способ очистки попутного нефтяного газа от сероводорода для закачки в нефтяной пласт

Формула изобретения

Способ очистки попутного нефтяного газа от сероводорода для закачки в нефтяной пласт, включающий смешение попутного сероводородсодержащего нефтяного газа с нейтрализатором сероводорода, отличающийся тем, что при использовании указанного газа для водогазового воздействия в качестве нейтрализатора сероводорода используют полностью растворимый в воде нейтрализатор с дозировкой, достаточной для полной нейтрализации сероводорода в используемом газе, указанный нейтрализатор предварительно растворяют в воде для закачки в пласт и этот раствор подают в камеру бустерной установки для смешения с указанным газом с получением водогазовой смеси

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и используется для организации водогазового воздействия на нефтяные пласты с целью повышения степени нефтеизвлечения.

При водогазовом воздействии вместе с водой в продуктивный пласт через нагнетательную скважину подается вода с растворенным в ней попутным нефтяным газом. Согласно ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству» (введен 1 июля 1990 г.) в нефтяной пласт, не содержащий сероводород, должна закачиваться вода также без сероводорода (стр.3, п.1.9).

В нефтедобывающей практике встречаются многопластовые месторождения, состоящие из разных пластов: с сероводородом и без него. Обычным также является то, что эксплуатируются такие месторождения единой системой сбора нефти и воды. Это ведет к тому, что вся добываемая нефть и ее попутный нефтяной газ содержат сероводород. Поэтому для закачки такого газа в тот пласт, который не содержит сероводорода, требуется очистка газа от этого вредного газа.

Известен способ очистки попутного нефтяного газа от H₂S, заключающийся в прохождении нефтяного газа через слой нейтрализатора сероводорода в реакторе барботажного типа (Схема очистки сероводородсодержащей нефти / Сафин P.P., Гайдукевич В.В., Исмагилова З.Ф. и др. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2003. - №4. - С.17-19). Для осуществления способа требуется емкостное оборудование и постоянный контроль за наличием и качеством нейтрализатора в реакторе.

Целью изобретения является снижение затрат на нейтрализацию сероводорода в газожидкостной смеси, используемой для водогазового воздействия на нефтяной пласт, за счет исключения емкостного оборудования и его обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки попутного нефтяного газа от сероводорода, включающем смешение попутного сероводородсодержащего нефтяного газа с нейтрализатором сероводорода, введено следующее отличие - в качестве нейтрализатора сероводорода используют полностью растворимый в воде нейтрализатор с такой дозировкой, которая будет достаточной для полной нейтрализации сероводорода в используемом газе, указанный нейтрализатор предварительно растворяют в воде для закачки в пласт и этот раствор подают в камеру бустерной установки для смешения с указанным газом с получением водогазовой смеси.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа нейтрализации сероводорода в попутном нефтяном газе.

Способ реализуется следующим образом.

В камеру смешения 1 бустерной установки последовательно с разных входов подается вода для закачки в пласт 2 и попутный сероводородсодержащий нефтяной газ 3.

И вода и газ подаются в камеру 1 под небольшим давлением в 0,4-0,5 МПа и в виде газоводяной смеси 4 выходят из камеры 1 под большим давлением до 13 МПа для закачки в продуктивный нефтяной пласт. Нейтрализатор сероводорода 5 в жидкой форме из емкости 6 дозирующим насосом 7 постоянно подается в линию подачи воды 2. Растворенный в воде нейтрализатор 5 попадает в камеру 1, где вступает в химическую реакцию с сероводородом попутного газа 3. Освобожденная от сероводорода газоводяная смесь 4 поступает через нагнетательные скважины в продуктивный нефтяной пласт, не содержащий сероводорода.

Предложенный способ реализован на Илишевском нефтяном месторождении, эксплуатирующее ООО «НГДУ «Чекмагушнефть» АНК «Башнефть». На месторождении единой системой сбора скважинной продукции разрабатываются три продуктивных горизонта: фаменский ярус, турнейский ярус и пласты терригенной толщи нижнего карбона (ТТНК). Продукция первых двух горизонтов содержит сероводород в значительном количестве - по некоторым скважинам содержание этого газа в нефти доходит до 500 мг/л. Пласты ТТНК не содержат H₂S и являются основным объектом эксплуатации по запасам нефти.

Для интенсификации нефтеизвлечения из этого объекта с октября 2004 г. через нагнетательные скважины ТТНК ведется водогазовое воздействие с помощью насосно-бустерной установки (НБУ) ООО «Синергия-Н», г.Пермь. В установку ежесуточно поступает с водозаборной скважины 105-115 м³ воды и 1200-1500 м³ попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода 0,22-0,25% (3,3-3,8 г/м³). В среднем в НБУ ежедневно вместе с газом поступает 4,6 кг сероводорода (1300 м³ × 3,55 г/м³).

Многолетние лабораторные испытания отечественных водорастворимых нейтрализаторов марки «Сонцид-8101», «Калан» и «Дарсан-Н» специалистами ООО «НГДУ «Чекмагушнефть» показали, что полная нейтрализация сероводорода, находящегося в попутном нефтяном газе или растворенного в воде происходит при 10-12-кратном превышении массы нейтрализатора над массой H₂S. Поэтому в воду для НБУ дозатором БР-2,5 подается нейтрализатор «Сонцид-8101» (производитель ЗАО «Нефтехим», г.Уфа) с суточным расходом 48-51 кг.

Периодические отборы проб газоводяной смеси после НБУ и на устье нагнетательных скважин показали отсутствие в них сероводорода. Газовая фаза проб оценивалась газоанализатором ГХ-Е (производитель ЗАО «Промбезопасность», г.Екатеринбург), а наличие сероводорода в воде определялось с помощью устройства дегазации и фиксации сероводорода (патент РФ №2181882).

Предложенный и положительно испытанный способ очистки попутного нефтяного газа от Н₂S для водогазового воздействия основан на полной растворимости в воде современных нейтрализаторов и их способности удалять сероводород из газовой или жидкостной фазы. Поэтому подача нейтрализатора с необходимой дозировкой в воду будущей ВГС выполняет поставленную техническую цель - полное удаление сероводорода из попутного нефтяного газа при ВГВ - с наименьшими затратами. Отсутствие в открытой печати аналогичных сведений позволяет надеяться на новизну данного существенного решения.

Экономическая эффективность реализации способа образуется за счет снижения финансовых затрат на защиту напорных водоводов и нагнетательных скважин от сероводородной коррозии и исключения в будущем многих технических и штрафных санкций при нарушении ОСТ-39-225-88.