ОБЕЗВОЖИВАНИЕ И ОБЕССОЛЕВАНИЕ, КАК ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

DEWATERING AND DESALTING, AS THE MAIN PROCESSES OF THE COMMERCIAL OIL TREATMENT

Osman Bekbulatov

Master's student, Department of REGM, Institute of Geology and Oil and Gas Production, TIU,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Предварительное разделение продукции скважин предусматривает сепарацию нефти от газа и также сброс пластовой воды на месторождении, не связанной в эмульсию. Кроме этого, нефть необходимо очистить от неорганических солей. В статье автор анализирует такие процессы подготовки нефти как обезвоживание и обессоливание.

ABSTRACT

The preliminary separation of well products provides for the separation of oil from gas and also the discharge of reservoir water in the field that is not bound into an emulsion. In addition, the oil must be cleaned of inorganic salts. In the article, the author analyzes such processes of oil preparation as dehydration and desalination.

Ключевые слова: нефть, подготовка нефти, сепарация, очистка нефти, обессоливание, обезвоживание.

Keywords: oil, oil preparation, separation, oil purification, desalination, dewatering.

Наиболее важной из причин обезвоживания нефти в районах ее добычи является высокая стоимость транспорта пластовой воды. Транспорт обводненной нефти дорожает не только в результате перекачки дополнительных объёмов жидкости, за счет пластовой воды содержащейся в нефти, но и вследствие того, что вязкость эмульсии типа вода в нефти выше, чем чистой нефти. При увеличении содержания воды в нефти на 1 % транспортные расходы при каждой перекачке возрастают в среднем на 3-5 %.

Отделение свободной воды целесообразно проводить и для предотвращения повторного диспергирования промысловых нефтяных систем, стабилизации вторичных эмульсий, уменьшения коррозии трубопроводов и промыслового оборудования, повышения производительности установок подготовки нефти, снижения нагрузок на отстойники, сепараторы, насосное оборудование, печи и повысить их эксплуатационную надежность.

При значительной обводнённости нефтегазовых смесей эмульсии характеризуются определенной неустойчивостью, способностью к расслоению. Поскольку нефть может удержать определенное количество воды, отбор последней на промыслах следует осуществлять дифференцированно во всех точках технологической схемы, где она выделяется в виде свободной фазы.

Предварительный сброс воды является составляющей общего процесса обезвоживания нефти. В технологической цепи подготовки нефти в зависимости от места осуществления предварительного сброса воды выделяют:

• путевой сброс;
• централизованный сброс, который осуществляется на установках предварительного сброса воды (УПСВ), дожимных насосных станциях (ДНС), отстойниках и предшествует отделению воды на установках подготовки нефти.

Сброс воды на ДНС осуществляется под избыточным давлением, которое обеспечивает транспорт газонасыщенной нефти до узлов подготовки и второй ступени сепарации.

Для предварительного обезвоживания используют горячий отстой нефти, гравитационный отстой нефти и термохимические методы.

По технологии наиболее прост процесс гравитационного отстоя: нефтью заполняют резервуары и выдерживают определенное время (48 часов и более). Во время выдержки происходят процессы коагуляции капель воды, при которых более крупные и тяжелые капли воды под действием сил тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды.

Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти - недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти и малопроизводительный, поэтому применяют горячий отстой обводненной нефти, при котором за счет предварительного нагрева нефти до температуры 45-70°С значительно облегчаются процессы коагуляции капель воды и ускоряется при отстое обезвоживание нефти. Малая эффективность является недостатком гравитационных методов обезвоживания.

Наиболее эффективны методы термохимические, сочетающие в себе добавление деэмульгаторов и подогрев. ДЭ в виде нефтеводореагентной эмульсии вводят в небольших количествах от 5-10 до 50-60 г на 1 т нефти. Содержание активного вещества в эмульсии 1-2 % весовых. ДЭ готовится по следующей технологии: в смеситель реагентного блока подается с насосов внешней откачки обезвоженная (с содержанием воды до 10 %) нефть и концентрированный реагент. В смесителе образуется нефтеводореагентная эмульсия. ДЭ вводится во входные трубопроводы ДНС, УПСВ, при работающей установке предварительного сброса пластовой воды, перед первой ступенью сепарации.

Деэмульгаторы адсорбируются на поверхности раздела фаз "нефть-вода" и вытесняют или заменяют менее поверхностно-активные природные эмульгаторы, содержащиеся в жидкости. Пленка, образующаяся на поверхности капель воды, непрочная, поэтому мелкие капли сливаются в крупные (коалесценция), которые в свою очередь легко оседают на дно резервуара.

Скорость термохимического обезвоживания и его эффективность значительно повышается за счет облегчения процесса коалесценции капель воды, путем снижения вязкости нефти при нагреве.

Внутренняя транспортировка нефтей и подготовка скважинной продукции серьёзно осложнены процессами выпадения неорганических солей из попутно извлекаемой воды. Отложения чистых углекислых или сульфатных солей редко встречаются. Большинство отложений представлены основными компонентами (карбонат кальция (СаСОз); сульфат бария (BaS04); сульфат кальция (гипс CaS04-2Н20 и ангидрит CaS04)), различными примесями (сульфат стронция (SrS04), карбонат стронция (SrC03), карбонат бария (ВаСОз), карбонат магния (MgC03), хлорид натрия, сульфат радия), продуктами коррозии (окислы железа Fe203, сульфид железа FeS2), механическими примесями и примесями других солей.

Растворение солей пресной водой является одним из наиболее распространенных методов обессоливания нефти. Технология метода в том, что добавляется пресная вода в частично подготовленную нефть с большим содержанием солей. Соли, находящиеся в нефти, растворяются в пресной воде и удаляются вместе с водой при обезвоживании. Процесс повторяют или увеличивают количество подаваемой пресной воды, если содержание солей в нефти не соответствует нормам. Расход промывочной воды может варьироваться от 3-5 до 1015 %. Возникает необходимость сокращения объемов воды в процессе обессоливания нефти из-за значительных расходов пресной воды.

Пресная вода на УПН может подаваться с одного или нескольких источников, которыми служат водозаборные скважины (они оборудуются погруж- ными насосами), открытые водоемы (они оборудуются плавающими насосными станциями), очистные сооружения, подающие предварительно очищенную техническую и подтоварную воды.

Процесс обессоливания нефти и расход пресной воды для промывки зависят в значительной степени от принятой технологии смешения, в связи с чем необходимы специальные смесительные устройства. Если конструкция смесителя и технологический регламент его эксплуатации не обеспечивают достаточный уровень диспергации и смешения, то уменьшается взаимодействие пресной и минерализованной воды, в следствие чего из нефти плохо вымываются соли.

В совершенствовании технологического процесса обессоливания нефти перспективным направлением является использование распыленного ввода промывочной пресной воды в обезвоженную нефть впрыскиванием под давлением промывочной воды через насадку специальной конструкции. В качестве такого распылителя промывочной воды в обрабатываемую нефть удобно использовать регулируемый гидродинамический диспергатор (ГРД). Преимущество таких устройств в том, что на основном потоке обрабатываемой нефти не создается какого- либо дополнительного перепада давления, что очень важно при напорной системе подготовки нефти.

Список литературы:

1. Дунюшкин И. И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений: учеб. пособие. - М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУНГ им. И. М. Губкина, 2006.
2. Ишмурзин А. А., Хромов Р. А. Процессы и оборудование системы сбора нефти, газа и воды: учеб. пособие. – Уфа: УГНТУ, 2003.
3. Сулейманов Р. С., Хафизов А. Р. И др. Сбор, подготовка и хранение нефти и газа. Технологии и оборудование. Уфа.: «Нефтегазовое дело», 2007 г.