способ транспортирования газоводонефтяной смеси

Формула изобретения

Способ транспортирования газоводонефтяной смеси, включающий ее перекачку многофазным насосом, отличающийся тем, что перед многофазным насосом осуществляют отбор выделившейся воды и подачу ее однофазным насосом в трубопровод после многофазного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам транспортирования газоводонефтяной смеси, и предназначено для использования в системе сбора и подготовки высокообводненной нефти на поздней стадии разработки нефтяного месторождения.

Известен способ транспортирования газоводонефтяной смеси на большие расстояния, заключающийся в сепарации газа и последующем сжатии жидкости до давления, достаточного для доставки жидкости и газа раздельными потоками потребителю (Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. М.: Недра, 1977, см. с.117). В нефтедобыче способ широко применяется посредством строительства дожимных насосных станций (ДНС), где собирают нефть и разгазируют ее; затем насосами транспортируют дегазированную сырую нефть на установку подготовки нефти для глубокого обезвоживания и обессоливания.

Недостатками технологии являются высокие капитальные и энергетические затраты на транспортировку нефти, обусловленные необходимостью строительства сепарационных мощностей, а также трубопровода и компрессорной установки для доставки газа на газоперерабатывающий завод, что требует особенно больших эксплуатационных затрат для удаленных месторождений.

Также известен способ эксплуатации группы нефтяных скважин (см. патент №2075592, МПК Е 21 В 43/00, опубл. БИ №8 от 20.03.97), включающий транспортировку продукции скважин на устье с последующей подачей в общий коллектор и пункт сбора и подготовки нефти, при этом на устье скважин снижают давление путем установки в общем коллекторе мультифазного насоса, с помощью которого осуществляют подачу продукции в пункт сбора и подготовки нефти.

Недостатками данного способа являются: 1) высокие капитальные затраты на используемый многофазный насос (из-за большой стоимости высокотехнологичной в производстве винтовой пары); 2) повышенные энергетические затраты на перекачку смеси из-за увеличения вязкости жидкой фазы, вызванного эффектом редиспергирования отслоившейся воды; 3) сбои в работе установки подготовки нефти, на которую поступает транспортируемая смесь (в частности, нарушается процесс “холодного” сброса воды, что приводит к поступлению излишних объемов воды в нагревательные печи для осуществления высокотемпературных процессов глубокого обезвоживания и обессоливания нефти).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является “Способ транспортирования газоводонефтяной смеси с помощью многофазного насоса (МФН)” (см. патент №2098714, МПК F 17 D 1/14, выданный БИ №34 от 10.12.97), включающий предварительную обработку ее деэмульгатором, создание в трубопроводе давления нагнетания и скорости движения потока в концевом делителе фаз, обеспечивающих расслоение смеси на фазы, отбор их отдельными потоками и транспортирование до места назначения, при этом из концевого делителя фаз отбирают воду, а выделившиеся нефть с остаточным содержанием газа и воды одновременно и газ разделенными потоками направляют для дополнительного перемешивания соответственно в верхнюю и среднюю части фильтра-смесителя, а затем смесь подают на прием многофазного насоса.

Недостатками известного способа являются ограниченность и малая эффективность его применения на удаленных промыслах, где отсутствуют потребители сбрасываемой воды. В результате для перекачки газоводонефтяной смеси требуются высокие капитальные затраты на используемый многофазный насос (из-за большой стоимости высокотехнологичной в производстве винтовой пары); повышенные энергетические затраты на перекачку смеси из-за увеличения вязкости жидкой фазы, вызванного эффектом редиспергирования отслоившейся воды; сбои в работе установки подготовки нефти, на которую поступает транспортируемая смесь (в частности, нарушается процесс “холодного” сброса воды, что приводит к поступлению излишних объемов воды в нагревательные печи для осуществления высокотемпературных процессов глубокого обезвоживания и обессоливания нефти).

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такой способ транспортирования газированной обводненной нефти, который при минимальных затратах на реконструкцию имеющихся в промышленности технологических схем обеспечивал бы энергетически эффективную перекачку газоводонефтяной смеси со снижением затрат на последующую подготовку нефти.

Поставленная цель достигается описываемым способом транспортирования газоводонефтяной смеси, включающим ее перекачку многофазным насосом.

Новым является то, что перед многофазным насосом осуществляют отбор выделившейся воды и ее сжатие однофазным насосом с последующей подачей в трубопровод после многофазного насоса.

Способ осуществляют следующим образом. Из расслоившейся в трубопроводе газоводонефтяной смеси, поступившей с промыслов, газоводо-нефтяную эмульсию с преимущественным содержанием газа и нефти подают на прием многофазного насоса. Отделившуюся воду из нижней части трубопровода или отстойника однофазным насосом подают в трубопровод после МФН. Таким образом, газонефтяной и водяной потоки вновь объединяют и вместе транспортируют дальше до установки подготовки нефти.

Пример конкретного выполнения

На ДНС ежечасно поступает с промыслов 200 м³ газа и 100 м³ жидкости, состоящей из 50 м³ воды и 50 м³ эмульсии. Концентрация воды в эмульсии равна 60%. Следовательно, в 50 м³ эмульсии содержится 30 м³ диспергированной воды. Таким образом, всего транспортируется 80 м³ воды и 20 м³ нефти. Смесь приходит с промыслов под давлением 0,12-0,18 МПа. Газ в количестве 200 м³/час и водонефтяная эмульсия в количестве 50 м³/час поступают на прием многофазного насоса. Давление на выходе МФН -2,0 МПа. Воду в количестве 50 м³/час отбирают однофазным насосом (типа ЦНС-90) и подают в трубопровод после многофазного насоса. Результаты сравнения известного и предлагаемого способов представлены в таблице.

Примечания:

1) В известном способе рост вязкости в 1,6 раз

2) могут быть исключены при приемлемом расслоении эмульсии в трубопроводе

Из таблицы видно, что после прохождения МФН в известном способе часть свободной воды (14,5 м³) редиспергируется, что приводит к повышению вязкости эмульсии в 1,6 раз с 603 МПас до 945 МПас. В отличие от известного предлагаемый способ позволяет предотвратить повышение вязкости эмульсии и, следовательно, снизить потери давления в трубопроводе с 2,38 МПа до 1,52 МПа. Кроме того, с учетом повышения КПД перекачки до 0,4 затраты электроэнергии на перекачку того же объема газоводонефтяной смеси по предлагаемому способу снижаются в 2,1 раза. При этом капитальные затраты на осуществление предлагаемого способа ниже, чем для осуществления известного (4590...5190 тыс.руб. против 6000 тыс.руб.) благодаря тому, что суммарные капитальные затраты для осуществления предлагаемого способа включают многофазный насос меньшей производительности (4500 против 6000 тыс.руб.) и дополнительное оборудование: однофазного насоса [ЦНС-60] (90 тыс.руб.) и в некоторых случаях концевого делителя фаз или отстойника (600 тыс.руб.). Положительным эффектом предлагаемого способа является также снижение затрат на дополнительную обработку деэмульгатором и энергетических затрат на нагрев редиспергированной воды.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа складывается из экономии энергетических затрат на перекачку многофазной смеси за счет снижения вязкости перекачиваемой среды, капитальных затрат на перекачку за счет использования многофазного насоса меньшей производительности, а также снижения затрат на последующую подготовку нефти.