Способ снижения коррозионной агрессивности сернистых нефтей Советский патент 1992 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к разработке месторождений.

Известен способ разработки высокосернистых нефтей путем закачки воды.

Недостатком данного способа является то, что вода неполностью вытесняет нефть, а содержащиеся в воде ионы железа взаимодействуют с сернистыми соединениями, образуя осадки, закупоривающие поры пласта; высокая агрессивность добываемой продукции требует наличия коррозионно- стойкого оборудования.

Известен также способ нейтрализации сероводорода и его соединений в буровых растворах на углеводородной основе с помощью окиси цинка и гидрата окиси кальция Са(ОН)2.

Недостатком данного способа является то, что в результате реакции сероводорода с этими реагентами происходит образование твердых соединений, нерастворимых в воде и нефти. Эти вещества при использовании их при разработке месторождения

могут осложнить добычу, транспорт и переработку добываемой нефти.

Цель изобретения - снижение коррозионной агрессивности добываемой продукции и уменьшение материальных затрат при добыче, транспорте, подготовке и переработке сернистых нефтей,

Поставленная цель достигается тем, что поддерживается пластовое давление в условиях разработки сернистых нефтей и производится химическая нейтрализация агрессивных компонентов с образованием свободной воды в виде побочного продукта, причем для снижения коррозионной агрессивности скважинных флюидов разработку месторождения производят закачкой газа, а химическую нейтрализацию агрессивных компонентов скважинных флюидов производят гидроочисткой путем размещения катализатора внутри трубной колонны и подачи водовода в затрубное пространство по дополнительной трубной колонне. Отделение сероводорода от нефти производят после подъема ее на поверхность снижени(Л

4

ем давления до величины ниже критической для сероводорода.

Применение данного способа позволит снизить коррозионную агрессивность добываемой продукции, уменьшить затраты на коррозионностойкие материалы и реагенты для защиты от коррозии, удешевить затраты на подготовку, транспорт и переработку нефти и газа. При этом сероводород переходит в газообразное состояние. Обессернен- ная нефть подается на установки подготовки нефти.

Способ осуществляется следующим образом.

Нефтяное месторождение разрабатывается в основном с поддержанием пластового давления путем закачки газа (так как в случае заводнения пластов железо, содержащееся в воде, вступает в реакцию с сероводородом, образуя сульфиды железа, которые в свою очередь закупоривают поры пласта).

Эксплуатационные скважины с горизонтальным хвостовиком размещаются в нижней зоне нефтеносности.

На чертеже показана компоновка оборудования при добыче высокосернистой нефти.

Нефтяная скважина 1 с горизонтальным хвостовиком 2 располагается в нижней зоне нефтесодержащей породы 3. Нефтяная скважина имеет обсадную колонну 4, кондуктор 5, насосно-компрессорные трубы (НКТ) 6 для подачи водорода, НКТ с катализатором 7 для гидроочистки добываемой нефти 8, соединительный узел 9 с обратным клапаном и расходомером 10. Добываемая нефть 8 направляется последовательно в сепараторы 11 ,где происходит отделение на нефть 12 и сероводородсодержащий газ 13. Водород 14 вырабатывается на установке 15 для получения водорода и закачивается с помощью компрессорной станции 16. С помощью регулирующего клапана 17 поддерживается необходимое соотношение между нефтью 8 и водородом 14. Данные с расходомера 10 и расходомера 18 водорода поступают в прибор 19, где вырабатывается сигнал длят воздействия на регулирующей клапан 17. Для восстановления активности катализатора 7 используется газовоздушная смесь 20 и инертный газ 21. Для контро- ля расхода этих компонентов устанавливается расходомер 22. Регулирующий клапан 17 служит для поддержания оптимального соотношения между добываемой нефтью 8 и водородом 14.

Регулировка осуществляется следующим образом. Сигнал с расходомеров 10 и 18 поступает на вторичный прибор 19, затем

с прибора 19 управляющий сигнал подается на регулирующий клапан 17.

Все оборудование, соприкасающееся с сернистой нефтью, изготавливается из коррозионностойкой стали. Катализатор 7 содержит 2-4 мас.% СоО и 9-15 мас.% МоОз на окиси алюминия, общее содержание (Со + Мо) на окиси алюминия составляет 8-13 мас.%. Возможна замена Со на NI.

0 Такой состав обеспечивает наиболее полное удаление высокомолекулярных азот- и серосодержащих соединений. Катализатор 7 в виде гранул засыпают внутрь НКТ, Водород 14 можно получить путем электролиза

5 воды в щелочной среде.

Для сжатия водорода возможно использовать компрессор марки 6М40-320/320. Давление водорода 300-320 атм.

Регенерация катализатора 7 осуществля0 ется следующим образом: система промы- вается водородом 14, затем заполняется инертным газом 21, регенерация производится газовоздушной смесью при 400- 550°С. Продукты реакции закачиваются в

5 пласт, т.е. регенерация производится противотоком. Принцип работы расходомера 10 основан на использовании эффекта флуктуации плотности нефтегазоводяной смеси с применением радиоизотопного устройст0 ва типа Пульсар. Соотношение между водородом и нефтью устанавливается лабораторным путем. Для определения серы, сероводорода и сернистых соединений проводят фильтрование давления пробы

5 пластовой нефти до полного отделения сероводорода и определение общего содержания сернистых соединений одним из способов (ламповый метод Эшка, ускоренный и т.д.).

0 Пример. Нефтяное месторождение эксплуатируется на газонапорном режиме. Для добычи нефти пробуриваются скважины 1, имеющие горизонтальный хвостовик 2 в нижней зоне нефтеносности. Для получе5 ния водорода 14 сжатия и транспортировки строятся соответствующие установки (15 и 16). В эксплуатационную скважину для добычи нефти и гидрогенизации спускаются насосно-компрессорные трубы с катализа0 тором 7 внутри. Водород подается по за- трубному пространству (в этом случае устанавливается пакер на НКТ) или по дополнительной НКГ 6. Так. например, если соотношение между водородом и сернистой

5 нефтью равно 1:100. то на каждую 1 т добываемой нефти необходимо подать 10 кг водорода. После выхода добываемой продукции на поверхность производится снижение давления ниже критического давления, т.е. ниже 75,4 кг/см2. Нефтяной газ

вместе с сероводородом транспортируется отдельно от нефти. Нефть, свободную от сероводорода и сернистых соединений, транспортируют по трубопроводу из обычной стали. Непрореагировавший водород 14 уходит вместе с газом (отделение водорода от газа возможно, если есть технико-экономическая эффективность).

Регенерация катализатора 7 осуществляется следующим образом: система заполняется инертным газом 21, затем проводится регенерация газовоздушной смесью 20. По окончании регенерации система продувается инертным газом 21. Процесс регенерации осуществляется противотоком, продукты регенерации сбрасываются в пласт.

По мере отработки катализатора 7 производится замена путем спуска новых.

Формула изобретения 1.Способ снижения коррозионной агрессивности сернистых нефтей, включающий поддержание пластового давления в

условиях разработки месторождения и химическую нейтрализацию агрессивных компонентов с образованием свободной воды в виде побочного продукта, отличающий- с я тем, что, с целью снижения коррозионной агрессивности скважинных флюидов, разработку месторождений производят закачкой газа, а химическую нейтрализацию агрессивных компонентов производят гидроочисткой путем размещения катализатора внутри трубной колонны и подачи водорода в затрубное пространство по дополнительной трубной колонне.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что отделение сероводорода от нефти

производят после подъема ее на поверхность снижением давления до величины ниже критической для сероводорода.

Использование1 в нефтегазодобывающей промышленности. Сущность изобретения сернистая нефть непосредственно в эксплуатационной скважине подвергается гидроочистке за счет подачи водорода и наличия катализатора в стволе скважины После подъема нефти на поверхность производится снижение давления ниже критической для сероводорода. При этом сероводород переходит в газообразное состояние 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

(-со