Установка для обработки высоковязких стойких нефтяных эмульсий

(55 В 01 О 17/О МИТЕТОТКРЫТИЯМ Г ОСУДАР СТВЕННЫ ИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСА К АВТОРСКО ИЕ ИЗОБ И ЕТ ИДЕТЕЛ ЬСТ 214/2 БРАБОТКИ ВЫС ЕФТЯНЫХ ЭМУЛ КОВЯЗКИХСИЙ(57) Изобренефти на пркам для обнефтяных эм ение отно мыслах, в ч аботки вы ульсий. Цел ится к подготовке астности к установоковязких стойких ью изобретения явбр тся к подготовке тности к установКОВЯЗКИХ СТОЙКИХ(21) 4783 (22) 16.0 (46) 15,0 (71) Тата ледоват тяной пр (72) Ф.Ф РОСКОК, (56) Сов товки пр нефть" технолог нефтянь 10-14, р (54) УСТ 9,92. Бюл. Г(. 34рский государственный научно-иссельский и проектный институт нефомышленности,Хамидуллин, В.П,Тронов, Т,М,ДобА,И.Ширеев и Р.Х,Махмудов ершенствование технологии подгоодукции скважины в НГДУ "ИркенЭкспресс-информация "Техника и ия добычи нефти и обустройство х месторождений", вып. 8, 1988, с, ис. 2.АНОВКА ДЛЯ О ОСТОЙКИХ Н ЬИзо етение относинефти н промыслах, в часкам для обработки высонефтяных 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 неф 1761187 А 1 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, резервуэр 29 Для Очистки сточнОЙ ВОДЫ, насос 3 1. 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 другими природными эмульгаторами, грязевыми отложениями и механическими примесями поступает в резервуары и отстойные аппараты. Комплекс этих включений накапливаешься в технологическом оборудовании и образует плотный промеуточный эмульсионный слой, препятству,ощий процессу оседания капель воды, По этой причине объекты подготовки нефти часто выходят из нормального технологического режима работы, что приводит к сдаче товарной нефти низкого качества. Нефтяные эмульсии такого типа являются эмульсиями с осое реологическими свсйствами, С целью поддержания нор; ального технологического режима работы на установках подготовки нефти обычно из технологических аппаратов периодически или постоянно промежуточные эмульсион,-:.:.е слои сбрасываются в нефтеловушки или в специально выделяемые для 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 в 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 дезмульгатора.Данная установка не обеспечивает эффективного разрушения стойкой нефтяной эмульсии ввиду отсутствия процесса многократной механической обработки накапливающегося в 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 , 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 в 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 нагреваэмульсии, 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 обаботки 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 кг/м 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, сбрасываемойиз отстойников 19 ступени обезвоживания нефти и отстойников 20 ступени обессоливания нефти, насосом 12 по технологическому 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 осуще ствляется возмущение промежуточногослоя 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 вколичестве 150 м /ч с содержанием остаточной воды не более 54 из верхней зоны резервуара 4 вместе с дополнительно введенным с помощью дозировочного уст ройства 8 легким бензиновым дистиллятомв 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 (Ке 1=30000, время движения 1,5 мин; Ве = 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 0,30,8 вместе с введенной с помощью устройства 21 пресной промывочной водой в количестве 5 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 (8=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 обессоленную55 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 27 ь 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 40100 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 г/т нефти) и сульфанола (350 г/т нефти), насосом 13 по технологическому трубопроводу 35, где осуществляются массообменные процессы, подаются в трубопровод 3 промысловой 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 направляются в систему поддержания пластового давления.Удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 в пересчете на весь объем подготавливаемой нефти на установке составляет220 г/т, сульфанола - 150 г/т и легкого бензинового дистиллята - 20 г/т нефти,Установка была испытана в НГДУ "Джалильнефть" ПО "Татнефть",Применение предлагаемой установкипозволяет;- снизить удельный расход деэмульгатора дисолван 4411 с 300 г/т (прототип) до220 г/т;- снизить удельный расход сульфанолас 850 г/т (прототип) до 150 г/т;- снизить удельный расход легкого бензинового дистиллята с 50 л/т (прототип) до20 л/т;- снизить содержание воды в товарнойнефти с 1,0% (прототип) до 0,5%;- снизить содержание солей в товарнойнефти с 1736 мг/л (прототип) до 40 - 100мг/л;- получить экономический эффект засчет ликвидации штрафов за сдачу качественной товарной нефти в сумме около 1,0млн.руб в год при производительности установки 1,2 млн,т/год по нефти,Формула изобретенияУстановка для обработки высоковязкихстойких нефтяных эмульсий, включающаяступени сепарации газа, резервуар дляпредварительного сброса пластовой воды сустройством для механического разрушения эмульсии, устройства для ввода деэмульгатора и пресной промывочной воды,печь для нагрева нефти, отстойники ступеней обезвоживания и обессоливания нефти,трубчатые каплеобразователи, резервуарыдля товарной нефти и очистки сточных вод,трубопровод возврата теплой дренажнойводы 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 повышенияэффективности процесса, резервуар дляпредварительного сброса пластовой водыснабжен системой рециркуляции, соединяющей через насос зону промежуточногоэмульсионного слоя с трубопроводом подачи промысловой эмульсии, установка снабжена дополнительным технологическимрезервуаром с устройством для механического разрушения эмульсии, установленным после отстойников ступениобессоливания нефти, верхняя часть которых соединена с зоной расположения промежуточного эмульсионного слоядополнительного технологического резервуара, причем нефтяная эона последнего1761187 10 2 Составитель О,КалянинТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревск кт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор гарина, 101 связана с резервуаром товарной нефти, а водяная - с резервуаром очистки сточных вод, а зоны расположения промежуточных эмульсионных слоев отстойников ступеней Заказ 3205 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по иэ 113035, Москва, Ж, Робезвоживания и обессоливания нефти ирезервуара очистки сточных вод с помощьюнасоса соединены с трубопроводом подачипромысловой эмульсии,Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб 4/5