Установка для подготовки высоковязких нефтей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ist)s В 01 D 19/00. 17/00

i ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794051/26 (22) 22.02.90 (46) 15.09,92. Бюл. М 34 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) cD.Ô,Xàìèäóëëèí, В.П.Тронов, P,X.Махмудов, Л.А,Попова и А.В.Тронов (56) "Опыт подготовки особо стойкой нефтяной эмульсии", Нефтяное хозяйство, N. 4, 1988, с, 63-65. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ (57) Изобретение относится к области подготовки нефти на промыслах, в частности к установкам для подготовки высоковязких нефтей в нефтедобывающей промышленности. Цель — интенсификация подготовки пенистых нефтей, Установка состоит из дополнительной ступени нагрева эмульсии — печи 1, устройства 2 для предварительного фазового разделения эмульсии. пеногаситеИзобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к установкам для подготовки высоковязких пенистых нефтей и нефтедобывающей промышленности, В последнее время увеличиваются объемы добываемых высоковязких нефтей в различных нефтедобывающих регионах страны, особенно, с применением термических методов добычи. Термические методы добычи высоковязких нефтей характеризуются устойчивым пенообразованием в продукции скважин. В частности. к таким

„„!Ы„„1761191 А1 лей 3 и 4, вертикального газосепаратора 5, резервуара 6 для предварительного сброса пластовой воды, насосов 7 и 8 для перекачки нефти, ступени нагрева эмульсии — пены 9, каплеобразователя 10, отстойника 11 для обезвоживания нефти, технологического резервуара 13 для товарной нефти, отстойника 12 для обессоливания нефти, буферного резервуара 14 для товарной нефти, узла учета 15 товарной нефти, резервуара 16 для очистки сточных вод, буферного резервуара

17 для сточных вод, насоса 18 для перекачки сточных вод, устройств 19, 20 и 21 для ввода деэмульгатора, устройства 22 для ввода пресной промывочной воды. подводящих трубопроводов 23 и 24. коммуникаций; 25 для ввода смеси эмульсий, 26 для отбора газа, 27 для сброса дренажных вод, 28 для подачи горячей дренажной воды перед резервуаром 6, 29 для товарной нефти и 30 для подачи очищенных сточных вод в систему заводнения пластов. 1 ил. нефтям относятся нефти Мордово-Кармальского месторождения в Татарии, месторождения "Каражан бас" в Казахстане.

Арланского месторождения в Башкирии и другие.

В опытно-экспериментальном НГДУ

"Каражанбастермнефть" на месторождении Каражанбас" добыча продукции скважин осуществляется на двух участках с применением термических методов: внутрипластового горения (ВВГ) и паротеплового воздействия на продуктивные пласты (ПТВ).

Продукция скважин характеризуется через1761191 вычайно высокой стойкостью к разрушению. Высокой стойкости эмульсий способствуют высокая кинематическая вязкость эмульсий, высокая плотность эмульсий, повышенное содержание механических примесей, особенно, песка. продуктов горения, смол, асфальтенов, большое содержание мел кодиспергирован ной связанной пластовой воды, Значительно повышает стойкость эмульсий к разрушению образование во всем объеме продукции скважин мелкоячеистой нефтяной пены. Исследования показали, что стойкость пены к разрушению определяется необходимым для ее полного разрушения временем, которое в условиях закрытой системы сбора и подготовки продукции скважин при избыточном давлении без механического или химического воздействия составляет не менее 10 ч. Характерным для термических методов добычи является непредсказуемое скачкообразное изменение физико-химических и реологических свойств и стойкости эмульсий во времени, Эмульсии участков ВВГ и ПТВ характеризуются стойкой пенистостью во всем пути движения в интервале "скважинаустановка подготовки нефти-резервуары товарного парка", В газовых пузырьках содержатся; газ, пластовая вода и механические примеси. Наличие нефтяной пены существенно осложняет процесс сепарации газа и деэмульсации нефти.

На установке подготовки нефти на ЦГ1С

"Каражанбас" обрабатывается смесь эмульсий участков BBI и ПТВ, Кинематическая вязкость смеси эмульсий этих участков при

20 С в среднем составляют 1764 м Па с содержание смол 32,57,, асфальтенов 4,9 „ парафина 1,4 „воды 70/, механических примесей до 4 8 /, плотность эмульсии 975 кг/м, Пластовая вода слабоминерализованная и характеризуется содержанием солей 10000 мг/л и плотностью 1009 кг/м . з

Продукция скважин практически не содержит сероводород, Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для обезвоживания и обессоливания нефти, Установка включает отстойники для предварительного сброса пластовой воды, печь для нагрева эмульсии после отстойников для предварительного сброса пластовой воды, каплеобразователь, отстойники и электродегидратор для обезвоживания и обессоливания нефти, горячую ступень сепарации после установки, насосы для перекачки нефти и сточных вод, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, емкости для товарной нефти и очистки сточных вод, систему регулирова5

55 ния и автоматизации процесса, подводящие трубопроводы и коммуникации, соединяющие указанные аппараты в единый технологический комплекс. Установка предназначена для подготовки особо стойкой нефтяной эмульсии, образуемой при добыче термическими методами и не содержащей нефтяную пену, с применением композиции реагентов.

Недостатком данной установки являются отсутствие технологических процессов нагрева эмульсии, предварительного фазового разделения эмульсии, разрушения нефтяной пены и сепарации газа перед аппаратом предварительного сброса пластовой воды, необходимых для эффективного разрушения водонефтяной эмульсии и подготовки высоковязких пенистых нефтей. Общее время отстоя нефти достигает 5 суток.

Целью предлагаемой установки является интенсификация подготовки пенистых нефтей, Для этого установка включает аппарат для предварительного сброса пластовой воды, ступень нагрева эмульсии, каплеобразователь, отстойники для обезвоживания и обессоливания нефти, емкости для товарной нефти и очистки сточных вод, насосы для перекачки нефти и сточной воды, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, систему регулирования и автоматизации процесса, подводящие трубопроводы и коммуникации, соединяющие указанные аппараты в единый технологический комплекс.

Установка снабжена контуром, включающим дополнительную ступень нагрева эмульсии, устройство для предварительного фазового разделения эмульсии, блок пеногасителей и газосепаратор, установленным перед аппаратом для предварительного сброса пластовой воды.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки, Она состоит из дополнительной ступени нагрева эмульсии — печи 1, устройства 2 для предварительного фазового разделения эмульсии, пеногасителей 3 и 4, вертикального газосепаратора 5, резервуара 6 для предварительного сброса пластовой воды, насосов 7 и 8 для перекачки нефти, ступени нагрева эмульсии — печи 9, каплеобразователя 10, отстойника 11 для обезвоживания нефти, отстойника 12 для обессоливания нефти, технологического резервуара 13 для товарной нефти, буферного резервуара 14 для товарной нефти, узла учета 15 товарной нефти. резервуара 16 для очистки сточных вод, буферного резервуара 17 для сточных

1761191

25

35

50

55 вод, насоса 18 для перекачки сточных вод, устройств 19, 20 и 21 для ввода деэмульгатора, устройства 22 для ввода пресной промывочной воды, подводящих трубопроводов 23 и 24, коммуникаций: 25 для ввода смеси эмульсий, 26 для отбора газа, 27 для сброса дренажных вод, 28 для подачи горячей дренажной воды перед резервуаром 6, 29 для товарной нефти и 30 для подачи очищенных сточных вод в систему заводнения пластов.

Установка работает следующим образом.

Обработке подвергалась высоковязкая пенистая нефть месторождения "Каражанбас" с вышеуказанными физико-химическими и реологическими свойствами.

Смесь водонефтяных эмульсий высоковязких пенистых нефтей 23 и 24 в количестве 10000 т/сут. обводненностью до 70 участков ВВГ и ПТВ соответственно вместе с введенным деэмульгатором дисолван

4411 в количестве 150 г/т нефти с помощью устройств 19 и 20 по трубопроводу 25 поступает в печь 1, где нагревается до 60 С за 9 мин, Нагретая эмульсия поступает в устройство 2, изготовленное из трубы с расчетными геометрическими и гидродинамическими режимными параметрами, где при скорости движения 0,1 м/с и временем 10 мин осуществляется предварительное разделение эмульсии на отдельные фазы: свободную воду в нижней зоне, нефть с остаточным содержанием воды и газа в средней зоне, свободный газ и пену в верхней зоне, Из устройства 2 нефтяная пена поступает снизу в вертикальный пеногаситель 3, где при механическом воздействии в течение 3 мин. осуществляется разрушение газовых пузырьков и сепарация газа, откуда свободный газ с каплями нефти сверху направляется в верхнюю зону вертикального газосепаратора 5, а нефть с остаточным содержанием газовых пузырьков (пены) из нижней зоны поступает снизу в следующий вертикальный пеногаситель 4.

В последнем при механическом воздействии в течение 3 мин осуществляется разрушение оставшихся газовых пузырьков и сепарация газа, откуда свободный газ с каплями нефти сверху направляется в верхнюю зону вертикального газосепаратора 5, а нефть с остаточным содержанием газа из нижней зоны поступает в нижнюю зону вертикального газосепаратора 5, Свободный газ с каплями нефти из верхней зоны устройства 2 также поступает в верхнюю зону вертикального газосепаратора 5, в котором при времени сепарации 5 минут осуществляется окончательное отделение капель нефти от газа, поступающего из устройства

2 и пеногасителей 3 и 4, откуда очищенный газ направляется в газопровод 26. Из средней зоны устройства 2 нефть с остаточным содержанием связанной воды в количестве

25/ и газа направляется в нижнюю зону вертикального газосепаратора 5, где осуществляется отделение газа от нефти. Отсепарированная нефть с остаточным содержанием воды из средней эоны вертикального газосепаратора 5 направляется в резервуар 6для дополнительного предварительного сброса пластовой воды и компенсации нестабильного поступления объема продукции скважин. Отделившийся от нефти газ также из верхней зоны вертикального газосепаратора направляется в газопровод

26, Отделившаяся от нефти пластовая вода из нижней зоны устройства 2 по трубопроводу 27 направляется в резервуар 16 для очистки.

При вводе эмульсии из вертикального газосепаратора 5 (в промежуточный эмульсионный слой) в резервуаре 6 осуществляется механическая обработка эмульсии путем вращения под действием центробежной силы.

Отделившаяся от нефти вода из резервуара 6 по трубопроводу 27 направляешься в резервуар 16 для очистки. Нефть с остаточным содержанием воды не более 5 / вместе с дополнительно введенным деэмульгатором дисолван 4411 из расчета 150 г/т нефти насосом 7 вводится в печь 9, где нагревается до 80 С, Нагретая эмульсия глубоко разрушается в каплеобразователе 10 и через сопла вводится в промежуточный эмульсионный слой горизонтального отстойника 11. где за счет использования механической энергии интенсифицируется процесс отделения воды и достигается глубокое обезвоживание нефти. Глубоко обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды не более 1/ вместе с введенной с помощью устройства 22 пресной промывочной водой в количестве 5/ через сопла вводится в промежуточный эмульсионный слой горизонтального отстойника 12, где за счет использования механической энергии интенсифицируется процесс отделения воды и достигается обессоливание нефти. Отделившаяся от нефти горячая дренажная вода из отстойников 11 и 12 по трубопроводу 28 направляется в трубопровод перед резервуаром 6. Обессоленная нефть из отстойника 12 вводится в технологический резервуар 13, откуда отделившаяся дренажная вода по трубопроводу 27 вводится в резервуар 16 для очистки, а нефть вводится в резервуар 14 для товарной нефти.

1761791

Окончательно обессоленная товарная

:,. <, -:,. 9;: Ггканием воды не более 0.5% и со i:=::: е болье 40 -100 мт/л из буферного резервуара 14 насосом 8 через узел учета 15 еда; —,; г:-.:;:.".,г. е-;роводному управлению.

Составитель G.Êàëÿêèíà

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редo"KTOp

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,- -;::.;-: сточных вод, сбрасываемых из

«:=--. <м::: аппаратов, осуществляет;.::.: в р-;- зе,.-, gape 16 с лспользованием нефтяного;,,:,;яь рующего слоя, откуда очищенные сточные воды поступают в буферный резервуар :7, Из последнего очищенные сточные водь 30 насосом 18 направляются в систему поддержания кгастового давления.

Б конур,—:, состоящем из дополнительной;с-гупени нагрева эмульсии, устройства для г редззритель;- G о фазового разделения эмульсии, блока пеногасителей и газосепаратоp-., осу цествляются технологические о праце;сы: нагрев эмулсии до 60 С, предварительное разделение эмульсии на свободную воду, нефть, нефтяную пену и свободный газ, полное разрушение нефтя ной пены и сепарация газа. Эффективное ьыполнение этих технологических процессов перед аппаратом для предварительного сброса пластовой воды создает благоприятные усговия для глубокого разрушения водонефтяной эмульсии, глубокого обезвоживания и обессоливания высоковязкой пенистой нефти и сдачи высококачественной товарной нефти, Общее время отс.гоя нефти составляет не более 1 сут, Таким образом, применение предлагаемой установки позволяет — интенсифицировать процесс разрушения нефтяной пены и сократить время для этого процесса с 10 ч до 30 мин; — интенсифицировать процесс разруше5 ния высоковязкой нефтяной эмульсии и сократить время отстоя с 5 сут до 1 сут; — подготовить и сдать высококачественную нефть с содержанием солей 40 — 100 мг/л;

10 — получить экономический эффект за счет слачи товарной нефти с содержанием солей 40 мг/л в количестве 70% от общего обьема сдаваемой нефти.

Формула изобретения

15 Установка для подготовки высоковязких нефтей, содержащая аппарат для предварительного сброса пластовой воды, ступень нагрева эмульсии, каплеобразователь, отстойники для обезвоживания и обес20 соливания нефти, емкости для товарной нефти и очистки сточных вод, насосы для перекачки нефти и сточных вод, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды, систему регулирования и авто25 матизации процесса, подводящие трубопроводы и коммуникации, о т л и ч а с щ а я с я тем, что, с целью интенсификаци подготовки пенистых нефтей, она снабжена установленным перед аппаратом для пред30 варительного сброса пластовой воды контуром, включающим последовательнс соединенные дополнительную ступень нагрева эмульсии, устройство для предварительного фазового разделения эмульсии

35 блок пеногасителей и газосепаратор.