Резервуар-отстойник для подготовки нефти

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 7 1)5 В 01 О 17/04 БРЕТ Н аучно-исститут нефин и учно итут ОИНИКДЛЯ ПОДГО ия: резервуар-от, патрубки 2, 3 и ода обрабатываепредварительно отделившейся отколлектор 5, верелители 6 с основгоризонтально оженными в шахлонно направленлом 10 - 30 к ти и расположендке основными соГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Татарский государственныйледовательский и проектный интяной промышленности(73) Татарский государственныйледовательский и проектный интяной промышленности(57) Сущность изобретенстойник содержит корпус4 соответственно для ввмой эмульсии, выводаобезвоженной нефти инефти воды, центральныйхние радиальные распредными соплами 7,направленными и располматном порядке, и с накными вниз под уггоризонтальной плоскосными в шахматном поря плами 8, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 7 дополнительными соплами 9 и с наклонно направленными вниз под углом 10 - 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 8 дополнительными соплами 10, содержит нижние радиальные распределители 11 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам дополнительными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам дополнительными соплами и нефтесборную камеру 16. 1 з, п, ф-лы, 2 илИзобретение относится к области подготовки нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей.В настоящее время все шире распространяются термические методы добычи нефти; внутри пластовое горение и паротейловое"воздействие на продуктивные пластины ИЬ различных месторождени-10ях от асли.обыча нефти термйческими методами сопрбвождается выно.ом на поверхность значительного количества механических примесей в аиде песка, глины, цемента и другой породы вместе с природными эмульгаторами (парафин, смолы, асфальтены и другие). Продукция скважин, добываемая термичесКими методами, характеризуетсяосложненными физико-химическими и реологическими свойствами и относится к нефтям с высокой вязкостью и плотностью и повышенным содержанием механических примесей, Такие нефтяные эмульсии, являясь весьма стойкими к разрушению, чрезвычайно осложняют процесс обезвоживания и обессоливания нефти,Процессы обезвоживания и обессоливания нефти на установках еще более осложнились в связи с применением различных реагентов для повышения нефтеотдачи пластов, борьбы с соле- и парафиноотложениями в скважинах и трубопроводах систем сбора продукции скважин, с коррозией оборудования и капитального ремонта скважин, При применении этих реагентов вымываются грязевые отложения, накапливающиеся в трубопроводах добычи и систем сбора продукции скважин, образуются высоковязкие сгусткообразные массы по путидвижения до обьектов подготовки нефти, все это поступает в технологические резервуары, Высоковязкие сгусткообразные массы и природные эмульгаторы прочно обволакивают мелкие капли пластовой водыи препятствуют их отделению от нефти и оседанию в резервуарах. В этих условиях прочные бронирующие оболочки при воздействии только деэмульгаторов и температуры на многих каплях воды неразрушаются. По этой причине известные технологические резервуары работают в полной мере эффективно, В подготовленной нефти остается большое количество воды и солей, и товарная нефть сдаетсянизкого качества. Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является аппарат дляподготовки нефти, включающий корпус, патрубки для ввода эмульсии и вывода неф 15202530 35 4050 ти и воды, центральный коллектор, поэтажно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое - вниз под углом 10-30 к горизонтальной плоскости, на нижнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое - вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости, при этом горизонтальные и наклонные сопла на верхнем и нижнем распределителях расположены в шахматном порядке относительно друг другаИзвестный аппарат был испытан в промысловых условиях при обработке девонской нефтяной эмульсии средней вязкости и стойкости к разрушению (18 мм /с приг 20 С) и с небольшим содержанием механических примесей (до 0,17 %). При этом аппарат показал достаточно высокие результаты по качеству отбираемой нефти (до 0,5 - 2% воды) при производительности до 30000 т/сут по жидкости, Температура процесса 20-30 С, Образования и накопления стойких промежуточных слоев в аппарате не было обнаружено,Однако в промысловых условиях при обработке высоковязкой и стойкой к разрушению нефтяной эмульсии, добываемой термическими методами, у известного аппарата при испытаниях были обнаружены существенные недостатки. В нем происходит образование и накопление стойких промежуточных слоев, уплотненных различными механическими примесями и каплями пластовой воды и существенно препятствующих оседанию капель воды на дно аппарата, Это приводит к увеличению остаточного содержания воды в предварительно обезвоженной нефти до 15 - 20 % и последующему осложнению всего процесса подготовки нефти до товарных кондиций, Это обусловлено тем, что при обработке высоковязкой нефтяной эмульсии путем вращательного движения в одном направлении интенсивного механического возмущения промежуточного слоя не происходит, В основном происходит скользящее движение одного слоя относительного другого. В промежуточном слое накапливаются механические примеси и капли пластовой воды, и инструктура его становится плотной, существенно препятствующей процессу отделения воды от нефти. Обводненность обрабатываемой нефти 56 %, температура процесса 50-60 С, расход деэмульгатора дисолван 4411 составляет 260 г/т нефти.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - интенсификация процесса подготовки нефти путем повышения эффективности механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя,Цель достигается в резервуаре-отстойнике, включающем корпус, патрубки для отвода эмульсии и вывода нефти и воды, центральный коллектор, поэтажно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое - вниз под углом 10 - 30 к горизонтальной плоскости, на нижнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое - вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости.Радиальные распределители снабжены дополнительными соплами, расположенными на противоположной стороне симметрично основным соплам, причем на верхнем радиальном распределителе одно из них направлено горизонтально, а другое - вниз под углом 10 - 30 к горизонтальной плоскости, а на нижнем - одно из них направлено горизонтально, а другое - вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости. Дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на верхних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных на соседних верхних и нижних распределителях.В резервуаре-отстойнике создаются благоприятные условия для интенсификации механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя по всему его объему путем ввода обрабатываемой высоковязкой нефтяной эмульсии с повышенным содержанием механических примесей и мелкодиспергированными каплями воды встречными скоростными струями, При этом происходят достаточно интенсивное соударение струй эмульсии и эффективное механическое возмущение промежуточного эмульсионного слоя и достигается получение постоянной рыхлой структуры, обеспечивающей интенсивное отделение пластовой воды и механических примесей от нефти,На фиг. 1 изображен общий вид резервуара-отстойника; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,Резервуар-отстойник содержит корпус 1 (см. фиг. 1), патрубки 2, 3 и 4 соответственно для ввода обрабатываемой эмульсии вместе с деэмульгатором и теплой дренажной водой, вывода предварительно обезвоженной нефти и отделившейся от нефти воды, центральный коллектор 5, верхние радиальные распределители 6 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами 7 и с наклонно направленными вниз под углом 10 - 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами 8, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 7 дополнительными соплами 9 с наклонно направленными вниз под углом 10-30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 8 дополнительными соплами 10, нижние радиальные распределители 11 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами 12 и с наклонно направленными вверх под углом 10-30 С к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами 13, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 12 дополнительными соплами 14 и с наклонно направленными вверх под углом 10 - 30 к горизонтальной плоскости и расположенныгли в шахматном на противоположной стороне симметрично основным соплам 13 дополнительными соплами 15 и нефтесборную камеру 16. Дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на верхних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях,Геометрические размеры центрального коллектора 5, радиальных распределителей 6 и 11 и сопл 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и 15 рассчитываются в каждом случае в зависимости от производительности резервуара- отстойника, Выходные концы всех сопл сплющены и расширены в горизонтальной ПЛОСКОСТИ,В зависимости от физико-химических и реологических свойств обрабатываемой нефтяной эмульсии радиальные распределители с соплами могут быть. расположены в промежуточном эмульсионном слое либо в водном слое резервуара-отстойника, Верхние и нижние радиальные распределители могут быть расположены симметрично другпод другом или в шахматном порядке относительно друг друга.Предлагаемый резервуар-отстойниктакже может быть использован и для очистки промысловых сточных вод. 5Резервуар-отстойник работает следующим образом,В период испытаний предлагаемый резервуар-отстойник был установлен на ступени предварительного сброса пластовой 10воды.Обработке подвергалась стойкая к разрушению высоковязкая нефтяная эмульсия,образующаяся при добыче термическимиметодами (влажное внутрипластовое горение - ВВГ и паротепловое воздействие напродуктивные пласты ПТВ), Высокой стойкости эмульсии способствовали высокаявязкость нефтяной эмульсии (11931754 мм /с при 20 С), высокая плотность 20эмульсии (930 - 980 кг/м ), содержание большого количества (15 - 30) связанное пластовой воды в нефтяной фазе вмелкодиспергированном состоянии (1-10мкм), большое количество механических 25примесей(0,1 - 5,3), большое количественное содержание таких тугоплавких природных эмульгаторов, как смолы (до 32,5 ),асфальтены (до 4,9) и парафины (до 2),образование стойкой к разрушению газоводонефтяной пены (время разрушения пеныпри статических условиях в открытом сосудесоставляет не менее 4 ч). Общая обводненность нефти составляет 56 , Пластоваявода слабоминерализованная (содержание 35хлористых солей в среднем 10000 мг/л).Плотность пластовой воды низкая и составляет 1009 - 1038 кг/м, что в значительнойстепени затрудняет процесс гравитационного отделения воды от нефти, Содержание 40сульфида железа в нефти составляет 15 -25 мг/л.Промысловая водонефтяная эмульсия вколичестве 400 м /ч с температурой 2030 С после отделения газа на групповых 45установках вместе с введенным деэмульгатором дисолван 4411 с удельным расходом100 г/т нефти по трубопроводу системы сбора продукции скважин, где осуществляетсяпредварительное разрушение эмульсии, направлялась на центральный пункт сбора иподготовки нефти. После нагрева в печахПТБдо 50 - 60 и дополнительного введения деэмульгатора дисолван 4411 с удельным расходом 160 г/т нефти и тепловой 55дренажной воды в количестве 50 м /ч с темзпературой 60 С, сбрасываемой из отстойных аппаратов установки подготовки нефти,водонефтяная эмульсия через патрубок 2диаметром 300 мм направлялась в центральный коллектор 5(диаметр 600 мм), откуда равномерно-распределенно по объему поступала в верхние и нижние радиальные распределители 6 и 11 (диаметр труб 150 мм, длина - 9500 мм, количество 12 шт.), Через основные сопла 7 и 12 и дополнительные сопла 9 и 14, расположенные горизонтально на верхних и нижних радиальных распределителях 6 и 11, эмульсия со скоростью 1 м/с вводилась в промежуточный эмульсионный слой в горизонтальной плоскости противонаправленными струями (по часовой стрелке и против нее), При этом происходило встречное движение струй эмульсии, истекающих через сопла, расположенные соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях. Одновременно через основные наклонные сопла 8 и 13 и дополнительные сопла 10 и 15, расположенные соответственно на верхних и нижних радиальных распределителях, эмульсия со скоростью 1 м/с вводилась противонаправленными струями (по часовой стрелке и против нее) в промежуточный эмульсионный слой, заключенный между верхними и нижними радиальными распределителями, При этом также осуществлялось встречное движение струй эмульсии, истекающих через сопла, расположенные соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях.Все горизонтальные и наклонные сопла на радиальных распределителях (всего 384 шт.) изготовлены из трубы диаметром 50 мм и длиной 300 мм со сплющенными и расширенными в горизонтальной плоскости выходными концами (высота живого сечения 30 мм, длина 70 мм), Корпус резервуара-отстойника представляет собой вертикальную емкость объемом 5000 м,з При введении обрабатываемой эмульсии встречными струями осуществляется интенсивное механическое возмущение всего объема промежуточного эмульсионного слоя, заключенного между верхними и нижними радиальными распределителями, а также слоев, находящихся несколько ниже и выше распределителей. Образования и накопления уплотненного различными механическими примесями и мелкими каплями воды промежуточного слоя в резервуаре-отстойнике не происходит, Промежуточный слой имеет постоянную рыхлую структуру, обеспечивающую интенсивное осаждение капель воды и механических примесей на дно резервуара-отстойника. В резервуаре-отстойнике одновременно обеспечивается разрушение газонефтяной пены, существенно препятствующей процессу разрушения эмульсии на1787039 40 50 55 соответствующие компоненты, за счет механического энергичного возмущения всего объема промежуточного слоя вводимыми встречными струями эмульсии,Из резервуара-отстойника через нефте- сборную камеру 16 отбирается предварительная обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды не более 10 о и по патрубку 3 направляется на установку подготовки нефти для получения товарной нефти. Дренажная вода, отделившаяся от нефти, через патрубок 4 направляется на очистные сооружения, откуда в систему заводнения продуктивных пластов.Применение предлагаемого резервуара-отстойника позволяет интенсифицировать механическое возмущение промежуточного эмульсион ного слоя;интенсифицировать процесс механического разрушения газонефтяной пены;исключить образование и накопление стойкого к разрушению промежуточного эмульсионного слоя;исключить накопление ловушечных нефтей, ликвидировать открытые амбары и улучшить условия окружающей среды;интенсифицировать процесс отделения воды и механических примесей от нефти и снизить остаточное содержание воды в предварительно обезвоженной нефти с 15-20 оь (прототип) до 10 о (предлагаемый),Формула изобретения 1, Резервуар-отстойник для подготовкинефти, включающий корпус, патрубки для ввода эмульсии и вывода нефти и воды, цен тральный коллектор, поэтапно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке горизонтально или вниз под углом 10 - 30 к гори зонтали, а на нижнем радиальномраспределителе в шахматном порядке горизонтально или вверх под углом 10 - 30 к горизонтали, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса путем 15 повышения эффективности механическоговозмущения промежуточного эмульсионного слоя, радиальные распределители снабжены дополнительными соплами, расположенными на противоположной сто роне симметрично основным соплам, причем в верхнем радиальном распределителе они направлены поочередно горизонтально и вниз под углом 10 - 30 к горизонтали, а на нижнем - поочередно горизонтально и 25 вверх под углом 10 - 30 к горизонтали. 2. Резервуар-отстойник по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на вер хних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных на соседних верхних и нижних радиальных распределителях.35