Система утилизации вторичных ресурсов при подготовке нефти Советский патент 1992 года по МПК F01K13/00 F02C6/18 

Изобретение относится к нефтедобыва- ющей промышленности, в частности к комплексному использованию вторичных энергетических и материальных ресурсов на нефтепромысловых объектах, содержащих оборудование с газотурбинными приводами. Такими объектами на нефтегазовых месторождениях являются системы промыслового сбора и подготовки нефти, газа и воды.

Известны комбинированные энергосистемы (КЭС), использующие вторичное тепло выхлопных газов входящих в их состав газовых турбин. В целях повышения эффективности использования топлива в этих КЭС, кроме газотурбинной установки, предусмотрен котел-утилизатор, вырабатывающий пар, который используется в различных устройствах, например таких, как паротурбинные установки для привода основного или вспомогательного оборудования. Однако, известные КЭС не обеспечивают использование тепловой энергии выхлопных газов

турбин для технологических нужд нефтепромыслов.

Известны герметизированные системы промыслового сбора и транспортирования нефти, газа и воды, в которых продукция добывающих скважин, содержащая нефть, газ и воду поступает на дожимную насосную станцию (ДНС), где происходит отделение нефти от газа, а на поздней стадии разработки - и от воды.

Газ с ДНС по газопроводу под собственным давлением поступает на установку подготовки нефти (УПН) и далее на газоперерабатывающий завод, а частично дегазированная нефть - на УПН, где происходит вторая и третья ступени сепарации нефти от газа, а также обессоливанив и обезвоживание нефти. Дренажная вода (пластовая + пресная для обессоливания), отделившаяся от нефти, на УПН, подается на установку очистки воды (УОВ) или, что одно и то же, на установку подготовки воды (УПВ), из которой насосами по водоводам перекачивается к кустовым насосным станциям (КНС) и даvj

IS

vi

g

лее, под давлением 15-20 МПэ. по водоводам в нагнетательные скважины для поддержания пластового давления.

Для крупных нефтяных месторождений Западной Сибири ДНС, УПН, УПВ и КНС обычно совмещены на одной площадке, получившей название комплексного сборного пункта (КСП) нефти, газа и воды. При реализации на месторождении газлифтно- го способа эксплуатации скважин (комп- рессорный газлифт) или отдаленности потребителей газа, известная система промыслового сбора подготовки и транспорта нефти, газа и воды на КСП дополняется промысловой компрессорной станцией (КС), со- ответственно газлифтной или транспорта газа, на которую подается газ первой ступени сепарации, сжимается до давлений соответственно 11,0 или 4,0 МПэ и. соответственно, подается на газлифтные скважины либо транспортируется отдаленному потребителю. В частности такая система, дополненная промысловой газлифтной компрессорной станцией с газотурбинными приводами компрессоров, реализована на КСП-16 Самотлорского месторождения нефти. Схема КС предусматривает возможность утилизации тепла выхлопных газов компрессоров за счет применения на выхлопе газовых турбин котлов-утилизаторов, где нагревается вода, которая может использоваться для нужд теплоснабжения КСП.

Описанная система подготовки нефти на месторождении эксплуатируемом комп- рессорным газлифтом, включающая комплексный сборный пункт подготовки нефти, газа и воды и промысловую компрессорную станцию с газотурбинными приводами компрессоров и котлами-утилизатора тепла вы- хлопных (дымовых) газов газотурбинных приводов, использующимися для подогрева воды, которая может применяться для нужд теплоснабжения КСП. как альтернатива котельной, принята в качестве прототипа предполагаемого изобретения.

Описанная в прототипе система утилизации вторичных ресурсов тепла имеет существенные недостатки:

во-первых, как показывает практика разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа ввод газлифтных компрессорных станций предусматривается на более поздней стадии разработки месторождения и отстает от сроков ввода системы подготов- ки нефти на 3-5 лет и более, поэтому строи- тельство котельной, как источника теплоснабжения необходимо,

во-вторых, работа промысловых компрессорных станций характерна возможными остановками, связанными как с перебоями в работе оборудования, так и с качеством подаваемого для компримирования газа, а перебои в теплоснабжении КСП в зимнее время даже на короткое время могут привести к крупной аварии и остановке нефтепромысла. Поэтому использование описанной системы возможно только как альтернативного источника тепла, наряду с основным - котельной.

Одним из важных технологических процессов на нефтепромыслах является ремонт скважин. При подготовке к ремонту скважины останавливаются и заглушаются. Глушение скважин производят утяжеленной жидкостью, которую заливают в ствол скважины для компенсации пластового давления.

Традиционным видом утяжеленной жидкости являются растворы хлоридов NaCI, CaCl2 в воде. Такую жидкость В усло- виях нефтепромысла готовят на специальных установках (растворных узлах), где привозную соль растворяют в воде в специальных аппаратах, и развозят в цистернах по скважинам, подлежащим ремонту.

В горно-геологических условиях месторождений Западной Сибири используют жидкости для глушения скважин плотностью 1,16-1,2 кг/л. Основной компонент раствора - соль, поставляемая из мест е.е естественного образования и добычи. Это определяет высокий уровень, эксплуатационных затрат и, естественно, высокую себестоимость раствора.

Пластовая вода, добываемая совместно с нефтью из скважин и отделяемая на КСП, содержит в своем составе соли, необходимые для приготовления утяжеленной жидкости в количестве, зависящем от геологической структуры месторождения (для месторождений Западной Сибири минерализация пластовой воды составляет в среднем 12-14 г/л, что соответствует плотности воды 1,010-1,015 кг/л). Количество пластовой воды, отделяемой от нефти при подготовке на КСП в период эксплуатации месторождения, соответствующий сроку ввода промысловой газлифтной компрессорной станции может составлять 50-70% и более от общего количества добываемой жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности использования вторичных энергетических и материальных ресурсов в системах подготовки нефти, газа и воды, снижение эксплуатационных затрат на добычу нефти и повышение эксплуатационной надежности нефтепромысла. Указанная цель достигается тем, что промысловая

компрессорная станция с газотурбинными приводами компрессоров дополнительно снабжена накопителем утяжеленной жидкости, теплообменником-регенератором и испарителем с входом и двумя выходами по нагреваемой среде, при этом установка подготовки нефти на КСП выполнена с дополнительным входом, а котел-утилизатор газотурбинного привода подключен к испарителю, вход по нагреваемой среде, и выход которого через теплообменник-регенератор подключены соответственно к выходу по воде после ее очистки и дополнительному входу установки подготовки нефти, а выход по утяжеленной жидкости - к накопителю.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой системы утилизации вторичных ресурсов при подготовке нефти.

Система утилизации вторичных ресурсов при подготовке нефти состоит из газотурбинного привода компрессорного агрегата 1, на выходе которого установлен котел-утилизатор 2, подключенный к испарителю 3, теплообменника-регенератора 4, служащего для преобразования вторичного пара в дистиллят, накопителя утяжеленной жидкости 5. с которого производится раздача утяжеленной жидкости для транспортировки на ремонтируемые скважины, комплексного сборного пункта (КСП) 6, имеющего в своем составе. УПН, где происходит обезвоживание и обессоливание нефти, являющуюся основным потребителем дистиллята и источником минерализованной пластовой воды, часть которой, пройдя очистку на УПВ (также входящую в состав КСП), является сырьем для получения утяжеленной жидкости, и ДНС, являющуюся источником газа для компрессорных агрегатов промысловой компрессорной.

Пар, вырабатываемый котлом-утилизатором 2, подается в нагревательную секцию испарителя 3, нагревая и испаряя поступающую в УПВ КСП 6 минерализованную воду. При этом плотность воды повышается от значения 1,01-1,015 кг/л (средняя степень минерализации на месторождениях Западной Сибири), до значения 1,16-1,2 кг/л. В результате конденсации пара вторичного вскипания поступающего из испарителя в теплообменник-регенератор 4 в последнем образуется дистиллят, подающийся на технологические нужды КСП, где используется для обессоливания нефти на УП Н, приготовления растворов химреагентов, подпитки котельной, заправки передвижных парогенераторов и другие нужды промысла. Одновременно, в результате рекуперации тепла конденсации происходит подогрев воды, подающейся в испаритель. Регулирование необходимой концентрации упаренного раствора осуществляется изменением его количества, выходящего из испарителя, либо изменением расхода пара, подаваемого в испаритель из котла-утилизатора. Получаемая путем упаривания минерализованной воды в испарителе 3 утяжеленная жидкость плотностью 1,16-1,20 кг/л поступает в накопитель 5, откуда автоцистернами развозится на скважины, подлежащие ремонту.

Практическая реализация предлагаемая устройства при комплексном использовании вторичных ресурсов при подготовке нефти позволяет:

решить проблему обеспечения утяжеленной жидкостью нужд промысла за счет использования местного сырья (пластовой воды);

повысить качество продукции (товарной нефти) за счет использования побочного

продукта (в нашем случае дистиллята) в технологических процессах промысла, таких как, обессоливание нефти, подготовка растворов химических реагентов, применяемых в технологии добычи и транспорта

нефти и т.д;

повысить эффективность использования топлива ГТП. снизить эксплуатационные затраты на добычу нефти.

Формула изобретения

Система утилизации вторичных ресурсов при подготовке нефти преимущественно на комплексных сборных пунктах нефтепромыслов, включающая установку подготовки нефти, газа и воды с выходами

по воде и газу, причем последний подключен к компрессору с газотурбинным приводом промысловой компрессорной станции, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, она дополнительно снабжена накопителем утяжелен ной жидкости, теплообменником-регенератором и испарителем с входом и двумя выходами по нагреваемой среде, при этом установка подготовки нефти, газа и воды

выполнена с дополнительным входом, а газотурбинный привод выполнен с котлом- утилизатором, подключенным к испарителю, вход по нагреваемой среде и выход по пару которого через теплообменник-регенератор подключены соответственно к выходу по воде и дополнительному входу установки подготовки нефти, газа и воды, а выход по утяжеленной жидкости - к накопителю.

Использование: для подготовки нефти преимущественно на комплексном сборном пункте нефти нефтепромысла. Сущность изобретения: система утилизации вторичных ресурсов при подготовке нефти содержит испарительную установку, связанную с конденсатором вторичного пара и соединенную с установкой подготовки нефти, при этом газотурбинный привод выполнен с котлом-утилизатором, связанным с испарительной установкой. 1 ил.