Способ транспортировки углеводородов на большие расстояния из первого пункта на шельфовом источнике и система для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F17D1/00 E21B43/00 

Изобретение касается транспорта углеводородов на большие расстояния от шель- фового месторождения.

Целью изобретения является снижение затрат на транспорт за счет использования способности нефти с низким содержанием газа абсорбировать газ в зависимости от температуры и давления.

Существо способа состоит в возращении на платформупредварительно обработанной продукции щельфового источника вне платформы во втором пункте, при этом во втором пункте из жидкого углеводорода отделяют абсорбированный газ, а полученный продукт в виде жидкого углеводорода с низким содержанием газа на платформе приводят в контакт с продукцией шельфово- го источника в виде насыщенного газом жидкого углеводорода и свободного газа и

подают во второй пункт. Причем объем жидкого углеводорода с низким содержанием газа берут достаточным для абсорбции им всего выделяющегося газообразного углеводорода.

Система для транспортировки углеводородов отличается тем, что блок первичной подготовки выполнен в виде абсорбционной камеры, а блок обработки - в виде сепаратора, при этом трубопровод соединен с жидкостной частью сепаратора и с абсорбционной камерой, а дополнительный трубопровод соединен с выходом сепаратора и входом абсорбционной камеры через средство для создания давления жидкости в виде насоса.

Способ предусматривает создание насосом высокого давления жидкого углеводорода с низким содержа-нием газа,

00

о

00

о

ON 43

СА)

действующего в качестве абсорбента газообразного углеводорода, подачу поД высоким давлением жидкого углеводорода с низким содержанием газа по трубопроводу в абсорбционную камеру, находящуюся вблизи углеводородного шельфового источника, подачу в указанную абсорбционную камеру насыщенного газом жидкого углеводорода, извлекаемого из углеводородного коллектора. Обьем подаваемого в абсорбционную камеру жидкого углеводорода с низким содержанием газа должен быть достаточным для абсорбции им всего освобождающегося из насыщенного газом жидкого углеводорода газа. Жидкий углеводород с абсорбционным газообразным углеводородом из абсорбционной камеры по трубопроводу подается в сепараторную установку, где газообразный углеводород отделяется от жидкого углеводорода, в результате чего получается жидкий углеводород с низким содержанием газа. Часть полученного таким образом углеводорода с низким содержанием газа возвращается к насосу высокого давления и используется в процессе абсорбции повторно.

На фиг. 1 изображена схема установки; на фиг. 2 и 3 - конструкция абсорбционной камеры; на фиг. 4 - кривая зависимости абсорбции газа от давления .

На фиг. 1 нефтеносный коллектор 1 находится ниже морского дна 2. На участке трубы 3 от нефтеносного коллектора 1 установлена задвижка 4. Выход задвижки 4 трубопроводом 5 соединен с абсорбционной камерой 6, которую предпочтительно размещать на морском дне. Абсорбционная камера б трубопроводом /соединена с береговой обрабатывающей установкой 8. Сепаратор 9 дополнительный (обратным) трубопроводом 10 соединен с абсорбционной камерой 6. Трубопровод 10 оборудован насосом 11 высокого давления.

В качестве примера, допустим, что нефтеносный коллектор 2 удален от берега на 100 км и находится на глубине 150 м. Давление в коллекторе составляет 460 бар. Нефть в коллекторе насыщена газом.

На фиг, 4 графически представлена зависимость абсорбции газа от давления для определенного типа нефти, Из представленной кривой очевидно, что при давлении 460 бар один куб.м. насыщенной газом нефти содержит приблизительно 210 стандартных куб.м. газа на 1 куб. По мере подъема нефти из коллектора к задвижке 4 давление ее падает, например, до 200 бар. На задвижке 4 давление смеси нефти газа падает еще на 130 бар так, что на выходе задвижки давление смеси нефти и газа получается

равным 70 бар. При таком давлении один стандартный куб.м. насыщенной газом нефти содержит 21 стандартный куб.м. газа. Остальной газ, т.е. 210-21 189 стандартных

куб.м. газа на один стандартный куб.м. нефти при давлении 70 бар, присутствует в виде свободного газа, образуя с нефтью двухфазную смесь.

От расположенной на берегу обрабатывающей установки, т.е. от сепаратора 9 нефть с низким содержанием газа насосом 11 высокого давления по дополнительному трубопроводу 10 перекачивается на подводную нефтедобывающую установку, удален

5 ную от берега на 100 км, где она поступает в абсорбционную камеру 6. Насос 11 (или если требуется, несколько насосов) должен быть рассчитан на давление 70 бар, действующее на подводной нефтедобывающей

0 установке. В этой связи необходимо учитывать постепенное опускание трубопровода 10 от берега до глубины 150 м и падение давления нефти с низким содержанием газа в трубопроводе 10.

5При давлении 70 бар один стандартный куб.м. нефти может адсорбировать 21 стандартный куб.м. газа. Таким образом, в рассматриваемом случае для поглощения газа, освобождающегося из одного стандартного

0 куб.м. извлекаемой из коллектора 1 нефти после задвижки 4, необходимо 189:21 9 стандартных куб.м. нефти с низким содержанием газа, возвращенной с береговой обрабатывающей установки. Таким образом,

5 если количество подаваемой с берега нефти с низким содержанием газа в 10 раз превышает количество извлекаемой из коллектора 2 нефти, весь находящийся в смеси с нефтью газ будет абсорбироваться и по тру0 бопроводу 7 на береговую обрабатывающую установку 8 будет поступать нефть без примеси свободного таза, т.е. однородная жидкость.

Идущий к берегу трубопровод 7 посте5 пенно поднимается, в результате чего давление транспортируемой по этому трубопроводу нефти снижается и из нее вновь начинает освобождаться газ и соответственно вновь возникают проблемы

0 транспортировки двухфазной текучей среды. Для исключения этих проблем необходимо увеличивать количество подаваемой с берега по трубопроводу 10 нефти с низким содержанием газа, так как в этом случае

5 обеспечивается сохранение способности нефти удерживать газ в растворенном состоянии до ее прибытия на береговую обрабатывающую установку 8 после прохождения по трубопроводу 7 длиной 100км.

Потери на трение в трубопроводах можно оценить величиной давления 26.5 бар. Поскольку идущий к берегу трубопровод поднимается на 150 м. падение давления за счет этого перепада высот составляет при- 5 близительно 13,5 бар. Поскольку давление нефти на подводной обрабатывающей установке составляет в рассматриваемом примере. 70 бар, а общее снижение давления на трубопроводе 7 составляет 40 бар, давление 10 нефти в трубопроводе 7 на берегу будет составлять 30 бар. При этом давлении один стандартный куб.м. нефти может удерживать в растворенном состоянии только 10 стандартных куб.м. газа. Таким образом, в 15 рассматриваемом случае необходимо, чтобы количество возвращаемой с берега нефти с низким содержанием газа в 20 раз превышало количество извлекаемой из коллектора 1 нефти, так как это обеспечивает 20 абсорбцию всего освобождающегося из добываемой нефти газа и транспортировка нефти по трубопроводу 7 к берегу будет происходить без падения давления в трубопроводе и, следовательно, без освобож- 25 дения из нефти растворенного в ней газа.

Трубопроводы 7 и 10 имеют одинаковый диаметр и соединены с абсорбционной камерой б, имеющей такой же внутренний диаметр. Коллектор 12 распределяет нефть и 30 раздобываемой смеси нефти и газа по всему объему абсорбционной камеры, обеспечивая максимальную эффективность процесса абсорбции.

Из сепаратора 9 отделенный от жидкого 35 углеводорода газообразный углеводород даляется по трубопроводу 13., а жидкий углеводород с низким содержанием газа - по трубопроводу 14. Удаление газообразного и жидкого углеводорода производится так, 40 чтобы баланс работы установки не нарушаля.

Таким образом, нефть с низким содержанием газа действует в качестве абсорбена в трубопроводах, идущих от берега к 45 подводной нефтедобывающей установке и братно к береговой обрабатывающей установке. Объем нефти с низким содержанием астворенного-в ней газа в конкретном расматриваемом случае должен -в 20 раз пре- 50 вышать объем извлекаемой из коллектора нефти, В подводной нефтедобывающей усановке смесь нефти и газа, извлекаемая из нефтеносного коллектора 2, вводится в аборбционную камеру, куда также вводится 55 ефть с низким содержанием в ней газа и где последняя полностью абсорбирует освобождающийся из добываемой нефти газ, ак как содержание в ней растворенного газа значительно ниже уровня насыщения.

По мере приближения ненасыщенной газом нефти к береговой обрабатыаающей установке (по трубопроводу 7) она постепенно достигает уровня насыщения растворенным в ней газом.

Если допустить, что производительность нефтеносного коллектора 1 составляет 400 стандартных куб.м. нефти в час, тогда двэдцатикратная подача нефти с низким содержанием газа с береговой установки 8 будет составлять 400x20 8000 стандартных куб.м. в час или 2,2 стандартных куб.м. в секунду. При этих условиях поток нефти по трубопроводу на береговую обрабатывающую установку 8 с учетом 400 стандартных куб.м., извлекаемых из коллектора 2, будет, составлять 2,3 стандартных куб.м. в секун- ДУ

Формула изобретения

1. Способ транспортировки углеводородов на большие расстояния из первого пункта на шельфовом источнике, предусматривающий транспорт углеводородной продукции скважин по одному трубопроводу во второй пункт, причем обработку продукции шельфового источника производят вне платформы во втором пункте, а полученный продукт подают на платформу по отдельному трубопроводу, отличающий- с я . тем, что во втором пункте из жидкого углеводорода отделяют абсорбированный газ, а полученный продукт в виде жидкого углеводорода с низким содержанием газа на платформе вблизи шельфового источника приводят в контакт с его продукцией в виде насыщенного газом жидкого углеводорода и свободного газа и подают во второй пункт, причем объем жидкого углеводорода с низким содержанием газа берут достаточным для абсорбции им всего выделяющегося газообразного углеводорода.

2. Система для транспортировки углеводородов на большие расстояния из первого пункта на шельфовом источнике, содержащая блок первичной подготовки находящийся вблизи шельфового источника и соединенный с ним блок обработки продукции скважин, находящийся на втором пункте вне платформы, трубопровод для транспорта углеводородной продукции и дополнительный трубопровод, отличающаяся тем, что блок первичной подготовки выполнен в виде абсорбционной камеры, а блок обработки - в виде сепаратора, при этом упомянутый трубопровод соединен с жидкостной частью сепаратора и с абсорбционной камерой, а дополнительный трубопровод соединен с выходом сепаратора и

входом абсорбционной камеры через средство для создания давления жидкости в виде насоса.

3. Система по п. 2. отличающаяся тем, что в ней оба трубопровода имеют одинаковый внутренний диаметр.

4 Система по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что абсорбционная камера имеет цилиндрическую форму, ее внутренний диа метр равен внутреннему диаметру указанных трубопроводов, которые соединены между собой посредством упомянутой камеры.

Сущность изобретения: транспортируют углеводородную продукцию скважин по одному трубопроводу во второй пункт. Обработку продукции сильфоннрго источника производят вне платформы во втором пункте. Полученный продукт подают на платформу по отдельному трубопроводу. Во втором пункте из жидкого углеводорода отделяют абсорбированный газ. Полученный продукт в виде жидкого углеводорода с низким содержанием газа на платформе вблизи шель- фового источника приводят в контакт с его продукцией в виде насыщенного газом жидкого углеводорода и свободного газа и подают во второй пункт, Объем жидкого углеводорбда с низким содержанием газа берут достаточным для абсорбции им всего выделяющегося газообразного углеводорода, 2 и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

р 9)8

Г---Р--- - /-----J--lЈm L i.-,-i -- О I

Tt frrSb-&t

/ | - г------------I

7-r-S

:JL:.:Z. u...:.-r..r.

Л

-U

,.- ; -t

Л

Sm3/Sm3

300- 200- 100100 200 300 400 Фиг. 4 /

за u...:.-r..r.

Л

-U-,

--т-л:- / . ox-y

/ 12

.З

bar