способ обезвоживания нефти

Формула изобретения

Способ обезвоживания нефти, включающий диспергирование воды в нефтяной эмульсии на входе в отстойник, отличающийся тем, что в качестве воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с содержанием нефтепродуктов не более 60 мг/л и твердых взвешенных частиц не более 50 мг/л в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти при температуре 5-25°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обезвоживании нефти.

Известен способ обезвоживания и обессоливания нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах. Нефть подвергают гидродинамическому возмущению, пропуская ее через каналы, выполненные из гидрофобного материала, разделяя ее при этом порциями воды на чередующих вдоль каналов слои путем периодического добавления в начальный участок каналов порцию воды, и далее отстаивают (патент РФ №2074231, опубл. 27.02.1997).

Известный способ сложен в аппаратурном исполнении и недостаточно эффективен.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подготовки нефти, включающий замер объема эмульсии из скважин, сепарацию газа, введение деэмульгатора в трубопровод, отводящий эмульсию от замерной установки к сепаратору, отделение свободной пластовой воды из отстойника и подготовку нефти путем глубокого обезвоживания и обессоливания добавлением горячей воды в эмульсию и диспергирования ее с последующим разделением и отделением фаз. Деэмульгатор вводят в два этапа по половине от норматива. Вторую половину вводят в процессе подготовки нефти при диспергировании эмульсии созданием круговой циркуляции насос-отстойником, при котором также вводят горячую воду. Подготовку нефти осуществляют не менее чем в двух отстойниках, обеспечивая непрерывное поступление эмульсии из скважин. Разделение фаз в отстойнике до и после диспергирования осуществляют в режиме теплового воздействия (патент РФ №2153382, опубл. 07.27.2000 - прототип).

Известный способ энергоемок и дорог, т.к. требует применения горячей воды и деэмульгаторов. Способ недостаточно эффективен, т.к. не позволяет в достаточной степени провести отделение воды от нефти.

В изобретении решается задача повышения степени обезвоживания нефти.

Задача решается тем, что в способе обезвоживания нефти, включающем диспергирование воды в нефтяной эмульсии на входе в отстойник, согласно изобретению в качестве воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с содержанием нефтепродуктов не более 60 мг/л и твердых взвешенных частиц не более 50 мг/л в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти при температуре 5-25°С.

Признаками изобретения являются:

1) диспергирование воды в нефтяной эмульсии;

2) то же на входе в отстойник;

3) использование в качестве воды сточной воды той же нефтяной залежи;

4) то же с содержанием нефтепродуктов не более 60 мг/л;

5) то же с содержанием твердых взвешенных частиц не более 50 мг/л;

6) то же в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти;

7) то же при температуре 5-25°С.

Признаки 1, 2 являются общими с прототипом, признаки 3-7 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При обезвоживании нефти стремятся добиться наибольшего удаления воды. Известные способы энергоемки и дороги, т.к. требует применения горячей воды и деэмульгаторов. Способы недостаточно эффективны, т.к. не позволяют в достаточной степени провести отделение воды от нефти.

В предложенном способе решается задача повышения степени обезвоживания нефти с минимальными энергетическими затратами. Задача решается следующим образом.

Смешивают водонефтяную эмульсию с промывочной водой и проводят обезвоживание в горизонтальных отстойниках. При этом считается, что для обезвоживания необходимо лишь дренировать воду. Проведенные исследования показали, что степень обезвоживания увеличивается, если в качестве промывочной воды используют сточную воду той же нефтяной залежи, которая обладает сродством к нефти, хорошей совместимостью и повышенной плотностью. В этом случае сточная вода способна ускорить процесс коалесценции и отделения воды от водонефтяной эмульсии.

Для лучшего совмещения сточной воды и водонефтяной эмульсии смешение осуществляют в линии входа в горизонтальные отстойники диспергированием сточной воды. Объем сточной воды подобран оптимальным 8-15% от объема подготавливаемой нефти. Температура процесса составляет 5-25°С. Наилучшие результаты достигаются при использовании сточной воды, содержащей не более 60 мг/л нефтепродуктов и не более 50 мг/л твердых взвешенных частиц. Объем одного отстойника составляет 200 м³. Расход водонефтяной эмульсии с диспергированной сточной водой в отстойник составляет 1000-1200 м³/сут.

В результате удается довести содержание воды в нефти до требуемого показателя на выходе из горизонтальных отстойников. Достигаемая степень обезвоживания позволяет отключить и вывести в резерв несколько емкостей объемом 200 м³ , что дает существенную экономию на электроэнергии, обслуживании (ремонт, чистка и т.д.) и увеличении срока службы этих аппаратов. Подача сточной воды исключает попадание в установку свободного кислорода, тем самым значительно замедляется скорость коррозии оборудования и запорной арматуры. Позволяет значительно снизить расходы электроэнергии на перекачку до установки подготовки нефти вследствие глубокого обезвоживания нефти до уровня менее 1%. Позволяет сэкономить топливный газ и пар, используемые на установке для подогрева водонефтяной эмульсии. Процесс отделения воды от нефти при промывке сточной водой идет быстрее, чем без подачи воды, или чем при подаче пресной воды.

При увеличении объема подачи сточной воды выше 15% процесс обезвоживания значительно ухудшается. Подачу сточной воды следует производить в поток водонефтяной эмульсии после перекачивающих насосов. Подача на прием насоса приводит к образованию трудноразрушаемой мелкодисперсной эмульсии. При снижении объема подачи сточной воды ниже 8% процесс обезвоживания значительно замедляется. При диспергировании сточной воды в водонефтяной эмульсии осуществляется эффект дождя, ускоряется процесс коалесценции (слияния капель воды), т.к. быстро идет рост массы капель, диспергированных в нефти, и интенсивное осаждение их под действием сил гравитации. Сточная вода содержит остатки водорастворимых деэмульгаторов, которые способствуют увеличению скорости разделения водонефтяной эмульсии и увеличению глубины обезвоживания нефти.

Пример конкретного выполнения

Опытно-промышленные испытания способа проводились в НГДУ Азнакаевскнефть на Бирючевском центральном пункте сбора высокосернистой нефти Ромашкинского месторождения. Объект имеет три горизонтальных отстойника объемом 200 м ³ каждый, соединенных параллельно. Установка позволяет провести обезвоживание 1500 т водонефтяной эмульсии в сутки (800 т/сут нефти). Производят подачу сточной воды Ромашкинского месторождения плотностью 1012 кг/м³ через диспергатор в линию входа водонефтяной эмульсии в горизонтальные отстойники.

Обводненность водонефтяной эмульсии в линии входа в горизонтальные отстойники составляет до 10%, температура - от 5 до 25°С. Расход сточной воды составляет от 2 до 4 м³/ч, что эквивалентно 8-15% от объема подготавливаемой нефти. В качестве воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с содержанием нефтепродуктов не более 60 мг/л и твердых взвешенных частиц не более 50 мг/л. В результате промывки нефти исследуемым методом было достигнуто обезвоживание до требуемого содержания воды менее 1% после горизонтальных отстойников.

При отсутствии подачи сточной воды содержание остаточной воды в нефти на выходе с установки 4-10%, т.е. не достигается степень обезвоживания, удовлетворяющая качеству подготовки нефти до III группы по ГОСТ Р 51858-2002 (по содержанию хлористых солей до 900 мг/л и обводненностью не более 1%).

Применение предложенного способа позволит повысить степень обезвоживания нефти.