предварительного обезвоживания и без смешивания с поступающим с нефтепромыслов сырьем, происходит значительно эффективнее. Предлагаемый способ, при необходимости, позволяет вести обработку дренажной воды другими химреагентами отдельно от общего потока сырья.

Технологический процесс представлен на чертеже.

Аппараты предварительного сброса воды разделяют на две ступени. Нефтяную эмульсию с нефтепромыслов направляют в аппараты предварительного сброса воды первой ступени 1. Отделяющуюся воду из аппаратов предварительного сброса воды первой ступени 1 с содержанием нефтепродуктов до 500 мг/дм³ подают для очистки на очистные сооружения. Обводненность нефтяной эмульсии после аппаратов предварительного сброса воды 1 стабильна и составляет до 5%. После аппаратов предварительного сброса воды 1 нефтяную эмульсию направляют в буферные емкости 2, где производится холодная сепарация газа и откуда нефтяную эмульсию сырьевым насосом 3 прокачивают через теплообменники 4, где она нагревается уходящей с установки готовой нефтью до 25-35°С и направляют в печь 5. После печи 5 нагретая до температуры 50-80°С нефтяная эмульсия проходит две ступени горячего отстоя 6 и 7 и поступает для обессоливания в электродегидраторы 8. Для лучшего обессоливания в электродегидраторы через диспергатор подают до 5% пресной воды. Дренажную воду после ступеней горячего отстоя 6 и 7 и электродегидраторов 8 с содержанием нефтепродуктов до 30-40% и механических примесей до 2000 мг/дм³ направляют в аппарат предварительного сброса воды второй ступени 9, не смешивая с водонефтяной эмульсией, поступающей с промыслов. Ввод дренажной воды на вход второй ступени 9 аппаратов предварительного сброса воды осуществляют через нижний маточник-распределитель аппарата под слой водной подушки, а технологический процесс в последней ступени аппаратов предварительного сброса воды осуществляют при температуре 50-80°С. Нефть из аппарата 9 направляют в буферную емкость 2 сырьевого насоса 3, а воду с повышенным содержанием механических примесей отводят на очистные сооружения. Из электродегидраторов 8 готовую нефть через теплообменник 4 подают в буферные емкости готовой нефти 10, где выполняют горячую сепарацию газа. Откачку нефти потребителю производят насосом 11.

Увеличение эффективности работы ступени предварительного обезвоживания, а также стабилизация работы ступеней горячего обезвоживания и обессоливания в описываемом способе достигается за счет исключения смешивания дренажной воды с поступающим с нефтепромыслов сырьем, эффективность подготовки дренажной воды достигается за счет сохранения высокой температуры протекания процесса.

Пример конкретного выполнения

На Куакбашской установке подготовки высокосернистой нефти (КУПВН) НГДУ «Лениногорскнефть» не удавалось подготавливать нефть до 1-й группы качества. Установка предварительного обезвоживания (УПС) на КУПВН не обеспечивала четкую границу раздела фаз "нефть-вода". В результате чего автоматические дренажные клапаны отдатчиков раздела фаз не срабатывали и операторам приходилось переходить на ручное регулирование работы отстойников в зависимости от давления на установке. Такой режим работы приводил к тому, что вместе с водой в аппараты очистных сооружений сбрасывалось значительное количество нефти (до 8%), ухудшая качество подготавливаемой для системы поддержания пластового давления сточной воды. Дестабилизировался процесс подготовки нефти из-за попадания высокообводненной эмульсии на ступени горячего обезвоживания.

На КУПВН сброс дренажей со ступеней горячего обезвоживания и обессоливания был направлен в отдельный отстойный аппарат (УПС-3), где исключено смешивание с водонефтяной эмульсией, поступающей с промыслов. Эффективность подготовки дренажной воды достигается за счет сохранения высокой температуры протекания процесса (50-80°С), за счет исключения смешивания с поступающим с нефтепромыслов сырьем. Для более эффективной очистки дренажей от механических примесей ввод дренажной воды в аппарат осуществляется через нижний маточник-распределитель под слой водной подушки. Емкость аппарата подобрана исходя из объема сбрасываемых дренажей и результатов лабораторных исследований. Нефть из аппарата направляется в буферную емкость сырьевого насоса, вода с повышенным содержанием механических примесей дренируется на очистные сооружения.

В результате применения этого способа удалось увеличить эффективность работы ступени предварительного обезвоживания, стабилизировать работу ступеней горячего обезвоживания и обессоливания за счет вывода из процесса подготовки нефти до 90% механических примесей. Таким образом, с использованием данного способа на КУПВН в отстойных аппаратах прекратился рост количества промежуточных слоев, состоящих из стойких эмульсий. Подготовка дренажной воды и отделение механических примесей во время прохождения через водяную подушку при более высокой температуре, чем в аппаратах ступени предварительного обезвоживания и без смешивания с сырьем, поступающим с нефтепромыслов, происходит значительно эффективнее. Предлагаемый способ, при необходимости, позволяет вести обработку дренажной воды другими химреагентами отдельно от общего потока сырья.

После успешной реализации предлагаемого способа сбора и подготовки дренажной воды со ступеней горячего обезвоживания и обессоливания обеспечена работа установки без технологических срывов и достигнута стабильная сдача готовой нефти по 1-й группе качества. Отпала необходимость передозировки деэмульгатора, расход деэмульгатора снизился на 15%. Годовой экономический эффект только от экономии химреагентов составил около 2,5 млн. руб.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность разделения нефтяной эмульсии на ступени предварительного обезвоживания на нефть и воду, стабилизировать работу ступеней горячего обезвоживания и обессоливания нефти, отделить механические примеси и предотвратить рост количества промежуточных слоев, состоящих из стойких эмульсий.