Установка для сбора и подготовки нефти Советский патент 1983 года по МПК B01D17/04 B01D19/00 

Изобретение относится к сбору и подготовке продукции скважин на месторождениях и может быть применено в нефтедобывающей, газовой и нефтехимической промышленности для очистки нефти от взвешенных частиц. Известна унифицированная схема сбора и подготовки продукции скважин, включающая скважины, автоматические групповые замерные установ ки (например Спутник-40Б), блок дозирования реагента-деэмульгатора блок дозирования ингибитора коррозии, сепаратор 1 ступени сепарации сепаратор II ступени сепарации, аппарат предварительного сброса воды, насос сырой нефти, теплообменник, трубчатую печь, каплеобразо ватель, отстойник глубокого обезвоживания, электродегидратор, сепаратор горячей сепарации центробежный насос, теплообменник, автоматический анализатор качества нефти, резервуар товарной нефти, насос откачки товарной нефти Cij « Наиболее близкой по Технической ,сущности и достигаемому результату к изобретению является установка дл сбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагре ватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной вода: и трехпродуктовый мультигидро циклон { 27 . Основным недостатком известных установок является то, что из-за на личия в нефти асфальто- смолистых и высокоплавкух парафиновых компонентов, микрокристаллбв солей, агломератов из частиц твердой взвеси и других загрязнений в водоотделитель ныхаппар атах происходит накопление промежуточных слоев. В промежуточных слоях наблюдается накопление механических примесей и глобул BOfnta с высокоустойчивыми бронирующими оболочками. Содержание механических примесей в промежу точном слое может достигать 30 вес. при относительно невысоком (сотые доли процента) их содержании в добы ваемой нефти. Промежуточные слои образуют высокоустойчивые системы, котррыё не разрушаются традиционными методами, нарушают четкость разделения фаз в отстойном аппарате. Наполнение промежуточного слоя приводит к уменьшению объема отстойной зоны Технологических аппаратов-отстойников и периодическому ухудшени качества нефти и дренажных вод на выходе из этих аппаратов. Образойанию стойких промежуточных слоев в значительной мере способствуют механические примеск, выносимые: из породы пласта или вносимые в нефть вместе с буровыми растворами. Меха нические примеси могут Формировать-ся и в результате Нарушения ионного равновесия в эмульсии (сульфид железа, гипс и т.д.).Образованию стойких промежуточных слоев может способствовать широкое внедрение интенсивных методов воздействия на пласты: внутрипластовое горение, закачка пара и различных растворителей. Целью изобретения является интенсификация процесса очистки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и в 3 веше н ных час т иц, предотв раще н ие потерь нефти и охрана окружающей . среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами . Поставленная цель достигается тем, что установка для сбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды и трехпродуктовый мультигидродиклон, снабжена трубопроводами вывода промежуточного слоя из отстойников и электродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона. Целесообразно соединить вход мультигидроциклона с линией рециркуляции дренажной воды. Установка применяется на тех месторождениях, где продукция скважин в отстойных аппаратах на границе раздела нефть-вода образует высокоустойчивые промежуточные слои, представляющие собой концентрат механических примесей в виде смол, продуктов суффозии скважин, асфальтенов, абсорбированных на границе раздела нефть-вода, остаточной пластовой воды,. парафиноч и т.д. В ступенчатом мультигидроциклоне под действием центробежных сил осус ествляется отделение тяжелых взвесей механических примесей и нефти от воды, дегазаций воды за счет перераспределения давления в разных диаметров гидроциклонных элементах аппарата и создания явления кавитации в центре вращения потока полем центробежНых сил различной интенсивности. Кроме того, в этих элементах осуществляется пленочный режим течения за счет специальной конструкции вводного устройства. Это также способствует дегазации воды. Под действием центробежных сил в режиме кавитации в центре каждого гидроциклонного элемента образуется зона пониженного давления, куда устремляются растворенные газы и наиболее легкие углеводородные компоненты. Отделяемые в периферийной зоне каждого гидроциклонного элемента механические примеси, взвеси из воды в шламосборник, а нефть с незначительным содержанием остаточной воды и газа направляется в поток сырой нефти после сепаратора первой ступени сепарации.

На чертеже показана установка для сбора и подготовки нефти с повышенным содержанием механических примесей,

. Установка включает скважину 1, автоматизированную групповую замерную установку 2, дозатор 3 деэмульгатора, дозатор 4 ингибитора коррозии, сепаратор 5 I ступени сепарации, сепаратор 611 ступени сепарации, аппарат 7 предварительного сброса воды, насос 8 сырой нефти, теплообменник 9, печь 10, каплеобразователь 11, отстойник 12 глубокого обезвоживания, электродегидратор 13, сепаратор 14 горячей сепарации, насос 15 откачки товарной нефти, буферную емкость 16, насос 17 откачки промежуточного слоя, нагреватель 18, стуенчатый мультигидроциклон 19, линию нефти 20 со скважин, линии газа 21 и-22, линию дренажной воды 23, трубопроводы 24 вывода промежуточного слоя, линию шлама 25, линию товарной нефти 26.

Установка работает следующим образом.

Гаэоводонефтяная смесь с содержанием газа 80 нм /т, обводненностью до 95 вес..%, температурой 10° С со скважины 1 поступает в автоматизированную групповую замерную установку 2, где автоматически производится замер продукции скважин, flafлее она при необходимости обрабатывается деэмульгатором {например 20 г/т диссольваном 4411), ингибитором коррозии напрй кр UKB-4) и под избыточным давлением на устье скважины поступает в сепаратор 5, в котором при давлении 0,7 МПа (7 кгс/см) производится отделение газа. Содержание остаточного газа в нефти после сепаратора 8 . Газ 21 под собственным давлением подается на вторую ступень сжатия газокомпрессорной станции.

В поток нефти после, сепаратора 5 i ступени &ВОДИТСЯ дренажная вода 23 с температурой и в количестве 10% к нефтииз отстойника 12 глубокого обезвоживания и электродегйдратора 13. Температура смеси повышается с 10 до . В сепарато ре 6, установленном на постаменте высотой 9 м, при давлений 0,02 МПа (0,2 кгс/см) производится отделение газа. Газ направляется на компримирование, а нефть - в аппарат 7 предварительного сброса воды, в котором дренажная вода отделяется и направляется на очистные сооружения. Шлам периодически удаляется в шламосборник. Нефть из аппарата предварительного сброса обрабатывается деэмульгатором из расчета 50 грамм на тонну товарной нефти.

в аппарате предварительного сброса воды накапливается промежуточный слой, в котором содержание воды составляет 50 вес.%, механических примесей 1 вес.%. Накопление

0 промежуточного слоя периодически ухудшает качество нефти и дренажной воды на выходе из аппарата. Содержание воды и механических примесей в нефти приближается к

5 значениям, близким к промежуточному слою, а в дренажной воде содержание нефтепродуктов достигает 5000 мг/л, механических примесей 0,1 вес.%.

Q Далее нефть сырьевым насосом 8 через теплообменник 9 направляется в трубчатую печь 10, где производится нагрев до .

В каплеобразователе 11 осуществляется разрушение бронирующих оболочек глобул воды под воздействием турбулентных пульсаций и укрупнение (коалесценция) и расслоение на нефть и воду перед входом в отстойник 12. В отстойнике 12 глубо

0 кого обезвоживания из-за накопления промежуточного слоя процесс обезвоживания периодически ухудшается. На выходе из отстойника s нефти содержание воды возрастает

5 до 10 вес.%, 1 «ханических примесей 0,06 вес.%, в дренажной воде нефтепродуктов до 1000 мг/л, механических примесей 0,05 вес.%. В нефть посл-е -отстойника глубокого обезвоживания добавляется пресная вода в количестве 5% к количеству обрабатываемой нефти для отмывки хлористых солей и при необходимости дозируется деэмульгатор (например

5 диссольван 4411) из расчета 20 грамм на тонну .товарной нефти.

В электродегидраторе 13 должно осуществляться глубокое обессоливание. Однако из-за накопления прол межуточного слоя эл ектрическое поле отключается и электродегидраторы не работают в режиме электрообезвоживания. Электродегидраторы выполняют роль отстойников при термохимическом способе обработки.

Качество нефти и воды, получаемых с электродегидратора, неудовлетворительное и не отвечает предъявляемым требованиям товаросдаточных .операций. После электродегидратора

0 в нефти содержание воды 3 вес.%, механических примесей 0,06 вес.%, в дренажной воде нефтепродуктов 2000 мг/л механических примесей 500 мг/л, далее нефть направляется

5 в сепаратор 14 горячей сепарации

Ле при давлении 0,005 МПа (0,05 кго/см-) газ отделяется, а нефть насосом 15 через теплообменник 9 направляется в приемосдаточны пункт.

Средние зоны аппарата 7 предварительного сбора воды, отстойника 12 глубокого обезвоживания, электродегидатора 13 и последовательно соединенные буферная емкость 16, насос -17 откачки промежуточного слоя и ступенчатый мультигидроциклон 19 обвязаны трубопроводом 24. Верхняя и средняя камеры ступенчатого мультигидроциклона с помощью трубопровода обвязаны с трубопроводом сырой нефти перед входом в сепаратор б II ступени сепарации.

Вышеописанная система обвязки обеспечивает отбор промежуточных слоев из аппарата 7 предварительного сброса воды, отстойника 12 глубоко го обезвоживания, электродегидратора 13 и удаление механических примесей и остаточной воды из нефти в ступенчатом мультигидроциклоне 19. Качество нефти и дренажной воды, получаемых с аппарата предварительного сброса воды, отстойника глубокого обезвоживания и электродегидратора, в результате отбора промежуточных слоев улучшается.

В нефти из аппарата предварительного сброса воды содержание воды составляет 5 вес.%, механических примесей 0,03 вес.%, is дренажной воде содержание нефти 1000 мг/л механических примесей 500 мг/л. Количество промежуточных слоев, отбираемых с аппарата предварительного .Сброса, составляет по фактическим данньзм 0,05 долей от обрабатываемого количества нефти, соответственно с отстойников глубокого обезвоживания 0,06, электродегидраторов 0,1. В расчете на установку подготовки, нефти с производительностью 3 млн. т товарной нефти в год количество отбираемого промежуточного слоя составляет с аппарата предварительного сброса воды 0,4 т/сут, отстойника глубокого обезвоживания 0,5 т/сут, электродегидратора 0,8 т/сут. Отбор промежуточного слоя способствует улучшению качества нефти и дренажной воды, отбираемыхиз отстойников глубокого обезвоживания: содержание воды в нефти не более 1,0 вес.%, механических примесей 0,02 вес.%/ в дренажной воде.содержание нефтепродуктов не превышает 1000 мг/л, механических примесей 400 мг/л. На выходе из электродегидратора содержание воды вг.нефти составляет . 0,5 вес.%, механических примесей 0,015 вес.%, в дренажной воде содержание нефти 200 мг/л, механических примесей 100 мг/л..После сепарации в сепараторе, горячей сепарации нефть откачивается через теплообменник в пункт товаро-сдагочных операций. Во избежание потерь нефти вместе с шламом и утилизируемой пластовой водой промежуточные слои отбираемые с отстойных аппаратов, из буферной емкости 16 насосом 17 направляются в ступенчатый мульти;гидроциклон 19. Общее количество промежуточного слоя, подаваемого в ступенчатый мультигидроциклон, составляет 1,7 т/сут (производительность установки подготовки нефти 3 МЛН; т товарной нефти в год).

В ступенчатом мультигидроциклоне около 90% всех механических примесей удаляется в шламосборник, а нефть в количестве около 2 т/сут с остаточным содержанием воды 3 вес и механических примесей 0,1 вес.% нaпEjaвляeтcя в трубопровод сырой нефти перед входом в сепаратор второй ступени сепарации. Процесс отделения механических примесей в ступенчатом мультигидроциклоне осущест ляется при дозировке дезмульгатора 150 г/т и давлении в аппарате ,1 МП (10 кгс/см ).

Перед ступенчатым мультигидроциклоном может быть установлен нагреватель 18, позволяющий осуществлять нагрев промежуточного слоя до .

Нагрев целесообразно производить теплообменниками типа труба в тру« бе или острым паром, исключающим образование слоя механических примесей на поверхности нагрева. В результате нагрева снижается прочност бронирующих слоев глобул воды, на поверхность которых адсорбировались асфальтены, смолы, механические примеси и т.д. Прбцесс разрушения устойчивой системы протекает более интенсивно, качество нефти из ступенчатого мультигидроциклона улучшается, выход шлама возрастает. Содержание воды в нефти составляет 0,5 вес.%, механических примесей 0,03 вес.%.

Процесс отделения механических примесей осуществляется при давлении 0,6 МПа (б кгс/см } и расходе деэмульгатора 80 г/т. Количество шлама возрастает в 3 раза.

. Часть дренажной воды, отделяемэй в отстойных аппаратах и аппарате предварительного сброса воды, может быть направлена в поток промежуточного слоя, для чего трубопровод промежуточного слоя обвязывается с приемом насоса, установленного на входе в нагреватель. Подача дренажной воды в поток промежуточного слоя позволяет промежуточный слой с высокой концентрацией механических примесей разбавить до критических соотношений.

Общеизвестно, что добавление дренажной воды в водонефтяную эмульсию до критических значений соотношения добавляемой воды с эмульсией обеспечивает обращение фаз (до обводненности 75 вес.%), т.е. система вода в нефти переходит в систему нефть в воде, при этом механические примеси, находящиеся в нефтяной фазе, переходят в воду. Это позволяет значительно улучшить процесс разрушения устойчивой системы, добиться снижения содержания воды и механических примесей в нефти до следов при более низкой температуре, нагрева промежуточного слоя () и небольшом удельном расходе jpeareHTa (50 г/т).

Таким образ, предлагаемые системы позволяют интенсифицировать процесс подготовки нефтей с повы- . шенным содержанием механических примесей, добиваться получения нефти и воды на установках подготовки нефти с уровнями качества, удовлетворяющими требованиям, предъявляекшми потребителями, сократить потери нефти, предотвратить зг1грязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, включающая скВажины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды, трехпродуктовый мультигидроциклон, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса очист ки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращения потерь нефти, охраны окружакнцей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, установка снаежена трубопроводами вывода промежуточного слоя из отстойников и электродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона. . i 2. Установка по п. 1, отли(П чающаяся тем, что вход мультигидроциклона соединен с линией рециркуляции дренажной воды. СО 00 4