Установка для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий Советский патент 1992 года по МПК B01D17/04 

VJ о

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах в частности к установкам для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий Целью изобретения является повышение эффективности процесса обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий. Установка содержит первую ступень сепарации газа 1 вторую ступень сепарации газа 2 трубопроводы 3 резервуар 4 для предварительного сброса пластовой воды с устройством 5 для скоростного ввода эмульсии в водную зону и механической обработки с перфорированной трубой 6, насосы 12 и 13 для подачи промежуточных эмульсионных слоев, насосы 14 и 15 для перекачки предварительно обеззожепной и товарной нефти соответственно печь 16, трубчатые каплеобраззвэтели 17 и 18, отстойники 19 и 20, устройства 21 и 22 длч ввода пресной промывочной воды технологический трубопровод 23, допопнительнич технологический резервуар 24 с устроив вом 25, резервуар 27 для товарной нефти узел учета 29 товарной нефти, резервуар 29 для очистки сточной воды насос 31 1 ил 1Л

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах в частности к установкам для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий.

Опыт подготовки нефти на промыслах в последние годы показал, что процессы обезвоживания и обессоливания нефти на установках существенно осложнились. Это связано с увеличением содержания в нефти мелкодиспергированной пластовой воды и механических примесей а также со многими физико-химическими явлениями происходящими при добыче и сборе продукции скважин в условиях применения различных химических реагентов Для повышения нефтеотдачи пластов осуществляется обработка скважин кислотами, гидрофобными эмульсионными растворами и др , используются интенсификаторы добычи нефти, реагенты для борьбы с отложениями парафина и солей в трубопроводах систем сбора, применяются различные ингибиторы коррозии Во всех этих случаях вымываются грязевые отложения, накапливающиеся в трубопроводах, и образуются высоковязкие желеобразные массы в продукции скважин Проблема подготовки нефти еще более усугубляется в связи с повышением количественного содержания различных механических примесей и супьфида железа в про00

VJ

дукции скважин. Сульфид железа вместе с другими природными эмульгаторами, грязевыми отложениями и механическими при- месями поступает в резервуары и отстойные аппараты. Комплекс этих включений накапливается в технологическом оборудовании и образует плотный промежуточный эмульсионный слой, препятствующий процессу оседания капель воды. По этой причине объекты подготовки нефти часто выходят из нормального технологического режима работы, что приводит к сдаче товарной нефти низкого качества. Нефтяные эмульсии такого типа являются эмульсиями с осложненными реологическими свойствами. С целью поддержания нормального технологического режима работы на установках подготовки нефти обычно из технологических аппаратов периодически или постоянно промежуточные эмульсионные слои сбрасываются в нефтеловушки или в специально выделяемые для этой цепи емкости, где они хранятся как отходы производства. Все это ведет к уменьшению объемов сдачи товарной нефти.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является установка для обработки промежуточных эмульсионных слоев и ловушечной нефти. Установка включает сырьевой резервуар с устройством для механической обработки эмульсии путем ввода ее в нефтяную зону, нагреватель нефти, электродегидратор и отстойники для обезвоживания и обессоливания нефти, резервуары товарной нефти, трубопровод возврата теплой дренажной воды, систему трубопроводов, соединяющую верхнюю нефтяную зону сырьевого резервуара с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, аппараты для очистки сточной воды, насосы для подачи нефти и дедмульгатора.

Данная установка не обеспечивает эффективного разрушения стойкой нефтяной эмульсии ввиду отсутствия процесса многократной механической обработки накапливающегося в технологических резервуарах и отстойных аппаратах стойких промежуточных эмульсионных слоев. По этой причине при обработке стойкой нефтяной эмульсии (вязкость при 20°С 1764 ест, плотность 941 Kr/MJ, обводненность нефти 65%, содержание механических примесей 1,2% и сульфида железа 61 мг/л, размеры капель пластовой воды 1...30 мкм), остаточное содержание воды в подготовленной нефти составляло не менее 1,0% и солей 1736 мг/л. Температура процесса 80°С, удельный расход композиции реагентов составляет: ди- солван 4411 (300 г/т), сульфанола (850 г/т) и

легкого бензинового дистиллята (50 г/т). Товарная нефть с таким качеством сдается со штрафами по 90 коп за 1 т нефти в соответствии с ГОСТ 9965-76.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий.

Для этого установка включает ступени сепарации газа, резервуар для предвари0 тельного сброса пластовой воды с устройством для механического разрушения эмульсии, устройство для ввода деэмульга- тора и пресной промывочной воды, печь для нагрева нефти, отстойники ступеней обез5 воживания и обессоливания нефти, трубчатые каплеобразователи, резервуары товарной нефти и для очистки сточных вод. трубопровод возврата теплой дренажной воды в голову технологического процесса,

0 систему рециркуляции, насосы для подачи нефти и воды.

Резервуар для предварительного сброса пластовой воды снабжен системой рециркуляции, соединяющей через

5 посредство насоса зону промежуточного эмульсионного слоя с трубопроводом подачи промысловой эмульсии. Установка снабжена дополнительным технологическим резервуаром с устройством для механиче0 ского разрушения эмульсии, установленным после отстойников ступени обессоливания нефти, верхняя часть которых соединена с зоной расположения промежуточного эмульсионного слоя

5 дополнительного технологического резервуара, причем нефтяная зона последнего связана с резервуаром товарной нефти, а водяная - с резервуаром очистки сточных вод, а зоны расположения промежуточных

0 эмульсионных слоев отстойников ступени обезвоживания и обессоливания нефти и резервуара очистки сточных вод через посредство насоса соединены с трубопроводом подачи промысловой эмульсии.

5На чертеже представлена принципиальная технологическая схема установки.

Она состоит из первой ступени сепарации газа 1, второй ступени сепарации газа 2. трубопровода 3 для ввода промысловой

0 эмульсии, резервуара 4 для предварительного сброса пластовой воды с устройством 5 для скоростного ввода эмульсии в водную зону и механической обработки с перфорированной трубой 6 для отвода промежуточ5 ного эмульсионного слоя, устройств 7-11 для подачи деэмульгаторов, насосов 12 и 13 для подачи промежуточных эмульсионных слоев, насосов 14 и 15 для перекачки предварительно обезвоженной и товарной нефти соответственно, печи 16 для нагрева

эмульсии, трубчатых каплеобразователей 17 и 18, отстойников 19 и 20 для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти соответственно, устройств 21 и 22 для ввода пресной промывочной воды, технологического трубопровода 23 для вывода предварительно обессоленной нефти из отстойников 20, дополнительного технологического резервуара 24 с устройством 25 для скоростного ввода и механической обработки предварительно обессоленной нефти, трубопровода 26 для перевода нефти из резервуара 24 в резервуар 27 для товарной нефти, узла учета 28 товарной нефти, резервуара 29 для очистки сточных вод, трубопровода 30 для перевода сточной воды из резервуара 24 в резервуар 29, насоса 31 для откачки очищенных сточных вод в систему поддержания пластового давления, трубопровода 32 для перевода сточной воды из резервуара 4 в резервуар 29, трубопровода 33 для ввода теплой дренажной воды на прием насоса 12, технологического трубопровода 34 для ввода промежуточного эмульсионного слоя из резервуара 4 в трубопровод 3 промысловой эмульсии технологического трубопровода 35 для ввода промежуточных эмульсионных слоев из отстойников 19 и 20 и резервуара 29 в трубопровод 3 промысловой эмульсии.

Установка работает следующим образом.

В высоковязкую стойкую к разрушению нефтяную эмульсию (вязкость 2165 ест и плотность 958 кг/м3 при 20°С, обводненность нефти 58%, содержание механических примесей 1,4% и сульфида железа 150 мг/л, размеры капель пластовой воды 1 ...20 мкм) с помощью дозировочного устройства 7 в систему сбора продукции скважин вводится деэмульгатор дисолван 4411 из расчета 120 г/т нефти. Предварительно разрушенная эмульсия поступает в сепараторы 1 первой ступени.сепарации, затем 2 ступень сепарации, откуда отделившийся от нефти газ направляется на компрессорные станции, а нефтяная эмульсия в количестве 8000 т/сут по трубопроводу 3 через сопла устройства 5 скоростными струями вращательным движением вводится в водную зону 36 резервуара 4 объемом 5000 м . При этом под действием центробежной силы осуществляется дополнительное механическое разрушение вводимой эмульсии, интенсифицируется процесс отделения воды и механических примесей от нефти и их оседание на дно резервуара 4. Образующийся з резервуаре 4 стойкий промежуточный эмульсионный слой 37 в количестве 15 м3/ч HeiipepbiBHo вместе с введенной с помощью

дозировочного устройства 10 композицией реагентов, состоящей из деэмульгатора дисолван 4411 (150 г/т нефти) и сульфанола (450 г/т нефти) и теплой дренажной воды 33

в количестве около 30 м /ч, сбрасываемой из отстойников 19 ступени обезвоживания нефти и отстойников 20 ступени обессоливания нефти, насосом 12 по технологическому трубопроводу 34 вводится в трубопровод

0 3 и вместе с промысловой эмульсией подается в резервуар 4. При этом за счет скоростного ввода смеси этих эмульсий через сопла путем вращательного движения и создания эффекта центробежной силы осуще5 ствляется возмущение промежуточного слоя и механическое разрушение вводимой эмульсии, интенсифицируется процесс отделения капель воды и механических примесей от нефти и их оседание на дно

0 резервуара 4. Процесс рециркуляции промежуточного эмульсионного слоя 37 в зависимости от интенсивности процесса накопления его в резервуаре 4 осуществляется или непрерывно или периодически.

5Предварительно обезвоженная нефть в

количестве 150 м /ч с содержанием остаточной воды не более 5% из верхней зоны резервуара 4 вместе с дополнительно введенным с помощью дозировочного уст0 ройства 8 легким бензиновым дистиллятом в количестве 20 г/т нефти насосом 14 подается в печь 16 (типа ПТБ-10 конструкция КБ объединения Саратовнефтегаз), где нагревается до 80°С. Нагретая нефтяная

5 эмульсия вводится в двухсекционный трубчатый каплеобразователь 17, где осуществляются массообменные процессы и укрупнение капель воды ( Rei 30000, время движения 1,5 мин; Re - 10000, время движе- 0 ния 3 мин). Обработанная в каплеобразова- теле эмульсия вводится в отстойники 19, где осуществляется разделение эмульсии на глубоко обезвоженную нефть и воду при времени отстоя не менее 2 ч. Глубоко обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды в пределах 0,3...0,8% вместе с введенной с помощью устройства 21 пресной промывочной водой в количестве 5% от объема нефти, нагретой до температуры 50°С, поступает в односекционный трубчатый капле- образователь 18, где осуществляется слияние соленых капель пластовой воды с каплями пресной промывочной воды и их укрупнение (Re 35000, время движения, 2,5

мин). Обработанная в каплеобразователе пресной промывочной водой нефть вводится в отстойники 20, где при времени отстоя не менее 2 ч осуществляется разделение нефти на предварительно обессоленную

5

0

нефть и воду. Отделившаяся от нефти теплая дренажная вода из отстойника 19 и 20 по трубопроводу 33 направляется на прием насоса 12.

Предварительно обессоленная нефть с содержанием воды не более 1% и солей 150-350 мг/л вместе с дополнительно введенной пресной промывочной водой 22 в количестве 2% и деэмульгатором дисолван 4411 из расчета 50 г/т нефти из технологического трубопровода 23, где осуществляются массообменные процессы, через сопла устройства 25 скоростными струями вращательным движением вводится в промежуточный слой 39 выше уровня раздела фаз нефть-вода дополнительного технологического резервуара 24. При этом под действием центробежной силы осуществляется дополнительное механическое разрушение эмульсии, интенсифицируется процесс обработки деэмульгатором и пресной промывочной водой, отделение соленых капель воды и механических примесей от нефти и их осаждение на дно резервуара 24. Необходимое время обработки эмульсии не менее 20 ч. Необходимость дополнительного технологического резервуара 24 связана со сложностью физико-химических и реологических свойств эмульсий. Обессоленная нефть 40 из верхней зоны резервуара 24 по трубопроводу 26 поступает в резервуар 27 товарной нефти, откуда нефть с содержанием воды не более 0,5% и солей 40...100 мг/л насосом 15 через узел учета 28 сдается неф- тепроводному управлению. Сдаваемая товарная нефть по качеству соответствует высшей и первой группам ГОСТа 9965-76.

Накапливающиеся стойкие промежуточные эмульсионные слои из отстойников 19 и 20 и загрязненный механическими примесями нефтяной фильтрующий слой из резервуара 29 в количестве 10 м3/ч вместе с введенной композицией реагентов, состоящей из дисолвана 4411 (150 г/т нефти) и сульфанола (350 г/т нефти), насосом 13 по технологическому трубопроводу 35, где осуществляются массообменные процессы, подаются в трубопровод 3 промысловой эмульсии, по которому вводятся в технологический резервуар 4 для механической обработки.

Сбрасываемая из технологических резервуаров 4 и 24 дренажная вода 41 по трубопроводам 30 и 32 через фильтрующий нефтяной слой 42 поступает в резервуар 29, где осуществляется очистка сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей за счет их перехода в объем нефтяной фазы. Очищенные сточные воды 43 насосом 31

направляются в систему поддержания пластового давления.

Удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 в пересчете на весь объем подго- тавливаемой нефти на установке составляет 220 г/т, сульфанола - 150 г/т и легкого бензинового дистиллята - 20 г/т нефти.

Установка была испытана в НГДУ Джа- лильнефть ПО Татнефть. 0Применение предлагаемой установки

позволяет:

-снизить удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 с 300 г/т (прототип) до 220 г/т;

5 - снизить удельный расход сульфанола с 850 г/т (прототип) до 150 г/т;

-снизить удельный расход легкого бензинового дистиллята с 50 л/т (прототип) до 20 л/т;

0- снизить содержание воды в товарной

нефти с 1,0% (прототип) до 0,5%;

-снизить содержание солей в товарной нефти с 1736 мг/л (прототип) до 40-100 мг/л;

5- получить экономический эффект за

счет ликвидации штрафов за сдачу качественной товарной нефти в сумме около 1,0 млн.руб в год при производительности установки 1,2 млн.т/год по нефти.

0Формула изобретения

Установка для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий, включающая ступени сепарации газа, резервуар для предварительного сброса пластовой воды с

5 устройством для механического разрушения эмульсии, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, печь для нагрева нефти, отстойники ступеней обезвоживания и обессоливания нефти,

0 трубчатые каплеобразователи, резервуары для товарной нефти и очистки сточных вод трубопровод возврата теплой дренажной воды в голову технологического процесса, насосы для подачи нефти и воды, о т л и ч а5 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, резервуар для предварительного сброса пластовой воды снабжен системой рециркуляции, соединяющей через насос зону промежуточного

0 эмульсионного слоя с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, установка снабжена дополнительным технологическим резервуаром с устройством для механического разрушения эмульсии, установлен5 ным после отстойников ступени обессоливания нефти, верхняя часть которых соединена с зоной расположения промежуточного эмульсионного слоя дополнительного технологического резервуара, причем нефтяная зона последнего

связана с резервуаром товарной нефти, а водяная - с резервуаром очистки сточных вод, а зоны расположения промежуточных эмульсионных слоев отстойников ступеней

37

обезвоживания и обессоливания нефти и резервуара очистки сточных вод с помощью насоса соединены с трубопроводом подачи промысловой эмульсии.