Установка для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s В 01 D 17/04

Г ОСУДАР СТВЕННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4783214/26 (22) 16.01.90 (46) 15.09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Ф.Ф,Хамидуллин, В.П.Тронов, T,М.Доброскок, А,И.Ширеев и P.Х,Махмудов (56) Совершенствование технологии подготовки продукции скважины в НГДУ "Иркеннефть" Экспресс-информация "Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений", вып. 8, 1988, с.

10 — 14, рис. 2. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ СТОЙКИХ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ (57) Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах. в частности к установкам для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий. Целью изобретения явИзобретение относится к подгoTQBKe 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 ппастовой 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 нефÄÄ5UÄÄ 1761187 Al ляется 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 обезвоженной и товарной нефти соответственно, печь 16, трубчатые каплеобразователи 17 и 18, отстойники 19 и 20, устройства 21 и 22 для ввода пресной промывочной воды, технологический трубопровод 23, дополнительныи технологический резервуар 24 с устрой=твом 25, резервуар 27 для товарной нефти, узел учета 29 товарной нефти, резерву р 29 для очистки сточной воды. НВсОс 31. 1 ил. теотдачи 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 ьымываются грязевые отложения, накапливающиеся в трубопроводах, и образуются высоковязкие жепеобразные массы в продукции скважин.

Проблема подготовки нефти еще более усугубляется в связи с повышением количественного содержания различных механических примесей и сульфида железа в продукции скважин, Сульфид железа вместе с друг ми и ри родн ы ми эмул ь гато рами, грязевыми отложенияMI и механическими примесями поступает в резервуары и о.стойные аппараты. Комплекс этих вклю -;ений накапливаешься в технологическом оборудовании и образует плотный проме»<у очный эмульсионный слой, препя гству,ощий процессу оседания капель воды. По этой причине объекты подготовки нефти часто выходят из нормального технологичеcKol-0 режима работы, что приводит к сдаче товарной нефти низкого качества. Нефтя::- ые эмульсии такого типа являются эмульсиями с осложненными реологическими свсйствами. С целью поддержания нор; ального технологического режима работы на ус" ановках подготовки нефти обычно из технологических аппаратов периодически ли постоянно промежуточные эмульсион,-:.:.е слои сбрасываются в Håôòåëовушки или в специально выделяемые дгя этой цепи емкости, где они хранятся как отходы произвсдстза, Все это ведет к уменьшению обьемов 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 EI нефтяную зону, нагреватель нефти, электродегидратор и отстойники для обезвоживания и обессоливания нефти, резервуары товарной нефти, трубопровод возврата теплой дренажной воды, систему трубопроводов, соединяющую ьерхнюю нефтяную зону сырьевого резервуара с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, аппараты для очистки сточной воды, насосы для подачи нефти и деэмульгатора.

Данная установка не обеспечивает эффективного разрушения стойкой нефтяной эмульсии ввиду отсутствия процесса многократной механической обработки накапливающегося s технологических резервуарах и отстойных аппаратах стойких промежуточных эмульсионных слоев. По этой причине при обработке стойкой нефтяной эмульсии (вязкость при 20 С 1764 сст, плотность 941 кг/м, обводненность нефти 65 p, 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: дисолван 4411 (300 г/т), сульфанола (850 г/т) и

55 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 предварительного сброса пластовой воды с устройством для механического разрушения эмульсии, устройство для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, печь для нагрева нефти, отстойники ступеней обезвоживания и обессоливания нефти, трубчатые каплеобразователи, резервуары товарной нефти и для очистки сточных вод. трубопровод возврата теплой дренажной воды 8 голову технологического процесса, систему рециркуляции, насосы для подачи нефти и воды.

Резервуар для предварительного сброса пластовой воды снабжен системой рециркуляции, соединяющей через посредство насоса зону промежуточного эмульсионного слоя с трубопроводом подачи промысловой эмульсии. Установка снабжена дополнительным технологическим резервуаром с устройством для механического разрушения эмульсии, установленным 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 ступени обезвоживания и обессоливания нефти и резервуара очистки сточных вод через посредство насоса соединены с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, На чертеже представлена принципиальная технологическая схема установки.

Она состоит из первой ступени сепарации газа 1, второй ступени сепарации газа

2. трубопровода 3 для ввода промысловой 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 промежуточного 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

1761 187 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 обнаботки 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 сст и плотность 958 кгlм 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 деэмул ьгатор дисол ван 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 воднзую 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 в резервуаре 4 стойкий промежуточный эмульсионный слой 37 в количестве 15 м /ч непрерывно 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 дзренажной воды 33

5 в количестве около 30 м /ч, сбрасываемой из отстойников 19 ступени обезвоживания нефти и отстойников 20 ступени обессоливания нефти, насосом 12 потехнологическому трубоп роводу 34 вводится в трубопровод

10 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 осуще15 ствляется возмущение промежуточного слоя и механическое разрушение вводимой эмульсии, интенсифицируется процесс отделения капель воды и механических примесей от нефти и их оседание на дно

20 резервуара 4, Процесс рециркуляции промежуточного эмульсионного слоя 37 в зависимости от интенсивности процесса накопления его в резервуаре 4 осуществляется или непрерывно или периодически, 25 Предварительно обезвоженная нефть в количестве 150 м /ч с содержанием остаточз ной воды не более 5/ из верхней зоны резервуара 4 вместе с дополнительно введенным с помощью дозировочного уст30 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

35 эмульсия вводится в двухсекционный трубчатый каплеобразователь 17, где осуществляются массообменные процессы и укрупнение капель воды (К =30000, время движения 1,5 мин; Re = 10000, время движения 3 мин), Обработанная в каплеобразователе эмульсия вводи гся 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 57, от объема нефти, нагретой до температуры 50 С, поступает в односекционный трубчатый каплеобразователь 18, где осуществляется слияние соленых капель пластовой воды с каплями пресной промывочной воды и их укрупнение (R<=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

1761187 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 j 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 Д и солей 40...100 мг/л насосом 15 через узел учета 28 сдается нефтепроводному 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 м /ч вместе с введенной композицией реагентов, состоящей из дисолвана 4411 (150 -/т нефти) и сульфанола (350 г/т нефти), насосом 13 по технологическому трубопроводу 35, где осуществляются массообменные процессы, подаются в трубопровод 3 промыслîвой 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

55 направляются в систему поддержания пластового давления.

Удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 в пересчете на весь объем подготавливаемой нефти на установке составляет

220 г/т, сульфанола — 150 г/т и легкого бензинового дистиллята — 20 г/т нефти, Установка была испытана в НГДУ "Джалильнефть" ПО "Татнефть", Применение предлагаемой установки позволяет; — снизить удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 с 300 c/T (прототип) до

220 г/т; — 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; — снизить содержание воды в товарной нефти с 1,0% (и рототип) до 0,5%, — снизить содержание солей в товарной нефти с 1736 мг/л (прототип) до 40 — 100 мг/л; — 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, Формула изобретения

Установка для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий, включающая ступени сепарации газа, резервуар для предварительного сброса пластовой воды с устройством для механического разрушения эмульсии, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, печь для нагрева нефти, отстойники ступеней обезвоживания и обессоливания нефти, 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 аю 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 эмульсионного слоя с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, установка снабжена дополнительным технологическим резервуаром с устройством для механического разрушения эмульсии, установленным после отстойников ступени обессоливания нефти, верхняя часть которых соединена с зоной расположения промежуточного эмульсионного слоя дополнительного технологического резервуара, причем нефтяная эона последнего

1761187

27

Составитель О.Калянина

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 3205 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 связана с резервуаром товарной нефти, а водяная — с резервуаром очистки сточных вод, а зоны расположения промежуточных эмульсионных слоев отстойников ступеней обезвоживания и обессоливания нефти и резервуара очистки сточных вод с помощью насоса соединены с трубопроводом подачи промысловой эмульсии.

4б 2б 27

У