Подготовка нефти на промыслах

 Схема последовательности технологических процессов подготовки нефти. Требования к комплексу сооружений по подготовке нефти. Унифицированные технологические схемы по подготовке нефти, их общность и различия.

 


1-скважина; 2-замерные установки; 3-блоки дозирования деэмульгатора; 4-сепараторы первой ступени; 5-аппараты предварительного сброса; 6-отстойники, электродегидраторы; 7- блоки нагрева; 8-ДНС; 9,10-сепараторы 2 и 3 ступени; 11-деэмульгатор.

Система сбора скважинной продукции должна выполнять следующие функции:

1.      Измерение продукции каждой скважины и в случае необходимости группы скважин.

2.      Транспортирование продукции скважин с использованием энергии нефтяного пласта или насосного оборудования при механизированной добыче нефти до пунктов подготовки нефти, а при недостаточном давлении с использованием насосов ДНС.

3.      Сепарацию нефти и газа под давлением, обеспечивающим бескомпрессорное транспортиравание газа.

4.      При добыче высокообводненной нефти отделение при сравнительно низких температурах основной массы воды с качеством пригодным для ее закачки в пласт без дополнительной сложной очистки.

5.      Раздельный сбор и транспортирование до центральных нефтесборных пунктов продукции отдельных скважин, смешение которых нежелательно.

6.      Устьевой и путевой подогрев продукции нефтяных скважин.

Факторы, учитывающиеся при проектирование системы сбора:

1.      Начальное давление в системе сбора и группирование скважин.

2.      Взаимодействие с системами воздействия на залежь.

3.      Совместный и раздельный сбор продукции скважин. Выбор места сепарации газа (чтобы хватило до ГПЗ).

4.      Взаиморасположение узлов замера, сепарации и откачки.

5.      Выбор места создания центрального пункта полготовки н, г и в с учетом места расположения месторождения в группе или в нефтяном районе. Совмещение систем промыслового сбора и транспортирования с процессами подготовки нефти.

 Разгазирование нефти. 

Расчет процессов разгазирования нефти с использованием констант фазового равновесия. Применяемое оборудование и механизм сепарации нефти от газа. Практические рекомендации в технологии разгазирования и сепарации  нефти от газа.

            Вертикальный сепаратор.


            Блочная автоматизированная сепарационная установка с предварительным сбросом воды.



  • Качественные закономерности разгазирования пластовой нефти на примере ее двухкомпонентного аналога метан + декан.
  • Разгазирование – однократное, контактное, дифференциальное.
  • Однократное – давление единовременно снижают от текущего до насыщения.
  • Контактное – давление снижают ступенчато.
  • Дифференциальное – давление снижается ступенчато, с постоянным отводом выделившегося газа.

Достигается уменьшение количества выделяющихся компонентов нефти.

 

            Обезвоживание нефти. 

Технология процесса обезвоживания. Дестабилизация водонефтяных эмульсий деэмульгатором. Предварительное укрупнение капель воды в эмульсиях. Разделение эмульсий в дегидраторах с вертикальными и горизонтальными потоками сырья. Моделирование процесса разделения эмульсии в дегидраторах. 

Функция передачи дегидратора и их применение в расчетах остаточной обводненности. Функции передачи дегидраторов с заданными в них профилями скоростей течения. Экспериментальное определение функции передачи.

Свойства водонефтяных эмульсий.

Эмульсия – свесь двух несмешивающихся жидкостей.

Различают обратные (в/н) до 80-85% воды, прямые (н/в) и множественные эмульсии.

            Физико-химические свойства.


  1. Электрические свойства эмульсий.

При присутствии разнополярных ионов в дисперсной  среде и фазе могут образовываться стойкие эмульсии.

  1. Устойчивость нефтяных эмульсий.

Кинетическая – способность системы противостоять всплыванию или оседанию частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести.

Агрегативная – способность частиц дисперсной фазы при их столкновением друг с другом или границей раздела фаз сохранять свой первоначальный размер.

Различают коалисценцию – слияние и флокуляцию – слипание с образованием сгустка из капель.

Время существования эмульсии – отношение высоты слоя к средней скорости самопроизвольного расслоения.

 

Функция передачи гравитационных отстойников.

- это зависимость объемной доли воды фракции с размером капель V прошедших через отстойник в потоке нефти от размера капель этой фракции.

Горизонтальный отстойник.

Функция передачи реального отстойника.


Предварительное обезвоживание нефти на промыслах.

 


  1. Разделение продукции в промежуточном слое.
  2. Через границу раздела прямой и обратной эмульсии происходит прорыв капельной нефти. Образуется поле сильного прорыва пленки нефти.
  3. Работа гравитационного отстойника полностью зависит только от действия промежуточного слоя.

Обессоливание.


 Задачи обессоливания:

  1. Распределить воду
  2. перемешать ее с продукцией
  3. Обеспечить многократное дробление для выравнивания концентрации соли воде и осадить крупные капли. Этот процесс зависит от частоты, с которой капли сливаются и дробятся, а сливаться они будут при увеличении концентрации воды за счет увеличения истинного содержания воды по сравнению с расходным.

Идеальное смешение дисперсной фазы представленной смешенными каплями пресной и соленой воды – это выравнивание концентрации хлористых солей во всех каплях дисперсной фазы.

Количество потребной воды рассчитывается исходя из уравнений материального баланса по системе в предположении идеального смешения.



 

 







Подготовка нефти к переработке

     Добываемая на промыслах нефть, помимо растворенных в ней газов, содержит некоторое количество примесей – частицы песка, глины, кристаллы солей и воду. 

  • Содержание твердых частиц в неочищенной нефти обычно не превышает 1,5%, а количество воды может изменяться в широких пределах. 
  • С увеличением продолжительности эксплуатации месторождения возрастает обводнение нефтяного пласта и содержание воды в добываемой нефти. 
  • В некоторых старых скважинах жидкость, получаемая из пласта, содержит 90% воды. В нефти, поступающей на переработку, должно быть не более 0,3% воды. 
  • Присутствие в нефти механических примесей затрудняет ее транспортирование по трубопроводам и переработку, вызывает эрозию внутренних поверхностей труб нефтепроводов и образование отложений в теплообменниках, печах и холодильниках, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи, повышает зольность остатков от перегонки нефти (мазутов и гудронов), содействует образованию стойких эмульсий. 

Кроме того, в процессе добычи и транспортировки нефти происходит весомая потеря легких компонентов нефти (метан, этан, пропан и т.д., включая бензиновые фракции) – примерно до 5% от фракций, выкипающих до 100°С.

С целью понижения затрат на переработку нефти, вызванных потерей легких компонентов и чрезмерный износ нефтепроводов и аппаратов переработки, добываемая нефть подвергается предварительной обработке.

    👉Для сокращения потерь легких компонентов осуществляют стабилизацию нефти, а также применяют специальные герметические резервуары хранения нефти. От основного количества воды и твердых частиц нефть освобождают путем отстаивания в резервуарах. 

Разрушение нефтяных эмульсий осуществляют механическими, химическими и электрическими способами. Важным моментом является процесс сортировки и смешения нефти.


Смолы и асфальтены

 Смолы и асфальтены - это высокомолекулярные неуглеводородные компоненты нефти. Смолы - вязкие мазеподобные вещества, асфальтены - твердые, нерастворимые в низкомолекулярных УВ. 

По содержанию смол и асфальтенов нефти подразделяются на:

  • малосмолистые ( от 1 - 2 до 10 % смол и асфальтенов )
  • смолистые ( 10 - 20 % )
  • высокосмолистые ( 23 - 40 % )
  1. Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы. 
  2. Среди нетоксичных и малотоксичных металлов можно выделить: Si, Fe, Al, Mn, Ca, Mg, P. Другие микроэлементы: V, Ni, Co, Pb, Cu, U, As, Hg, Mo, в случае повышенных концентраций могут оказывать токсическое воздействие на биоценоз.

Вредное экологическое влияние смолисто - асфальтеновых компонентов на почвенные экосистемы заключается не в химической токсичности, а в значительном изменении водно - физических свойств почв. 

👉Если нефть просачивается сверху, ее смолисто - асфальтеновые компоненты сорбируются в основном в верхнем, гумусовом горизонте иногда прочно цементируя его. При этом уменьшается поровое пространство почв.

👉Смолисто - асфальтеновые компоненты гидрофобны. Обволакивая корни растений, они резко ухудшают поступление к ним влаги в результате чего растения погибают. 

Эти вещества малодоступны микроорганизмам, процесс их метаболизма идет очень медленно, иногда десятки лет. В целом при окислительной деградации нефти в почвах, независимо от того, происходит механическое вымывание загрязняющих в - в или нет, идет накопление смолисто - асфальтеновых в - в. Разрушение и вынос компонентов УВ фракции происходят гораздо быстрее.

👀За те 400 млн. Лет, что жизнь на Земле вышла на сушу, с поверхностью нашей планеты произошли большие изменения: каменистые и глинисто-песчаные пустыни покрылись тонкой оболочкой среды обитания наземных животных и растений. 

Определяющую роль в формировании этой живой оболочки Земли сыграли фотосинтезирующие растения. Вследствие их деятельности поверхностный слой Земли обогатился органическими веществами, насытился множеством гетеротрофных микроорганизмов, сформировались почвенные экосистемы, дающие пищу для животных. Они же служат основными источниками пищи и для человека.

Ищи здесь, есть все, ну или почти все