способ обезвоживания водонефтяной эмульсии

Формула изобретения

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ, включающий ввод ее в отстойник, имеющий зоны нефти, воды и промежуточного эмульсионного слоя, двумя потоками, один из которых подают в зону нефти, а другой - в зону воды, отличающийся тем, что при увеличении или уменьшении вязкости промежуточного эмульсионного слоя и/или поверхностного натяжения на границе зон промежуточной эмульсионный слой - воды, соответственно увеличивают или уменьшают расход водонефтяной эмульсии, вводимой в зону воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промысловой подготовке нефти, а именно к ее обезвоживанию путем гравитационного отстаивания водонефтяной эмульсии.

Известен способ двухуровневого ввода эмульсии в отстойник, согласно которому ввод исходной эмульсии в зону отстоя осуществляют через расположенные друг над другом распределительные устройства [1]. Такой способ ввода эмульсии позволяет повысить разделяющую способность отстойника.

К недостаткам способа следует отнести то, что он не учитывает состояние промежуточного слоя в отстойнике.

Известен также способ обезвоживания водонефтяной эмульсии, согласно которому ввод эмульсии в отстойник осуществляют из каплеукрупнителя тремя потоками. При этом нефть из верхней части каплеукрупнителя подают под поверхность раздела фаз, водную фазу из каплеукрупнителя - в промежуточный слой, а оставшуюся часть из средней зоны - в зону нефти отстойника [2].

Недостатком способа является турбулизация жидкости в районе промежуточного слоя, препятствующая формированию структуры промежуточного слоя и приводящая к выносу в нефтяную зону значительного количества капель размером близким и выше критического, мехпримесей и неразрушенных компонентов эмульсий.

Наиболее близким техническим решением из известных является способ обезвоживания водонефтяной эмульсии, согласно которому ввод эмульсии в отстойник осуществляется из каплеукрупнителя двумя потоками. Первый поток в количестве 30-70% от общего из верхней части каплеукрупнителя подают в зону дренажной воды под промежуточный слой, а второй - из нижней части каплеукрупнителя подают в зону нефти над промежуточным слоем [3].

Недостатком способа является то, что в нем не учитывается состояние промежуточного слоя в отстойнике при распределении загрузки между двумя потоками, вводимые выше и ниже промежуточного слоя. Это приводит к тому, что при изменении качественных характеристик промежуточного слоя, например поверхностного натяжения из-за передозировки деэмульгатора или изменения природы и количества поверхностно-активных веществ (ПАВ), в отстойную зону может выноситься значительное количество неразрушенных компонентов эмульсии, мехпримесей, капель воды с размерами, близкими к критическим. Вследствие этого качество обезвоживания нефти будет ухудшаться, производительность отстойника снижаться.

Целью способа является повышение эффективности и производительность процесса обезвоживания нефти.

Это достигается тем, что в способе обезвоживания водонефтяной эмульсии, включающем ввод эмульсии в отстойник в зону нефти и в зону воды, при увеличении или уменьшении вязкости эмульсии промежуточного слоя и (или) поверхностного натяжения на границе промежуточный слой - вода соответственно увеличивают или уменьшают расход эмульсии, вводимой в зону воды.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Процесс формирования промежуточного слоя и изменение его характеристик достаточно длителен. Он может длиться десятки часов. При этом, например, вследствие изменения состава ПАВ или количества или типа деэмульгатора, подаваемого на ранних стадиях подготовки нефти, поверхностное натяжение на границе раздела фаз промежуточный слой - вода может меняться в значительных пределах. Последнее в существенной степени изменяет свойства промежуточного слоя. Так, при низких значениях поверхностного натяжения, происходящего, например, из-за передозировки деэмульгатора, структура слоя становится рыхлой, скорость коалесценции капель замедляется. Ввод эмульсии в таком случае под промежуточный слой приводит к турбулизации его, способствует выносу в нефтяную зону неразрушенных компонентов эмульсии, механических примесей, некоалесцирующих капель размером близким к критическому. Попадая в верхнюю зону отстойника, где вследствие ввода в нее второго потока исходной эмульсии и соответственно большей нагрузки на единицу поверхности, эти капли, механические примеси и т.д. выносятся из отстойника, ухудшая тем самым качество подготавливаемой нефти. Для стабилизации качества подготавливаемой нефти в подобном случае ограничивают производительность отстойника. Изменение соотношения расходов потоков путем изменения количества эмульсии, подаваемой под промежуточный слой в зависимости от величины поверхностного натяжения эмульсии промежуточного слоя позволяет предотвратить "забросы" в нефтяную линию из промежуточного слоя большого количества неразрушенных компонентов эмульсии, механических примесей и капель воды с размерами, близкими к критическим, при низком значении поверхностного натяжения, и использовать "фильтрующую" способность границы раздела фаз при иных значениях поверхностного натяжения.

На чертеже представлена схема реализации способа обезвоживания водонефтяной эмульсии.

В трубопровод исходной эмульсии 1 вводят деэмульгатор 2. Далее исходная эмульсия направляется по линии 3 в верхнюю часть, а по линии 4 - в нижнюю часть отстойника 5. По трубопроводу 6 из отстойника 5 выводят обезвоженную нефть, а по трубопроводу 7 - дренажную воду. В отстойнике 5 при стационарной работе формируются три зоны - зона нефти 8, зона промежуточного слоя 9, зона дренажной воды 10. Количество подаваемой под промежуточный слой эмульсии контролируют с помощью расходомера 11 и изменяют с помощью задвижки 12. Контроль за поверхностным натяжением на границе промежуточный слой - вода осуществляют с помощью лабораторного сталагмометра 13. Качество обезвоженной нефти определяют с помощью влагомера 14.

П р и м е р 1. В стационарном режиме при значении поверхностного натяжения на границе зон промежуточный слой 9 - вода 10, составляющего 17 - 23 дн/см для данного сорта нефти, устанавливается оптимальное для данного типа отстойника 5 соотношение расходов эмульсии, вводимой в зону нефти 8 и в зону воды 10. Оно составляет 100 м³/ч : 100 м³/ч по обезвоженной (сухой) нефти.

В процессе работы отстойника 5 произошло снижение значения поверхностного натяжения до 10 дн/см. При этом влагомер 14 показал ухудшение качества обезвоженной нефти. С помощью задвижки 12 начинают уменьшать расход эмульсии, вводимой в зону воды 10. В результате улучшается качество обезвоженной нефти. При установлении соотношения расходов эмульсии, вводимой в зону нефти 8 и в зону воды 10, составляющего 150 м³/ч : 50 м³/ч, качество обезвоженной нефти восстанавливается до требуемого.

П р и м е р 2. При значении вязкости эмульсии промежуточного слоя, составляющего для данного сорта нефти 15-30 сСт, устанавливается оптимальное для данного типа отстойника 5 соотношение расходов эмульсии, вводимой в зону нефти 8 и в зону воды 10. Оно составляет 100 м³/ч : 100 м³/ч по обезвоженной (сухой) нефти. В процессе работы отстойника 5 произошло повышение значения вязкости эмульсии промежуточного слоя 9 до 35 сСт (вязкость определяется любыми известными средствами). При этом влагомер 14 показал ухудшение качества обезвоженной нефти. С помощью задвижки 12 начинают увеличивать расход эмульсии, вводимой в зону воды 10. В результате улучшается качество обезвоженной нефти. При установлении соотношения расходов эмульсии, вводимой в зону нефти 8 и в зону воды 10, составляющего 80 м³/ч : 120 м³/ч, качество обезвоженной нефти восстанавливается до требуемого.

Изменение соотношения расходов змульсии, подаваемой выше и ниже промежуточного слоя, с учетом вязкости эмульсии промежуточного слоя и(или) поверхностного натяжения на границе зон промежуточный слой - вода позволяет сформировать и стабилизировать структуру промежуточного слоя в отстойнике и с учетом его состояния изменять гидродинамический режим работы отстойника и позволяет повысить его производительность.