способ подготовки нефти

Формула изобретения

Способ подготовки нефти, включающий раздельную обработку высокообводненного и низкообводненного потоков нефти и их смешение, отличающийся тем, что в узле распределения в зависимости от содержания диспергированной воды формируют два потока: первый - с содержанием диспергированной воды менее 30%, и второй - с содержанием диспергированной воды выше 30%, второй поток направляют в отдельный аппарат для отделения газа и свободной воды, после чего второй поток возвращают в узел распределения, осуществляют термохимическое воздействие и снижают содержание диспергированной воды во втором потоке ниже 30%, а затем смешивают его с первым потоком и оба потока вместе подают в отдельный аппарат на отделение газа и сброс свободной воды, после чего нефть, газ и воду направляют на дальнейшую обработку самостоятельными потоками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к подготовке нефти на нефтяных промыслах.

В настоящее время при подготовке нефти на нефтяных промыслах нашли широкое применение следующие способы - отстаивание, центрифугирование, термообработка, химическая обработка, промывка в водном слое, обработка в электрическом поле, фильтрация в пористых средах, импульсные воздействия, пенная и трубная деэмульсация (см. В.П.Тронов «Разрушение эмульсий при добыче нефти». М.: Недра, 1974. С.7).

Вопрос о том, какая из технологических схем подготовки нефти является самой эффективной и каким требованиям должна отвечать наиболее экономная технология, чрезвычайно сложен. Наиболее эффективной следует считать такую технологическую схему подготовки, в которой реализуется наиболее полный набор интенсифицирующих факторов при наименьших материальных затратах.

Так, например, технология разделения газоводонефтяных эмульсий с содержанием воды выше 30-40% зависит от структуры эмульсии, то есть соотношения содержания в ней свободной и диспергированной воды.

Газонефтяные эмульсии, содержащие свободную воду, как правило, расслаиваются в течение 10-15 минут, образуя слой относительно чистой воды и слой обратной водонефтяной эмульсии. Если содержание диспергированной воды в ней при этом не превышает 30-40%, то для отделения газа из этой эмульсии также не требуется ее термическая обработка.

Если водная фаза в газожидкостном потоке находится в диспергированном состоянии и не склонна к отделению, то необходимо применение методов воздействия путем ввода горячей пластовой воды, реагента, безводной нефти.

Из известных способов подготовки нефти наиболее эффективным является способ трубной деэмульсации, в котором сочетаются гидродинамические эффекты с термообработкой и воздействием химических реагентов.

Так, например, в процессе движения нефти по трубопроводам происходит разрушение глобул пластовой воды, их укрупнение и даже расслоение потоков на нефть и воду. Это создает предпосылки для быстрого и эффективного сбрасывания отделившейся воды и решение задачи глубокого обезвоживания нефти практически без дополнительных капитальных затрат.

Известен способ подготовки нефти (см. авт. свид. № 257662, МПК C10 1/05), заключающийся в двухступенчатой сепарации, термохимической обработке с последующей газосепарацией при атмосферном давлении. При осуществлении этого способа подготовка водонефтяной эмульсии к разрушению с использованием балластной воды и деэмульгатора осуществляется в смесителе и в сепараторе первой ступени, а разрушение структуры эмульсии и предварительное ее обезвоживание осуществляется в аппарате второй ступени.

Недостатком этого способа является интенсивное перемешивание эмульсии в смесителе, вследствие чего процесс водоотделения начинается в сепараторе первой ступени, но прерывается за счет интенсивного выделения газа, а также вторичного перемешивания и диспергирования в трубопроводных коммуникациях и регуляторах расхода и давления. Кроме того, разрушение структуры эмульсии за счет перемешивания в смесителе и в сепараторе первой ступени в условиях выделения основного количества газа является трудно управляемым процессом, который в ряде случаев может привести к дальнейшему диспергированию водной фазы в нефти.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ совместной подготовки разносортных нефтей (см. патент Российской Федерации № 2128206, 1999). включающий введение деэмульгатора в железо- и сероводородосодержащие нефти, предварительный сброс воды из каждого потока, последующее смешение разносортных нефтей и прокачку их через печь нагрева эмульсии с последующим пропусканием смеси через ступень глубокого обезвоживания и обессоливания, подачи хелатообразующего агента в подтоварную воду, сбрасываемую со ступени глубокого обезвоживания и обессоливания и направляемую в сероводородсодержащий поток перед второй ступенью сепарации, отличающийся тем, что в хелатообразующий агент вводится соляная кислота, а в качестве хелатообразующего агента используют ИОМС или ПАФ-13.

Недостаток - повышенный расход реагента-деэмульгатора в процессах подготовки нефти, а использование соляной кислоты приведет к химическим соединениям, способствующим образованию вредных солей.

Цель изобретения - повышение эффективности обработки продукции с различными физико-химическими свойствами и обводненностью, экономия реагента-деэмульгатора.

Поставленная цель достигается тем, что в узле распределения в зависимости от содержания диспергированной воды формируют два потока: первый с содержанием диспергированной воды менее 30%, и второй с содержанием диспергированной воды выше 30%, второй поток направляют в отдельный аппарат для отделения газа и свободной воды, после чего второй поток возвращают в узел распределения, осуществляют термохимическое воздействие и снижают содержание диспергированной воды во втором потоке менее 30%, а затем смешивают его с первым потоком и оба потока вместе подают в отдельный аппарат на отделение газа и сброс свободной воды, после чего нефть, газ и воду направляют на дальнейшую обработку самостоятельными потоками.

Водонефтяная эмульсия с содержанием воды менее 30% не требует применения методов воздействия для успешного ведения процесса сепарации (фиг.1). При содержании воды выше 30%, находящейся в диспергированном устойчивом состоянии, для успешного ведения процесса сепарации газа часть воды необходимо выделить в сепараторе в свободную фазу, для чего используют известные методы воздействия подачу реагента и дренажной воды и т.о. снижают содержание диспергированной воды во втором потоке. Высококонцентрированные стабильные водонефтяные эмульсии в некоторых случаях трудно поддаются воздействию, для их разрушения требуется большой расход тепла и реагента, для снижения которых целесообразно использовать стадийность воздействия и процесса сепарации газа и отделения воды.

На фиг.1 приведена зависимость свободного газа в жидкости от обводненности нефти после 10 минут отстоя. Кривые, обозначенные цифрами 1, 2 и 3, соответствуют вязкости нефти при 16,8; 31,4 и 97 МПа.

На фиг.2 приведена принципиальная схема для осуществления предлагаемого способа. Схема включает узел распределения 1, сепаратор 2, где происходит отделение газа и сброс свободной воды, которая направляется на подготовку, минуя технологическую цепочку, трубопровод сброса воды 3, сепаратор второй ступени 4, отстойник 5, аппарат 6, трубопровод для отбора газа 7, трубопровод ввода реагента 8 и трубопровод возврата второго потока в узел распределения 9.

Способ подготовки нефти осуществляется следующим образом.

Продукция скважин с содержанием диспергированной воды менее 30% из узла распределения 1 направляют в аппарат 2, где происходит сепарация газа и сброс свободной воды, которая направляется на подготовку, минуя технологическую цепочку. А нефтяной поток направляется в аппарат второй ступени сепарации 4, в отстойник, где производится окончательный сброс воды и далее на насос. При обводненности потока выше 30% продукция скважин направляется в аппарат 6, где происходит выделение газа и сброс свободной воды, а нефтяной поток с остаточной водой и газом, но уже уменьшенный в 2-6 раз по объему возвращают в узел распределения, где применяют методы воздействия и направляют во второй поток, после чего нефть, газ и воду направляют на дальнейшую обработку самостоятельными потоками.

Пример. В НГДУ «Чекмагушнефть» на промысле № 4 был испытан предлагаемый способ подготовки нефти. Из действующих скважин с различной обводненностью в узле распределения были сформированы два потока с различным содержанием диспергированной воды, которая определялась с помощью устройства, представляющего из себя прозрачный цилиндр и по отстою определяли в потоке содержание выделившейся воды, И далее по схеме, предлагаемой на фиг.2, определяли эффективность способа. В итоге было установлено: значительное снижение расхода реагента-деэмульгатора, тепла, электроэнергии и что основное это уменьшение количества оборудования при осуществлении процесса подготовки нефти.

Использование предлагаемого способа подготовки нефти на промыслах позволит снизить расход реагента, тепла, электроэнергии, количества оборудования при осуществлении процесса подготовки нефти.