Промысловый збирання та підготовка нафти, газу й води

Промысловый збирання та підготовка нафти, газу та воды

Поступающая з нафтових та газових свердловин продукція технічно нескладне собою відповідно чисті нафта та природний газ. З свердловин разом із нафтою надходять пластова вода, попутний (нафтової) газ, тверді частки механічних домішок (гірських порід, затверділого цемента).

Пластовая вода — це дуже минерализованная середовище із вмістом солей до 300 г/л. Зміст пластовій води не в нафті може становити 80%. Мінеральна вода викликає підвищену коррозионное руйнація труб, резервуарів; тверді частки, вступники з потоком нафти із свердловини, викликають знос трубопроводів і устаткування. Попутний (нафтової) газ використовують як сировину й топливо.

Технически й економічно доцільно нафту перед поданням о магістральний нафтопровід піддавати спеціальної підготовці із її знесолення, зневоднення, дегазації, видалення твердих частиц.

На нафтових промислах найчастіше використовують централізовану схему збирання й підготовки нафти (рис. 18.1). Збір продукції виробляють від групи свердловин на автоматизовані групові замерные установки (АГЗУ). Від кожної свердловини з індивідуального трубопроводу на АГЗУ надходить нафту разом із газом і пластовій водою. На АГЗУ виробляють облік точного кількості котра надходить від транспортування кожної свердловини нафти, і навіть первинну сепарацію для часткового відділення пластовою води, нафтового газу та механічних домішок з наступним спрямуванням від'єднаного газу газопроводу на ГПЗ (газопереробний завод). Частково обезвоженная і лише частково дегазована нафту надходить по сборному коллектору на центральний пункт збору (ЦПС). Зазвичай однією нафтовому родовищі влаштовують один ЦПС. Однак у деяких випадках один ЦПС влаштовують сталася на кілька родовищ із його більш великому родовищі. І тут на окремих родовищах можуть споруджуватись комплексні збірні пункти (КСП), де частково виробляється обробка нафти. На ЦПС зосереджені установки з підготовки нафти та води. На установці по підготовці нафти ведуть у комплексі все технологічні операції з її підготовці. Комплект цього устаткування називається УКПН — установка по комплексної підготовці нефти.

.

Рисунок 18.1.

Схема збирання й підготовки продукції свердловин на нафтовому промысле:

1 — нафтова скважина;

2 — автоматизовані групові замерные установки (АГЗУ);

3 — дожимная насосну станцію (ДНС);

4 — установка очищення пластовою воды;

5 — установка підготовки нефти;

6 — газокомпрессорная станция;

7 — центральний пункт збору нафти, газу та воды;

8 — резервуарний парк Обезвоженная, знесолена і дегазована нафту після завершення остаточного контролю вступає у резервуари товарної нафти і далі на головну насосну станцію магістрального нефтепровода.

Обезвоживание нафти утруднено тим, що нафту й війни вода утворюють стійкі емульсії типу «вода не в нафті «. У цьому вся разі вода диспергирует у нафтовій середовищі на дрібні краплі, створюючи стійку емульсію. Отже, для зневоднення і знесолення нафти необхідно відокремити від нього ці дрібні краплі води та видалити воду з нафти. Для зневоднення і знесолення нафти використовують такі технологічні процеси: гравітаційний відстій нафти, гарячий відстій нафти, термохимические методи, электрообессоливание і электрообезвоживание нафти. Найбільш простий за технологією процес гравітаційного відстою. І тут нафтою заповнюють резервуари і витримують певний час (48 год і більше). Під час витримки відбуваються процеси коагуляції крапель води, більші і досить важкі краплі води під дією сил тяжкості (гравітації) осідають на дно і нагромаджуються як шару подтоварной воды.

Однако гравітаційний процес відстою холодної нафти — нездатний й не дуже ефективний метод зневоднення нафти. Більше ефективний гарячий відстій обводненной нафти, коли з допомогою попереднього нагрівання нафти до температури 50 -70 °С значно облегшуються процеси коагуляції крапель води та пришвидшується зневоднення нафти при відстої. Недоліком гравітаційних методів зневоднення є його мала эффективность.

Более ефективні методи хімічні, термохимические, і навіть электрообезвоживание і знесолювання. При хімічних методах в обводненную нафту вводять спеціальні речовини, звані деэмульгаторами. Як деэмульгаторов використовують ПАР. Їх вводять у склад нафти на невеликих кількостях від 5−10 до 50−60 р на 1 тонн нафти. Найкращі результати показують звані неіоногенні ПАР, які у нафти не розпадаються на аніони і катиони. Це речовини, як дисолваны, сепаролы, дипроксилины та інших. Деэмульгаторы адсорбуються лежить на поверхні розділу фаз «нефть-вода «і витісняють чи заміняють менш поверхнево-активні природні емульгатори, які у рідини. Причому плівка, що настає на поверхні крапель води, неміцна, що зазначає злиття дрібних крапель в великі, тобто. процес коалесценции. Великі краплі вологи легко осідають на дно резервуара. Ефективність і швидкість хімічного зневоднення значно підвищується з допомогою нагріву нафти, тобто. при термохімічних методах, з допомогою зниження в’язкості нафти при нагріванні і полегшення процесу коалесценции крапель води.

Наиболее низька залишкове зміст води характеризується використанні електричних методів зневоднення і знесолення. Электрообезвоживание і электро-обессоливание нафти пов’язані з пропусканием нафти через спеціальні аппараты-электродегидраторы, де нафту проходить між електродами, створюють електричне полі високої напруги (20−30 кВ). На підвищення швидкості электрообезвоживания нафту попередньо підігрівають до температури 50−70°С. При зберіганні такий нафти на резервуарах, при транспортування її трубопроводами, в цистернах по залізниці чи водним шляхом значної частини цих вуглеводнів втрачається з допомогою випаровування. Легкі вуглеводні є ініціаторами інтенсивного випаровування нафти, оскільки вони заманюють і більше важкі углеводороды.

В той час легкі вуглеводні є цінним сировиною і паливом (легкі бензини). Тому перед подачею нафти з її витягають легкі низкокипящие вуглеводні. Ця технологічна операція і називається стабілізацією нафти. Для стабілізації нафти її піддають ректифікації чи гарячої сепарації. Найпростіший і більше широко застосовуваної в промислової підготовці нафти є гаряча сепарація, виконувана на спеціальної стабілізаційної установці. При гарячої сепарації нафту попередньо підігрівають у спеціальних нагревателях і подають у сепаратор, зазвичай горизонтальний. У сепараторе з підігрітої до 40−80°С нафти активно випаровуються легкі вуглеводні, які отсасываются компресором і крізь холодильну встановлення та бензосепаратор направляють у збірний газопровід. У бензосепараторе від легкої фракції додатково відокремлюють з допомогою конденсації важкі углеводороды.

Вода, відокремлена нафти УКПН, надходить на УПВ, розташовану на ЦПС. Особливо дуже багато води відділяють від нафти завершальній стадії експлуатації нафтових родовищ, коли зміст води не в нафті може становити до 80%, тобто. з кожним кубометром нафти витягається 4 м³ води. Шарова вода, відокремлена нафти, містить механічні домішки, краплі нафти, гідрати закису і окису заліза і велика кількість солей. Механічні домішки забивають пори в продуктивних пластах і перешкоджають проникненню води в капілярні канали пластів, отже, призводять до порушення контакту «вода-нефть «в пласті та зниження ефективності підтримки пластового тиску. Цьому сприяють і гідрати окису заліза, які в осад. Солі, які у воді, сприяють корозії трубопроводів і устаткування. Тому стічні води, віддалені від нафти на УКПН, необхідно очистити від механічних домішок, крапель нафти, гідратів окису заліза і солей, і після цього закачувати в продуктивні пласти. Допустимі вмісту у закачиваемой воді механічних домішок, нафти, сполук заліза встановлюють конкретно кожному за нафтового родовища. Задля чистоти стічні води застосовують закриту (герметизированную) систему очистки.

В герметизированной системі переважно використовують три методу: відстій, фільтрування і флотацию. Метод відстою грунтується на гравітаційному поділі твердих частинок механічних домішок, крапель нафти і води. Процес відстою проводять у горизонтальних апаратах — відстійниках чи вертикальних резервуарах-отстойниках. Метод фільтрування грунтується на проходженні забрудненій пластовою води через гидрофобный фільтруючий шар, наприклад через гранули поліетилену. Гранули поліетилену «захоплюють» крапельки нафти й частки механічних домішок та вільно пропускають воду. Метод флотації грунтується на однойменному явище, коли бульбашки повітря, або газу, проходячи через шар забрудненій води знизу вгору, глушаться лежить на поверхні твердих частинок, крапель нафти і сприяють їх всплытию на поверхню. Очищення стічні води здійснюють на установках очищення вод типу УОВ-750, УОВ-1500, УОВ-3000 і УОВ-10 000, мають пропускну спроможність відповідно 750, 1500, 3000 і 10 000 м3/сут. Слід зазначити, що установка УОВ-10 000 складається з трьох установок УОВ-3000. Кожна така установка складається з чотирьох блоків: відстійника, флотації, сепарації і насосного.

Вместе з очищеної пластової водою в продуктивні пласти підтримки пластового тиску закачують прісну воду, отриману з цих двох джерел: підземних (артезіанських свердловин) і відкритих водойм (річок). Ґрунтові води, видобуті з артезіанських свердловин, вирізняються високою ступенем чистоти і порядку у часто не вимагають глибокої очищення перед закачуванням в пласти. У той самий час вода відкритих водойм значно забруднена глинистыми частинками, сполуками заліза, мікроорганізмами і вимагає додаткової очищення. Нині застосовують два виду паркана води з відкритих водойм: подрусловый і щирий. При подрусловом методі воду забирають нижче дна річки — «під руслом ». І тому в заплаві річки пробуривают свердловини глибиною 20−30 м діаметром 300 мм. Ці свердловини обов’язково проходять через шар піщаного грунту. Свердловину зміцнюють обсадними трубами з отворами на спицях і над ними опускають водозабірні труби діаметром 200 мм. У кожній оказії одержують, як б два сполучених судини — «река-скважина », розділених природним фільтром (шаром піщаного грунту). Вода з річки профильтровывается через пісок, і накопичується в свердловині. Притік води із свердловини форсують вакуум-насосом чи водоподъемным насосом і подається на кустовую насосну станцію (КНП). При відкритому методі воду з допомогою насосів першого підйому відкачують з річки й подають на водоочисну станцію, де проходить цикл очищення потрапляє у відстійник. У відстійнику з допомогою реагентов-коагуляторов частки механічних домішок і сполук заліза виводяться в осад. Остаточна очищення води відбувається у фільтрах, де серед фильтрирующих матеріалів використовують чистий пісок чи дрібний уголь.

Все устаткування системи збирання й підготовки нафти та води поставляють в комплектно-блочном виконанні як повністю готових блоків і суперблоков.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.