JP2020019898A - Production fluid treatment system and production fluid treatment method - Google Patents

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増子 芳範
Yoshinori Masuko
芳範 増子
国司 洋介
Yosuke Kunishi
洋介 国司
穣 森田
Minoru Morita
穣 森田
俊吾 安部
Shungo Abe
俊吾 安部
啓介 三好
Keisuke Miyoshi
啓介 三好
拓大 ▲鶴▼田
拓大 ▲鶴▼田
Takuhiro Tsuruta
直也 源
Naoya Hajime
直也 源
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Abstract

To provide a production fluid treatment system and a production fluid treatment method which efficiently remove a sulfur-containing compound in a production fluid and downsize a production fluid treatment facility.SOLUTION: A production fluid treatment system 1 of the present invention comprises: a first mixing device 10 which obtains a first mixed fluid by mixing an oil-soluble sulfur compound-fixing agent and a production fluid containing hydrocarbon gas, crude oil and a sulfur-containing compound; and a gas separator which separates a gas phase component containing the hydrocarbon gas from the first mixed fluid. The first mixing device 10 comprises a storage part 15 for storing the first mixed fluid.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、生産流体処理システム及び生産流体の処理方法に関する。   The present invention relates to a production fluid treatment system and a production fluid treatment method.

油井から産出される生産流体には、多様な炭化水素、水分、硫化水素やメルカプタン等の含硫黄化合物が含まれる。石油プラントでは、これらの生産流体から炭化水素ガス、水分を分離して、原油をパイプラインその他の輸送手段を用いて出荷している。   Production fluids produced from oil wells contain various hydrocarbons, moisture, sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide and mercaptan. In oil plants, hydrocarbon gas and moisture are separated from these production fluids, and crude oil is shipped using pipelines or other transportation means.

生産流体から分離された炭化水素ガスは、含硫黄化合物を除去した後、石油ガスとして製品化される。石油ガスは、その密度の違いから、通常、原油とは別系統のパイプラインで出荷される。
含硫黄化合物は、その毒性、悪臭、金属への腐食性等から、製品中の濃度が制限されている。含硫黄化合物の製品中の濃度は、石油ガスでは概ね数ppmに、原油では100ppm程度に設定される。
The hydrocarbon gas separated from the production fluid is commercialized as petroleum gas after removing sulfur-containing compounds. Petroleum gas is usually shipped in a separate pipeline from crude oil due to its density differences.
The concentration of sulfur-containing compounds in products is limited due to their toxicity, odor, corrosiveness to metals, and the like. The concentration of the sulfur-containing compound in the product is set to about several ppm for petroleum gas and about 100 ppm for crude oil.

含硫黄化合物の除去方法としては、アミンによる吸収処理(アミン吸収法)が広く知られている。しかし、アミン吸収法は、炭化水素ガスとともに含まれる二酸化炭素及び硫化水素を吸収した吸収液を加熱再生する再生工程が必須である。加えて、再生工程で生成する硫化水素を分離し、除去する工程が必要である。このため、プラントの規模が大きくなり、処理コスト等の点で採算が取れない。   As a method for removing the sulfur-containing compound, absorption treatment with an amine (amine absorption method) is widely known. However, the amine absorption method requires a regeneration step of heating and regenerating an absorbing solution that has absorbed carbon dioxide and hydrogen sulfide contained together with the hydrocarbon gas. In addition, a step of separating and removing hydrogen sulfide generated in the regeneration step is required. For this reason, the scale of the plant increases, and it is not profitable in terms of processing costs and the like.

こうした問題に対し、例えば、特許文献1、2には、原油等の炭化水素に炭素数6〜16のジアルデヒドを含有する組成物を添加し、含硫黄化合物を除去する技術が提案されている。特許文献1、2の技術によれば、炭化水素に含まれる含硫黄化合物を効率よく除去することが図られている。   In order to solve such a problem, for example, Patent Documents 1 and 2 propose a technique in which a composition containing a dialdehyde having 6 to 16 carbon atoms is added to a hydrocarbon such as crude oil to remove a sulfur-containing compound. . According to the techniques of Patent Documents 1 and 2, it is attempted to efficiently remove a sulfur-containing compound contained in a hydrocarbon.

国際公開第2015/141535号WO 2015/141535 国際公開第2016/121747号International Publication No. WO 2016/121747

しかしながら、メルカプタンは硫化水素よりも反応性が低く、硫化水素よりも反応時間が長い。このため、特許文献1、2の技術では、メルカプタンを効率よく除去することが出来なかった。
加えて、炭化水素ガスから含硫黄化合物を除去する場合、体積の大きなガス状態で処理するため、炭化水素ガスの処理に大きな設備が必要になり、中小規模の油ガス生産設備での炭化水素ガスの処理は困難であった。
However, mercaptans are less reactive than hydrogen sulfide and have longer reaction times than hydrogen sulfide. For this reason, the techniques of Patent Documents 1 and 2 cannot efficiently remove mercaptan.
In addition, when removing sulfur-containing compounds from hydrocarbon gas, the treatment is carried out in a large volume gas state, so large equipment is required for the treatment of hydrocarbon gas. Was difficult to process.

そこで本発明は、生産流体に含まれる含硫黄化合物をより効率よく除去し、生産流体処理施設を小型化できる生産流体処理システム及び生産流体の処理方法を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a production fluid treatment system and a production fluid treatment method capable of more efficiently removing a sulfur-containing compound contained in a production fluid and reducing the size of a production fluid treatment facility.

本発明は、以下の態様を有する。
[1]炭化水素ガスと原油と含硫黄化合物とを含む生産流体に、油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る第一混合装置と、前記第一混合流体から前記炭化水素ガスを含む気相成分を分離するガス分離装置と、を備え、前記第一混合装置は、前記第一混合流体を貯留する貯留部を備える生産流体処理システム。
[2]前記ガス分離装置の後段に、新たな油溶性の硫黄化合物固定剤を含む油溶液と、前記気相成分とを接触させる吸着装置をさらに備える、[1]に記載の生産流体処理システム。
[3]前記第一混合流体から前記原油を含む油相成分を分離する油分分離装置と、前記吸着装置の後段に、前記油相成分に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第二混合装置と、をさらに備える、[2]に記載の生産流体処理システム。
[4]前記ガス分離装置の前段に、前記生産流体に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第三混合装置をさらに備える、[2]に記載の生産流体処理システム。
[5]前記ガス分離装置の前段に、前記第一混合流体を減圧する減圧装置をさらに備える、[1]〜[4]のいずれかに記載の生産流体処理システム。
The present invention has the following aspects.
[1] A first mixing device that obtains a first mixed fluid by mixing an oil-soluble sulfur compound fixing agent with a production fluid containing hydrocarbon gas, crude oil, and a sulfur-containing compound; A gas separation device that separates a gaseous phase component containing hydrogen gas, wherein the first mixing device includes a storage unit that stores the first mixed fluid.
[2] The production fluid treatment system according to [1], further comprising an adsorption device that contacts an oil solution containing a new oil-soluble sulfur compound fixing agent with the gas phase component, at a stage subsequent to the gas separation device. .
[3] An oil separation device that separates an oil phase component containing the crude oil from the first mixed fluid, and the oil solution that is in contact with the gas phase component is mixed with the oil phase component at a stage subsequent to the adsorption device. The production fluid treatment system according to [2], further comprising: a second mixing device.
[4] The production fluid processing system according to [2], further comprising a third mixing device that mixes the production fluid with the oil solution that has come into contact with the gas phase component, in a stage preceding the gas separation device.
[5] The production fluid treatment system according to any one of [1] to [4], further including a decompression device that decompresses the first mixed fluid before the gas separation device.

さらに、本発明は以下の態様を有する。
[6]炭化水素ガスと原油と含硫黄化合物とを含む生産流体に、油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る第一混合工程と、前記第一混合流体から前記炭化水素ガスを含む気相成分を分離するガス分離工程と、を有し、前記第一混合工程は、前記第一混合流体を貯留する貯留操作を有する生産流体の処理方法。
[7]前記油溶性の硫黄化合物固定剤がアルデヒド基を有する油溶性化合物を含有する、[6]に記載の生産流体の処理方法。
[8]前記ガス分離工程の後に、新たな油溶性の硫黄化合物固定剤を含む油溶液と、前記気相成分とを接触させる吸着工程をさらに有する、[6]又は[7]に記載の生産流体の処理方法。
[9]前記第一混合流体から前記原油を含む油相成分を分離する油分分離工程と、前記吸着工程の後に、前記油相成分に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第二混合工程と、をさらに有する、[8]に記載の生産流体の処理方法。
[10]前記ガス分離工程の前に、前記生産流体に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第三混合工程をさらに有する、[8]に記載の生産流体の処理方法。
[11]前記ガス分離工程の前に、前記第一混合流体を減圧する減圧工程をさらに有する、[6]〜[10]のいずれかに記載の生産流体の処理方法。
Further, the present invention has the following aspects.
[6] a first mixing step of mixing a production fluid containing a hydrocarbon gas, crude oil and a sulfur-containing compound with an oil-soluble sulfur compound fixing agent to obtain a first mixed fluid; A gas separation step of separating a gaseous phase component containing hydrogen gas, wherein the first mixing step includes a storage operation of storing the first mixed fluid.
[7] The method for treating a production fluid according to [6], wherein the oil-soluble sulfur compound fixing agent contains an oil-soluble compound having an aldehyde group.
[8] The production according to [6] or [7], further comprising, after the gas separation step, an adsorption step of bringing the oil solution containing a new oil-soluble sulfur compound fixing agent into contact with the gas phase component. Fluid treatment method.
[9] After the oil separation step of separating the oil phase component containing the crude oil from the first mixed fluid, and after the adsorption step, mixing the oil solution in contact with the gas phase component with the oil phase component The method for treating a production fluid according to [8], further comprising: two mixing steps.
[10] The method for treating a production fluid according to [8], further comprising, before the gas separation step, a third mixing step of mixing the oil solution in contact with the gas phase component with the production fluid.
[11] The method for treating a production fluid according to any one of [6] to [10], further comprising a pressure reducing step of reducing the pressure of the first mixed fluid before the gas separation step.

本発明の生産流体処理システム及び生産流体の処理方法によれば、生産流体に含まれる含硫黄化合物をより効率よく除去し、生産流体処理施設を小型化できる。   According to the production fluid treatment system and the production fluid treatment method of the present invention, the sulfur-containing compound contained in the production fluid can be more efficiently removed, and the production fluid treatment facility can be downsized.

本発明の第一実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。It is a system diagram showing the composition of the production fluid processing system concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。It is a system diagram showing composition of a production fluid processing system concerning a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。It is a system diagram showing the composition of the production fluid processing system concerning a third embodiment of the present invention.

本発明の生産流体処理システムは、第一混合装置とガス分離装置とを備える。
本発明の生産流体処理システムは、油・ガス田の坑井近傍で生産流体からの硫黄化合物を除去し、処理された硫黄化合物を、生産された原油と混合させることで、油田随伴ガスや原油を、石油精製設備やLNGプラント等へ輸送することを容易にする。
本発明の生産流体の処理方法は、第一混合工程とガス分離工程とを有する。
本発明の生産流体の処理方法は、特に、中小規模油田の油田随伴ガスを天然ガス及び石油ガスとして製品化する生産方法として好適である。
The production fluid treatment system of the present invention includes a first mixing device and a gas separation device.
The production fluid treatment system of the present invention removes a sulfur compound from a production fluid in the vicinity of a well in an oil / gas field, and mixes the treated sulfur compound with the produced crude oil so that the oil field associated gas or crude oil can be removed. Is easily transported to petroleum refining facilities and LNG plants.
The method for treating a production fluid according to the present invention includes a first mixing step and a gas separation step.
The method for treating a production fluid according to the present invention is particularly suitable as a production method for commercializing oil field accompanying gas in small and medium-sized oil fields as natural gas and petroleum gas.

本明細書において、本発明の生産流体処理システムの適用対象となる「生産流体処理施設」としては、一日当たりの原油又はコンデンセート油の生産量が5000バレル(約795kL)未満の生産流体処理施設が好ましい。コンデンセート油は、炭素数5〜10のアルカンを主成分とする炭化水素である。生産流体処理システムの一日当たりの原油又はコンデンセート油の生産量は、4000バレル(約636kL)未満がより好ましく、3000バレル(約477kL)未満がさらに好ましい。一日当たりの原油又はコンデンセート油の生産量の下限値は、特に限定されないが、例えば、100バレル(約15.9kL)以上が好ましい。加えて、坑口部での一日当たりの生産流体の生産量は30000バレル(4770kL)未満が好ましい。   As used herein, the "production fluid treatment facility" to which the production fluid treatment system of the present invention is applied is a production fluid treatment facility having a daily production of crude oil or condensate oil of less than 5000 barrels (about 795 kL). preferable. Condensate oil is a hydrocarbon mainly containing an alkane having 5 to 10 carbon atoms. More preferably, less than 4000 barrels (about 636 kL), more preferably less than 3000 barrels (about 477 kL) of crude oil or condensate oil is produced per day. The lower limit of the production amount of crude oil or condensate oil per day is not particularly limited, but is preferably, for example, 100 barrels (about 15.9 kL) or more. In addition, the daily production fluid output at the wellhead is preferably less than 30,000 barrels (4770 kL).

本明細書における生産流体は、油井やガス井等の坑井の坑口から生産される流体である。特に坑井が油井である場合、生産流体は、常温常圧の環境下で、液状の炭化水素、気体状の炭化水素ガスと水を主成分とする混合物である。生産流体は、窒素ガス、硫化水素等の含硫黄化合物、二酸化炭素等の気体成分を含有し、さらに、生産井の坑底から液相により輸送される、粘度鉱物の微粒子や、砂等の固形物を少量含有してもよい。生産流体は、特に、油井の坑底では概ね液相であるが、地上近傍で圧力が低下すると、溶解している気相成分が分離し、気−液の混相流体になる。また、液相成分は、静置すれば、通常、炭化水素を主成分とする油相と、水を主成分とする水相とに分離する。油相と水相とのそれぞれには、少量の水分又は油分がエマルジョン状態で含有される。生産流体は、通常セパレータにより生産流体から水分及びガス成分を比重選別により分離し、残った油相部分が原油として、出荷される。このため、油ガス井から生産される生産流体と原油とは、物性・組成・経済的価値の面で明確に異なる物質である。
本明細書における炭化水素ガスは、常温常圧の環境下で気体である炭化水素のことであり、炭素数4以下のアルカンを主成分とする。炭化水素ガスは、セパレータで分離された気相成分(油田随伴ガスともいう)から、含硫黄化合物、水蒸気、窒素ガス等を除去した後、その沸点の違いを利用し、コンデンセート油、石油ガス、天然ガスとして市場に供給される。なお、本明細書において「常温」とは、15℃〜40℃のことをいう。「常圧」とは、特別に減圧も加圧もしないときの圧力をいい、例えば、900〜1100hPaが挙げられる。
The production fluid in this specification is a fluid produced from the wellhead of a well such as an oil well or a gas well. Particularly when the well is an oil well, the production fluid is a mixture mainly composed of liquid hydrocarbon, gaseous hydrocarbon gas and water under an environment of normal temperature and normal pressure. The production fluid contains gaseous components such as nitrogen gas, sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide, and carbon dioxide, and is transported by a liquid phase from the bottom of a production well. The substance may be contained in a small amount. The production fluid is generally in a liquid phase at the bottom of an oil well, but when the pressure decreases near the ground, the dissolved gas phase component is separated and becomes a gas-liquid mixed phase fluid. In addition, the liquid phase component, when allowed to stand, usually separates into an oil phase mainly composed of hydrocarbons and an aqueous phase mainly composed of water. Each of the oil phase and the aqueous phase contains a small amount of water or oil in an emulsion state. The production fluid is usually separated from the production fluid by a separator to separate water and gas components by specific gravity, and the remaining oil phase is shipped as crude oil. For this reason, the production fluid and the crude oil produced from the oil and gas well are substances that are clearly different in terms of physical properties, composition, and economic value.
The hydrocarbon gas in the present specification is a hydrocarbon that is a gas under an environment of normal temperature and normal pressure, and mainly contains an alkane having 4 or less carbon atoms. Hydrocarbon gas is obtained by removing sulfur-containing compounds, water vapor, nitrogen gas, and the like from gas phase components (also referred to as oil field accompanying gas) separated by a separator, and utilizing the difference in boiling points to obtain condensate oil, petroleum gas, It is supplied to the market as natural gas. In addition, in this specification, "normal temperature" means 15 degreeC-40 degreeC. “Normal pressure” refers to a pressure when neither reduced pressure nor increased pressure is applied, and for example, 900 to 1100 hPa.

含硫黄化合物は、硫化水素、チオール基を含有する化合物又はこれらの混合物をいう。ここで、チオール基を含有する化合物としては、化学式「R−SH」で示され、メルカプタン類として分類される含硫黄化合物が挙げられる。ここで、Rは、アルキル基、アリール基、アラルキル基等である。   The sulfur-containing compound refers to hydrogen sulfide, a compound containing a thiol group, or a mixture thereof. Here, examples of the compound containing a thiol group include a sulfur-containing compound represented by the chemical formula “R-SH” and classified as a mercaptan. Here, R is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or the like.

硫黄化合物固定剤は、生産流体に含まれる含硫黄化合物と反応して油溶性化合物を形成し、70℃1気圧の環境下においても含硫黄化合物を第一混合流体の液相中に留めることができる組成物をいう。硫黄化合物固定剤は、常温常圧の環境下で液体であり、油溶性の有機化合物である。
第一混合流体は、生産流体と硫黄化合物固定剤との混合流体である。
硫黄化合物固定剤としては、含硫黄化合物と反応しても安定して存在し、逆反応を起こして含硫黄化合物と分解しない固定剤が挙げられる。硫黄化合物固定剤としては、含硫黄化合物との反応性にすぐれ、安定性にすぐれる、炭素数4以上の炭化水素基に1以上のアルデヒド基が結合した油溶性化合物が好ましい。油溶性の硫黄化合物固定剤としては、例えば、3−メチル−2−ブテナール、1,9−ノナンジアール、2−メチル−1,8−オクタンジアール等が挙げられる。油溶性の硫黄化合物固定剤としては、含硫黄化合物との反応性にすぐれることから、3−メチル−2−ブテナールが好ましい。
これらの硫黄化合物固定剤は、流動性を調整する観点から、灯油、ナフサ、コンデンセート油、原油等に希釈して油溶液として用いることが好ましい。油溶液としては、例えば、硫黄化合物固定剤とナフサを1:3〜3:1の質量比で希釈した混合液を、混合液の2〜20倍の質量の原油で希釈した液体が挙げられる。油溶液としては、例えば、硫黄化合物固定剤とナフサを1:1の質量比で希釈した混合液を、混合液の10倍の質量の原油で希釈した液体が特に好ましい。
なお、本明細書において、「油溶性」とは、JIS K2203:2009に規定する1号の灯油に、化合物と灯油を2:8〜8:2の体積比で混合して、相分離しない化合物が有する性質をいうものとする。
The sulfur compound fixing agent reacts with the sulfur-containing compound contained in the production fluid to form an oil-soluble compound, and can keep the sulfur-containing compound in the liquid phase of the first mixed fluid even at 70 ° C. and 1 atmosphere. A composition that can be made. The sulfur compound fixing agent is an oil-soluble organic compound that is liquid under an environment of normal temperature and normal pressure.
The first mixed fluid is a mixed fluid of the production fluid and the sulfur compound fixing agent.
Examples of the sulfur compound fixing agent include a fixing agent which is stably present even when reacted with the sulfur-containing compound and does not decompose with the sulfur-containing compound due to a reverse reaction. As the sulfur compound fixing agent, an oil-soluble compound having excellent reactivity with a sulfur-containing compound and excellent stability and having at least one aldehyde group bonded to a hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms is preferable. Examples of the oil-soluble sulfur compound fixing agent include 3-methyl-2-butenal, 1,9-nonandial, 2-methyl-1,8-octanedial and the like. As the oil-soluble sulfur compound fixing agent, 3-methyl-2-butenal is preferable because of its excellent reactivity with the sulfur-containing compound.
From the viewpoint of adjusting the fluidity, these sulfur compound fixing agents are preferably diluted with kerosene, naphtha, condensate oil, crude oil or the like and used as an oil solution. Examples of the oil solution include a liquid obtained by diluting a mixed liquid obtained by diluting a sulfur compound fixing agent and naphtha at a mass ratio of 1: 3 to 3: 1 with a crude oil having a mass of 2 to 20 times the mass of the mixed liquid. As the oil solution, for example, a liquid obtained by diluting a mixed liquid obtained by diluting a sulfur compound fixing agent and naphtha at a mass ratio of 1: 1 with crude oil having a mass 10 times the mixed liquid is particularly preferable.
In this specification, the term “oil-soluble” refers to a compound which does not phase-separate by mixing the compound and kerosene in a volume ratio of 2: 8 to 8: 2 with kerosene No. 1 specified in JIS K2203: 2009. Means the properties of

本明細書における気相成分は、炭化水素ガスを含む。気相成分は、この他、炭酸ガス、硫化水素、水蒸気、メルカプタン類等を含む。
本明細書における油相成分は、原油を含む。油相成分は、この他、コンデンセート油、含硫黄化合物、無機金属化合物、有機金属化合物等を含む。
本明細書における液相成分は、油相成分と水相成分とからなる。水相成分は、水の他、メチルメルカプタンやエチルメルカプタン等の水溶性メルカプタン類を含む。
The gas phase component in this specification includes a hydrocarbon gas. The gas phase component further includes carbon dioxide gas, hydrogen sulfide, water vapor, mercaptans, and the like.
The oil phase component in this specification includes crude oil. The oil phase component further includes a condensate oil, a sulfur-containing compound, an inorganic metal compound, an organometallic compound, and the like.
The liquid phase component in the present specification comprises an oil phase component and an aqueous phase component. The aqueous phase component contains water-soluble mercaptans such as methyl mercaptan and ethyl mercaptan in addition to water.

[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態に係る生産流体処理システム、及びこのシステムを用いた生産流体の処理方法について、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
[First embodiment]
Hereinafter, a production fluid treatment system according to a first embodiment of the present invention and a production fluid treatment method using this system will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the characteristics easy to understand, the characteristic portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios and the like of the respective components are not necessarily the same as the actual ones. Absent.

<生産流体処理システム>
図1は、本発明の第一実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。図1に示すように、生産流体処理システム1は、第一混合装置10と、分離装置20と、吸着装置30と、第二混合装置40と、減圧装置50と、攪拌混合装置80と、原油タンク60と、配管L1〜L15と、を備える。
<Production fluid processing system>
FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of the production fluid processing system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the production fluid treatment system 1 includes a first mixing device 10, a separation device 20, an adsorption device 30, a second mixing device 40, a decompression device 50, a stirring and mixing device 80, a crude oil A tank 60 and pipes L1 to L15 are provided.

第一混合装置10は、生産井PWに配管L1で接続されている。配管L1には、チョークバルブCVが備えられている。第一混合装置10の後段には分離装置20が備えられ、第一混合装置10と分離装置20とは、配管L3で接続されている。配管L3には、減圧装置50が備えられている。すなわち、減圧装置50は、分離装置20の前段に位置している。配管L3は、分岐102で配管L4と接続されている。配管L4は、添加部70と接続されている。
分離装置20の後段には吸着装置30が備えられ、分離装置20と吸着装置30とは、配管L7で接続されている。分離装置20の後段には原油タンク60が備えられている。分離装置20と原油タンク60とは、配管L6で接続されている。配管L6には、攪拌混合装置80が備えられている。配管L6は、分岐103で配管L8と接続されている。配管L8は、添加部71と接続されている。分離装置20には配管L5が接続されている。原油タンク60の後段には第二混合装置40が備えられ、原油タンク60と第二混合装置40とは、配管L9で接続されている。第二混合装置40には配管L10が接続されている。
吸着装置30には、配管L11と配管L12とが接続されている。吸着装置30と第二混合装置40とは、配管L12で接続されている。配管L13は、分岐105で配管L12と接続されている。配管L13は、吸着装置30と接続されている。配管L14は、分岐106で配管L13と接続されている。配管L14は、添加部72と接続されている。
The first mixing device 10 is connected to the production well PW by a pipe L1. The pipe L1 is provided with a choke valve CV. A separation device 20 is provided downstream of the first mixing device 10, and the first mixing device 10 and the separation device 20 are connected by a pipe L3. The pressure reducing device 50 is provided in the pipe L3. That is, the decompression device 50 is located before the separation device 20. The pipe L3 is connected to the pipe L4 at a branch 102. The pipe L4 is connected to the adding unit 70.
An adsorbing device 30 is provided downstream of the separating device 20, and the separating device 20 and the adsorbing device 30 are connected by a pipe L7. A crude oil tank 60 is provided downstream of the separation device 20. The separation device 20 and the crude oil tank 60 are connected by a pipe L6. The pipe L6 is provided with a stirring and mixing device 80. The pipe L6 is connected to the pipe L8 at a branch 103. The pipe L8 is connected to the addition unit 71. The pipe L5 is connected to the separation device 20. The second mixing device 40 is provided downstream of the crude oil tank 60, and the crude oil tank 60 and the second mixing device 40 are connected by a pipe L9. A pipe L10 is connected to the second mixing device 40.
The suction device 30 is connected to a pipe L11 and a pipe L12. The adsorption device 30 and the second mixing device 40 are connected by a pipe L12. The pipe L13 is connected to the pipe L12 at a branch 105. The pipe L13 is connected to the suction device 30. The pipe L14 is connected to the pipe L13 at a branch 106. The pipe L14 is connected to the adding section 72.

生産井PWは、特に限定されず、地中から石油を汲み上げて採取できる油井、地中から天然ガスを汲み上げて採取できるガス井等が挙げられる。
チョークバルブCVは、公知のチョークバルブを用いることができ、手動式のチョークバルブであってもよく、自動式のチョークバルブであってもよい。生産流体の圧力を調整しやすい観点から、チョークバルブCVとしては、自動式のチョークバルブが好ましい。
The production well PW is not particularly limited, and examples thereof include an oil well in which oil can be pumped and extracted from the ground, and a gas well in which natural gas can be pumped and extracted from the ground.
A known choke valve can be used as the choke valve CV, and may be a manual choke valve or an automatic choke valve. From the viewpoint of easily adjusting the pressure of the production fluid, the choke valve CV is preferably an automatic choke valve.

(第一混合装置)
第一混合装置10は、生産流体に油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る装置である。
第一混合装置10は、添加部13と、攪拌混合部14と、貯留部15と、配管L1と、配管L2と、配管L15とで構成されている。配管L1は、貯留部15と接続されている。配管L1には、攪拌混合部14が備えられている。配管L1は、分岐101で配管L2と接続されている。配管L2は、添加部13と接続されている。配管L15は、貯留部15と接続されている。
添加部13は、生産流体に油溶性の硫黄化合物固定剤(第一の硫黄化合物固定剤)を添加できるものであればよく、例えば、ギアポンプ等の高圧送液ポンプ等が挙げられる。
攪拌混合部14は、特に限定されず、例えば、スタティックミキサー等のインライン型の混合装置等が挙げられる。
貯留部15は、第一混合流体を一時的に滞留できればよく、貯留タンク、バッファタンクや耐圧タンク、貯留時間を確保する長い配管等が挙げられる。
(First mixing device)
The first mixing device 10 is a device for mixing a production fluid with an oil-soluble sulfur compound fixing agent to obtain a first mixed fluid.
The first mixing device 10 includes an addition unit 13, a stirring and mixing unit 14, a storage unit 15, a pipe L1, a pipe L2, and a pipe L15. The pipe L1 is connected to the storage unit 15. The stirring and mixing unit 14 is provided in the pipe L1. The pipe L1 is connected to the pipe L2 at a branch 101. The pipe L2 is connected to the addition unit 13. The pipe L15 is connected to the storage unit 15.
The addition unit 13 may be any unit that can add an oil-soluble sulfur compound fixing agent (first sulfur compound fixing agent) to the production fluid, and examples thereof include a high-pressure liquid pump such as a gear pump.
The stirring and mixing unit 14 is not particularly limited, and includes, for example, an in-line type mixing device such as a static mixer.
The storage section 15 only needs to be able to temporarily store the first mixed fluid, and examples thereof include a storage tank, a buffer tank, a pressure-resistant tank, and a long pipe for ensuring a storage time.

配管L1としては、特に限定されず、金属製の配管、樹脂製の配管、樹脂に炭素繊維を混入した複合材料を用いた配管等が挙げられる。配管L1は、炭素鋼、クロム系のステンレス鋼が好ましい。配管L1は、寒冷地では、生産流体の流動性を確保するため、グラスウール等の不燃性断熱材で被覆保温されることが好ましい。
配管L2の材質は、配管L1の材質と同じであってもよく、異なっていてもよい。以下、本明細書における配管の種類、材質については同様とする。
The pipe L1 is not particularly limited, and examples thereof include a metal pipe, a resin pipe, and a pipe using a composite material in which carbon fiber is mixed into a resin. The pipe L1 is preferably made of carbon steel or chromium-based stainless steel. In a cold region, it is preferable that the pipe L1 be covered with a non-combustible heat insulating material such as glass wool to keep the temperature of the product fluid in a cold region.
The material of the pipe L2 may be the same as or different from the material of the pipe L1. Hereinafter, the same applies to the types and materials of piping in this specification.

(分離装置)
本実施形態の分離装置20は、第一混合流体から炭化水素ガスを含む気相成分と原油を含む油相成分とを分離する装置である。すなわち、分離装置20は、第一混合流体から炭化水素ガスを含む気相成分を分離するガス分離装置と、第一混合流体から原油を含む油相成分を分離する油分分離装置とを兼ねる。
分離装置20としては、特に限定されず、例えば、比重によって第一混合流体を液相成分と気相成分とに分離できるセパレータ等が挙げられる。
分離装置20としては、本実施形態に限定されず、ガス分離装置と、油分分離装置とを各々有する分離装置であってもよい。油分分離装置としては、例えば、液相成分を水相成分と油相成分とに分離できるセパレータ等が挙げられる。
生産流体処理システム1を小型化する観点から、ガス分離装置と油分分離装置とは、一つの分離装置20が兼ねることが好ましい。
(Separation device)
The separation device 20 of the present embodiment is a device that separates a gaseous phase component containing a hydrocarbon gas and an oil phase component containing a crude oil from a first mixed fluid. That is, the separation device 20 also functions as a gas separation device that separates a gas phase component containing a hydrocarbon gas from the first mixed fluid and an oil separation device that separates an oil phase component containing crude oil from the first mixed fluid.
The separator 20 is not particularly limited, and includes, for example, a separator that can separate the first mixed fluid into a liquid phase component and a gas phase component by specific gravity.
The separation device 20 is not limited to the present embodiment, and may be a separation device having each of a gas separation device and an oil separation device. Examples of the oil separation device include a separator capable of separating a liquid phase component into an aqueous phase component and an oil phase component.
From the viewpoint of reducing the size of the production fluid treatment system 1, it is preferable that one gas separation device and one oil separation device also serve as one separation device 20.

(吸着装置)
吸着装置30は、新たな油溶性の硫黄化合物固定剤(第二の硫黄化合物固定剤)を含む油溶液と分離装置20で分離された気相成分とを接触させる装置である。吸着装置30で気相成分と接触させた後の油溶液を接触油溶液という。
吸着装置30は、例えば、吸収塔等の反応器と、反応器の内部の導入部73とを備える。導入部73は、配管L13と接続されている。導入部73としては、公知のシャワーヘッド、分散板等が挙げられる。
この吸着装置30は、導入部73から油溶液を反応器の内部に噴霧して、気相成分と接触させる装置である。すなわち、吸着装置30は、メタンを主体とする炭化水素ガス、二酸化炭素、硫化水素、水蒸気等の気相成分と、第二の硫黄化合物固定剤を溶媒に溶解した油溶液とを接触させ、特に、硫化水素を吸収する吸収塔である。
吸着装置30としては、油溶液を噴霧する装置に限定されず、吸収塔の底部に溜めた油溶液に、気相成分をバブリングさせる装置でもよいし、充填物を充填した吸収塔であってもよい。
(Suction device)
The adsorption device 30 is a device for bringing an oil solution containing a new oil-soluble sulfur compound fixing agent (second sulfur compound fixing agent) into contact with the gas phase component separated by the separation device 20. The oil solution that has been brought into contact with the gas phase component by the adsorption device 30 is referred to as a contact oil solution.
The adsorption device 30 includes, for example, a reactor such as an absorption tower, and an introduction portion 73 inside the reactor. The introduction part 73 is connected to the pipe L13. Examples of the introduction unit 73 include a known shower head and a dispersion plate.
The adsorption device 30 is a device that sprays an oil solution from the introduction portion 73 into the inside of the reactor and brings the oil solution into contact with a gas phase component. That is, the adsorption device 30 is brought into contact with a gaseous component such as a hydrocarbon gas mainly composed of methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and water vapor, and an oil solution obtained by dissolving the second sulfur compound fixing agent in a solvent. , An absorption tower that absorbs hydrogen sulfide.
The adsorption device 30 is not limited to a device for spraying an oil solution, and may be a device for bubbling a gas phase component to an oil solution stored at the bottom of the absorption tower, or an absorption tower filled with a packing material. Good.

(第二混合装置)
第二混合装置40は、分離装置20で分離された油相成分に、接触油溶液を混合する装置である。
第二混合装置40としては、例えば、スタティックミキサー等のインライン型の混合装置等が挙げられる。
(Second mixing device)
The second mixing device 40 is a device that mixes the contact oil solution with the oil phase component separated by the separation device 20.
As the second mixing device 40, for example, an in-line type mixing device such as a static mixer or the like can be used.

(減圧装置)
減圧装置50は、第一混合流体を減圧する装置である。
第一混合装置10では、設備の大きさ及び含硫黄化合物の除去効率の観点から、第一混合流体は、加圧された状態(例えば、1MPa)で配管L3内を移動する。第一混合流体は、分離装置20内での気相成分と液相成分との分離効率を高めるため、常圧程度(0.3MPa未満)に減圧された状態で分離装置20へと供給されることが好ましい。このため、生産流体処理システム1は、分離装置20の前段に、第一混合流体を減圧する減圧装置50を備えることが好ましい。
減圧装置50は、配管L3内の第一混合流体の圧力を減圧できればよく、例えば、公知の減圧弁、開閉弁や、内径及び長さを調整した配管等が挙げられる。
なお、第一混合流体は、配管L3内を移動する際に圧力損失を受ける。圧力損失により第一混合流体が常圧程度に減圧される場合、減圧装置50を省略してもよい。
(Decompression device)
The decompression device 50 is a device that decompresses the first mixed fluid.
In the first mixing device 10, the first mixed fluid moves in the pipe L3 in a pressurized state (for example, 1 MPa) from the viewpoint of the size of the equipment and the removal efficiency of the sulfur-containing compound. The first mixed fluid is supplied to the separation device 20 in a state where the pressure is reduced to about normal pressure (less than 0.3 MPa) in order to increase the separation efficiency of the gas phase component and the liquid phase component in the separation device 20. Is preferred. For this reason, it is preferable that the production fluid treatment system 1 includes a decompression device 50 that decompresses the first mixed fluid before the separation device 20.
The depressurizing device 50 only needs to be able to reduce the pressure of the first mixed fluid in the pipe L3, and examples thereof include a known depressurizing valve, an on-off valve, and a pipe whose inner diameter and length are adjusted.
Note that the first mixed fluid receives a pressure loss when moving in the pipe L3. When the first mixed fluid is reduced in pressure to about normal pressure due to pressure loss, the pressure reducing device 50 may be omitted.

(原油タンク)
原油タンク60は、分離装置20で分離された油相成分を一時貯留するためのタンクである。
原油タンク60としては、例えば、油相成分を一時貯留することができる備え付けのタンクや、移動可能なタンク積載車両等が挙げられる。
(Crude oil tank)
The crude oil tank 60 is a tank for temporarily storing the oil phase component separated by the separation device 20.
Examples of the crude oil tank 60 include a built-in tank capable of temporarily storing an oil phase component, a movable tank loaded vehicle, and the like.

添加部70は、第一混合流体にエマルジョンブレーカ(油水分離剤)を添加できる装置である。添加部70としては、添加部13と同様のギアポンプ等の高圧送液ポンプ等が挙げられる。
添加部71は、分離装置20で分離された油相成分に油溶性の硫黄化合物固定剤を添加できる装置である。添加部71としては、添加部13と同様のギアポンプ等の高圧送液ポンプ等が挙げられる。
添加部72は、吸着装置30に油溶性の硫黄化合物固定剤を含む油溶液を添加できる装置である。添加部72としては、添加部13と同様のギアポンプ等の高圧送液ポンプ等が挙げられる。
これらの添加部は、互いに同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
The addition unit 70 is a device that can add an emulsion breaker (oil-water separating agent) to the first mixed fluid. Examples of the adding section 70 include a high-pressure liquid sending pump such as a gear pump similar to the adding section 13.
The addition unit 71 is a device that can add an oil-soluble sulfur compound fixing agent to the oil phase component separated by the separation device 20. Examples of the adding unit 71 include a high-pressure liquid sending pump such as a gear pump similar to the adding unit 13.
The addition unit 72 is a device that can add an oil solution containing an oil-soluble sulfur compound fixing agent to the adsorption device 30. Examples of the adding unit 72 include a high-pressure liquid sending pump such as a gear pump similar to the adding unit 13.
These additional portions may be the same or different.

攪拌混合装置80は、特に限定されず、攪拌混合部14と同様である。攪拌混合装置80としては、スタティックミキサー等のインライン型の混合装置等が挙げられる。攪拌混合装置80は、攪拌混合部14と同じであってもよく、異なっていてもよい。
ポンプ81は、特に限定されず、公知の高圧送液ポンプが挙げられる。
The stirring and mixing device 80 is not particularly limited, and is similar to the stirring and mixing unit 14. Examples of the stirring and mixing device 80 include an in-line type mixing device such as a static mixer. The stirring and mixing device 80 may be the same as or different from the stirring and mixing unit 14.
The pump 81 is not particularly limited, and includes a known high-pressure liquid pump.

<生産流体の処理方法>
次に、生産流体処理システム1を用いた、生産流体の処理方法について説明する。
本実施形態の生産流体の処理方法は、第一混合工程と、減圧工程と、ガス分離工程と、油分分離工程と、吸着工程と、第二混合工程とを有する。
第一混合工程は、炭化水素ガスと原油と含硫黄化合物とを含む生産流体に、油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る工程である。
本実施形態の生産流体の処理方法は、第一混合工程を有することで、生産流体中の含硫黄化合物を硫黄化合物固定剤に固定できる。
<Processing method of production fluid>
Next, a method of processing a production fluid using the production fluid treatment system 1 will be described.
The method for treating a production fluid according to the present embodiment includes a first mixing step, a decompression step, a gas separation step, an oil separation step, an adsorption step, and a second mixing step.
The first mixing step is a step of mixing a production fluid containing hydrocarbon gas, crude oil, and a sulfur-containing compound with an oil-soluble sulfur compound fixing agent to obtain a first mixed fluid.
The method for treating a production fluid of the present embodiment can fix the sulfur-containing compound in the production fluid to the sulfur compound fixing agent by having the first mixing step.

本実施形態では、生産井PWから採掘された生産流体は、坑井内を上昇する過程で減圧され、気泡状のガス(気相成分)と液相成分との2相流体として、生産井PW中の圧力により配管L1内を移動する。液相成分は、水、液状炭化水素、及びこれらに溶解しているガス組成物を含む。
配管L1内における生産流体の圧力(配管内における生産流体の圧力は、大気圧(0.1013MPa)との差をいう。以下同じ。)は、例えば、0.1〜10MPaが好ましく、0.3〜5.5MPaがより好ましい。配管L1内における生産流体の圧力は、通常は、上記数値範囲内に設定される。
In the present embodiment, the production fluid mined from the production well PW is decompressed in the process of ascending in the well and is converted into a two-phase fluid of a gaseous gas (gas phase component) and a liquid phase component in the production well PW Moves in the pipe L1 by the pressure of. Liquid phase components include water, liquid hydrocarbons, and gas compositions dissolved therein.
The pressure of the production fluid in the pipe L1 (the pressure of the production fluid in the pipe refers to the difference from the atmospheric pressure (0.1013 MPa); the same applies hereinafter) is preferably, for example, 0.1 to 10 MPa, and 0.3. -5.5 MPa is more preferable. The pressure of the production fluid in the pipe L1 is usually set within the above numerical range.

生産流体は、チョークバルブCVを開とすることにより配管L1内をさらに移動し、添加部13から配管L2を介して供給される第一の硫黄化合物固定剤と分岐101で合流し、攪拌混合部14で分散され、第一混合流体となる(第一混合工程)。
第一混合工程で生産流体に添加される硫黄化合物固定剤(第一の硫黄化合物固定剤)は、反応時間が反応時間面で不利であっても、生産流体中のメルカプタン等のチオール基を有する有機硫黄化合物との反応性に富む、3−メチル−2−ブテナールのような硫黄化合物固定剤が好適である。第一の硫黄化合物固定剤の添加量は、生産流体に含まれる硫化水素及びメルカプタンのモル数に対しアルデヒド基換算で1〜10倍が好ましく、1.2〜3倍がより好ましい。また、第一の硫黄化合物固定剤が、3−メチル−2−ブテナールの場合、第一の硫黄化合物固定剤の添加量は、生産流体に含まれる硫黄原子の質量に対し、質量比で1〜10倍が好ましく、1.5〜3倍がより好ましい。
第一混合流体は、貯留部15に供給され、一時貯留される(貯留操作)。本実施形態の貯留部15は、耐圧性を得るために、円筒状の胴体部分とこれに被せるドーム状の頂部とを有する耐圧タンクである。第一混合流体は、胴体部分の底部近傍で、円筒状の壁面の接線方向に配管L1でタンク(胴体部分)内に導入され、頂部から配管L3で貯留部15の外部へ排出される。また、貯留部15の底部には排出用の配管L15が設けられ、貯留部15内で、油相と水相の分離が生じた場合、溜まった水相部分は、配管L15を介して貯留部15の外部に排出される。
The production fluid further moves in the pipe L1 by opening the choke valve CV, merges with the first sulfur compound fixing agent supplied from the addition section 13 via the pipe L2 at the branch 101, and mixes with the stirring and mixing section. The mixture is dispersed at 14 and becomes a first mixed fluid (first mixing step).
The sulfur compound fixing agent (first sulfur compound fixing agent) added to the production fluid in the first mixing step has a thiol group such as mercaptan in the production fluid even if the reaction time is disadvantageous in terms of the reaction time. Sulfur compound fixing agents, such as 3-methyl-2-butenal, which are highly reactive with organic sulfur compounds are preferred. The addition amount of the first sulfur compound fixing agent is preferably 1 to 10 times, more preferably 1.2 to 3 times, the number of moles of hydrogen sulfide and mercaptan contained in the production fluid in terms of aldehyde groups. Further, when the first sulfur compound fixing agent is 3-methyl-2-butenal, the amount of the first sulfur compound fixing agent is 1 to 1 in mass ratio to the mass of sulfur atoms contained in the production fluid. 10 times is preferable, and 1.5 to 3 times is more preferable.
The first mixed fluid is supplied to the storage unit 15 and is temporarily stored (a storage operation). The storage section 15 of the present embodiment is a pressure-resistant tank having a cylindrical body portion and a dome-shaped top that covers the body portion in order to obtain pressure resistance. The first mixed fluid is introduced into the tank (body portion) through the pipe L1 in the tangential direction of the cylindrical wall near the bottom of the body portion, and is discharged from the top to the outside of the storage unit 15 by the pipe L3. Further, a discharge pipe L15 is provided at the bottom of the storage section 15, and when the oil phase and the aqueous phase are separated in the storage section 15, the collected aqueous phase portion is stored in the storage section via the pipe L15. 15 is discharged outside.

第一混合流体中の含硫黄化合物は、硫黄化合物固定剤と反応し、油溶性、かつ、不揮発性の化合物として、第一混合流体の油相成分に溶解する。このため、第一混合流体の気相成分と水相成分に含まれる含硫黄化合物を除去できる。
なお、本明細書において、不揮発性の化合物とは、常温で気化しない又は気化しにくい化合物のことをいう。
第一混合流体が貯留部15に滞留する時間(滞留時間)は、含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤が反応する時間を確保する観点から長くする方が好ましい。本実施形態のタンク状の貯留部15では、貯留部15の内部での第一混合流体の流速が遅いため、気相−液相の分離、及び、液相内での、油相−水相の分離が生じやすい。このため、例えば、硫黄化合物固定剤が3−メチル−2−ブテナールで、第一混合流体の温度が30℃の場合、滞留時間は、0.5〜3時間が好ましく、0.7〜2時間がより好ましく、1〜1.5時間がさらに好ましい。滞留時間が上記下限値以上であると、第一混合流体の気相と水相に含まれる含硫黄化合物の濃度をより低減しやすい。滞留時間が上記上限値以下であると、生産流体をより効率よく処理しやすい。
貯留部15内の温度は、貯留部15内で第一混合流体の粘度を10〜10000Pa・sとする温度が好ましい。貯留部15内の温度は、例えば、重質油を産出する油井に本発明を適用する場合、30〜80℃が好ましい。
The sulfur-containing compound in the first mixed fluid reacts with the sulfur compound fixing agent and dissolves in the oil phase component of the first mixed fluid as an oil-soluble and non-volatile compound. Therefore, the sulfur-containing compound contained in the gas phase component and the water phase component of the first mixed fluid can be removed.
Note that in this specification, a non-volatile compound refers to a compound that does not vaporize or hardly vaporizes at room temperature.
The time during which the first mixed fluid stays in the storage section 15 (residence time) is preferably longer from the viewpoint of ensuring the time for the sulfur-containing compound to react with the sulfur compound fixing agent. In the tank-shaped storage section 15 of the present embodiment, since the flow rate of the first mixed fluid inside the storage section 15 is low, the gas phase-liquid phase separation, and the oil phase-water phase in the liquid phase Separation easily occurs. Therefore, for example, when the sulfur compound fixing agent is 3-methyl-2-butenal and the temperature of the first mixed fluid is 30 ° C., the residence time is preferably 0.5 to 3 hours, and is preferably 0.7 to 2 hours. Is more preferable, and 1 to 1.5 hours is still more preferable. When the residence time is equal to or longer than the lower limit, the concentration of the sulfur-containing compound contained in the gas phase and the aqueous phase of the first mixed fluid is more easily reduced. When the residence time is less than or equal to the upper limit, the production fluid can be more efficiently processed.
The temperature in the storage section 15 is preferably a temperature at which the viscosity of the first mixed fluid in the storage section 15 is 10 to 10000 Pa · s. The temperature in the storage unit 15 is preferably 30 to 80 ° C., for example, when the present invention is applied to an oil well that produces heavy oil.

第一混合流体は、油相、水相、気相が混合した粘稠な流体で、タンク状の貯留部15内部を上昇する。この時、水頭差により、貯留部15の内部の気体成分の一部が気相に移動する。
第一混合工程で得られた第一混合流体は、配管L3を介して分離装置20へと供給される。なお、第一混合流体が気−液2相の流体の場合、配管L3は、トラップの形成を防止するために、分離装置20に向かうように、0〜1.5%の上昇勾配を設けて接続されることが好ましい。
The first mixed fluid is a viscous fluid in which an oil phase, an aqueous phase, and a gas phase are mixed, and rises inside the tank-shaped storage unit 15. At this time, a part of the gas component inside the storage unit 15 moves to the gas phase due to the head difference.
The first mixed fluid obtained in the first mixing step is supplied to the separation device 20 via the pipe L3. When the first mixed fluid is a gas-liquid two-phase fluid, the pipe L3 is provided with an ascending gradient of 0 to 1.5% toward the separation device 20 in order to prevent the formation of a trap. Preferably, they are connected.

第一混合流体は、加圧された状態(L1の圧力から貯留部15内の水頭分を減じた圧力)で配管L3に供給され、配管L3内を移動する。分離装置20は、2〜3段のセパレータ(Gas-Oil-Separator)で、形成されることが好ましい。分離装置20内での気相成分と液相成分とを安定して分離するため、第一混合流体は、3MPa未満に減圧された状態で分離装置20へと供給されることが好ましい。このため、本実施形態の生産流体の処理方法は、ガス分離工程の前に、第一混合流体を減圧する減圧工程を有することが好ましい。
減圧工程における第一混合流体の圧力は、例えば、0.3〜1.5MPaが好ましく、0.7〜1.0MPaがより好ましい。第一混合流体の圧力が上記数値範囲内であると、分離装置20内での気相成分と液相成分との分離効率をより高めやすい。
なお、圧力損失により第一混合流体が常圧程度に減圧される場合、減圧工程を省略してもよい。
The first mixed fluid is supplied to the pipe L3 in a pressurized state (pressure obtained by subtracting the water head in the storage unit 15 from the pressure of L1) and moves in the pipe L3. The separation device 20 is preferably formed of a two- or three-stage separator (Gas-Oil-Separator). In order to stably separate the gas phase component and the liquid phase component in the separation device 20, it is preferable that the first mixed fluid is supplied to the separation device 20 in a state where the pressure is reduced to less than 3 MPa. For this reason, it is preferable that the processing method of the production fluid of the present embodiment includes a decompression step of decompressing the first mixed fluid before the gas separation step.
The pressure of the first mixed fluid in the decompression step is, for example, preferably from 0.3 to 1.5 MPa, and more preferably from 0.7 to 1.0 MPa. When the pressure of the first mixed fluid is within the above numerical range, the separation efficiency of the gas phase component and the liquid phase component in the separation device 20 is more easily increased.
When the first mixed fluid is depressurized to about normal pressure due to pressure loss, the depressurizing step may be omitted.

生産流体は、炭化水素(原油成分)とともに生産流体の総質量に対して10〜95質量%の水分を含む。水分の一部は、原油成分とエマルジョン(乳濁液)になっている。このため、油水分離の観点から貯留部15を出た第一混合流体に、エマルジョンブレーカ(油水分離剤)を投入することが好ましい。
エマルジョンブレーカとしては、硫酸カリウムアルミニウム12水和物(カリウムミョウバン)等の2又は3価の金属イオン、ポリエチレンオキサイドやノニルフェノール等を含有するノニオン界面活性剤、ホルマリン縮合物を含有するアニオン界面活性剤等の界面活性剤等が挙げられる。
The production fluid contains 10 to 95% by mass of water with respect to the total mass of the production fluid together with the hydrocarbon (crude oil component). Part of the water is in the form of a crude oil component and an emulsion (emulsion). For this reason, it is preferable to add an emulsion breaker (oil-water separating agent) to the first mixed fluid that has exited the storage unit 15 from the viewpoint of oil-water separation.
Examples of the emulsion breaker include a nonionic surfactant containing divalent or trivalent metal ions such as potassium aluminum sulfate dodecahydrate (potassium alum), a nonionic surfactant containing polyethylene oxide and nonylphenol, and an anionic surfactant containing a formalin condensate. Surfactants and the like.

エマルジョンブレーカは、添加部70から配管L4を介して供給され、分岐102で第一混合流体と合流し、混合される。
エマルジョンブレーカの投入量は、生産流体の水分量に応じて調整でき、例えば、第一混合流体1Lに対して、0.5〜10gが好ましい。
エマルジョンブレーカを混合された第一混合流体は、減圧装置50により減圧され、分離装置20へと供給される。
The emulsion breaker is supplied from the addition unit 70 via the pipe L4, merges with the first mixed fluid at the branch 102, and is mixed.
The input amount of the emulsion breaker can be adjusted according to the water content of the production fluid, and for example, is preferably 0.5 to 10 g per 1 L of the first mixed fluid.
The first mixed fluid mixed with the emulsion breaker is decompressed by the decompression device 50 and supplied to the separation device 20.

エマルジョンブレーカは、硫黄化合物固定剤の添加前、又は添加直後に投入してもよい。しかし、エマルジョンブレーカは、生産流体に硫黄化合物固定剤を添加してから一定時間経過後にエマルジョンブレーカを投入することが好ましい。含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応が進行してからエマルジョンブレーカを投入することで、メタンチオール、エタンチオール等の水溶性メルカプタンとして、水相中に含硫黄化合物が移行することを抑制しやすいためである。
また、本実施形態では、第一混合流体はタンク状の貯留部15で一時貯留される。このため、貯留部15内での第一混合流体の流速が遅く、貯留部15内で過剰に油水分離を起こしやすい。貯留部15内での過剰な油水分離を防止する観点からも、第一混合流体が貯留部15を出た後にエマルジョンブレーカを投入することが好ましい。
The emulsion breaker may be charged before or immediately after the addition of the sulfur compound fixing agent. However, it is preferable that the emulsion breaker is charged after a certain period of time from the addition of the sulfur compound fixing agent to the production fluid. By introducing an emulsion breaker after the reaction between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent has progressed, the transfer of the sulfur-containing compound into the aqueous phase as a water-soluble mercaptan such as methanethiol or ethanethiol is suppressed. Because it is easy.
In the present embodiment, the first mixed fluid is temporarily stored in the tank-shaped storage unit 15. For this reason, the flow rate of the first mixed fluid in the storage unit 15 is low, and oil-water separation in the storage unit 15 is likely to occur excessively. Also from the viewpoint of preventing excessive oil-water separation in the storage unit 15, it is preferable that the emulsion breaker is charged after the first mixed fluid has left the storage unit 15.

分離装置20に供給された第一混合流体は、比重により、気相成分と液相成分とに分離される(ガス分離工程)。
ガス分離工程における分離装置20内の温度は、例えば、10〜80℃が好ましく、30〜60℃がより好ましい。
ガス分離工程における分離装置20入口の圧力は、例えば、大気圧より0.05〜3MPa高いことが好ましく、大気圧より0.1〜3MPa高いことがより好ましい。分離装置20入口の圧力が上記下限値以上であると、第一混合流体のガス分離を抑制でき、第一混合流体の液相中でより多くの含硫黄化合物を硫黄化合物固定剤により捕集でき、ガス分離工程で分離される気相成分中の含硫黄化合物の濃度を低くしやすい。分離装置20入口の圧力が上記上限値以下であると、分離装置20がGas-Oil-Separatorを構成する場合、Gas-Oil-Separator内で、ガス成分が急激に液相から分離することを抑制し、気液分離を容易にしやすい。このため、坑口(生産井PWの出口)圧力が低い油井でチョークバルブCV近傍における生産流体の圧力が0.3MPaを下回る場合は、例えば、坑口とチョークバルブCVとの間に多相流ポンプ等の昇圧手段を設けることが好ましい。
ガス分離工程で分離された気相成分は、炭化水素ガスを含む。気相成分は、配管L7を介して吸着装置30へと供給される。
The first mixed fluid supplied to the separation device 20 is separated into a gas phase component and a liquid phase component by specific gravity (gas separation step).
The temperature in the separation device 20 in the gas separation step is, for example, preferably from 10 to 80 ° C, and more preferably from 30 to 60 ° C.
For example, the pressure at the inlet of the separation device 20 in the gas separation step is preferably 0.05 to 3 MPa higher than atmospheric pressure, and more preferably 0.1 to 3 MPa higher than atmospheric pressure. When the pressure at the inlet of the separation device 20 is equal to or higher than the lower limit, gas separation of the first mixed fluid can be suppressed, and more sulfur-containing compounds can be collected by the sulfur compound fixing agent in the liquid phase of the first mixed fluid. In addition, the concentration of the sulfur-containing compound in the gas phase component separated in the gas separation step is easily reduced. When the pressure at the inlet of the separation device 20 is equal to or less than the upper limit, when the separation device 20 forms a Gas-Oil-Separator, the gas component is prevented from being rapidly separated from the liquid phase in the Gas-Oil-Separator. And facilitates gas-liquid separation. For this reason, when the pressure of the production fluid in the vicinity of the choke valve CV is lower than 0.3 MPa in an oil well having a low wellhead (outlet of the production well PW) pressure, for example, a multiphase flow pump or the like is provided between the wellhead and the choke valve CV. Is preferably provided.
The gas phase component separated in the gas separation step contains a hydrocarbon gas. The gas phase component is supplied to the adsorption device 30 via the pipe L7.

ガス分離工程で分離された第一混合流体中の液相成分は、比重により、水相成分と油相成分とに分離される(油分分離工程)。
油分分離工程で分離された水相成分は、配管L5を介して系外に排出される。系外に排出された水相成分は、いわゆる油田随伴水である。油田随伴水は、溶存する重金属イオン、有機物等を除去した上で、地下に再圧入、もしくは環境中に放流される。
生産流体中に多量の鉄イオンが含まれる場合、油田随伴水に多量の硫化鉄が沈殿しやすい。このため、油田随伴水を地下に再圧入する場合、透水層への目詰まり防止の観点から、比重分離及びろ過による除去が必要となる。
本実施形態では、第一の硫黄化合物固定剤を用いることで、硫化鉄等の鉄硫化物が生産流体中に排出されないという特徴を有する。このため、比重分離及びろ過による鉄硫化物の除去が不要である。
油分分離工程で分離された油相成分は、原油を含む。油相成分は、配管L6を介して原油タンク60へと供給される。
The liquid phase component in the first mixed fluid separated in the gas separation step is separated into an aqueous phase component and an oil phase component by specific gravity (oil separation step).
The aqueous phase component separated in the oil separation step is discharged out of the system via the pipe L5. The water phase component discharged out of the system is so-called oil field accompanying water. After removing dissolved heavy metal ions, organic substances, etc., the oil field accompanying water is re-injected underground or discharged into the environment.
When a large amount of iron ions are contained in the production fluid, a large amount of iron sulfide easily precipitates in the oil field accompanying water. For this reason, when refilling the oilfield accompanying water into the underground, it is necessary to remove the water by specific gravity separation and filtration from the viewpoint of preventing clogging of the permeable layer.
The present embodiment has a feature that by using the first sulfur compound fixing agent, iron sulfide such as iron sulfide is not discharged into the production fluid. For this reason, it is not necessary to remove iron sulfide by specific gravity separation and filtration.
The oil phase component separated in the oil separation step contains crude oil. The oil phase component is supplied to the crude oil tank 60 via the pipe L6.

ガス分離工程と油分分離工程とは、別々に行われてもよく、同時に行われてもよい。本実施形態では、ガス分離装置と油分分離装置とは、一つの分離装置20が兼ねており、ガス分離工程と油分分離工程とは、同時に行われる。すなわち、本実施形態では、分離装置20に供給された第一混合流体は、比重により、気相成分と水相成分と油相成分との3相に分離される。
生産流体処理システム1を小型化する観点、生産流体の処理効率をより向上する観点から、ガス分離工程と油分分離工程とは、同時に行われることが好ましい。例えば、分離装置20にGas-Oil-Separatorを適用することで、ガス分離工程と油分分離工程とは、同時に行われる。
The gas separation step and the oil separation step may be performed separately or simultaneously. In the present embodiment, the gas separation device and the oil separation device are shared by one separation device 20, and the gas separation process and the oil separation process are performed simultaneously. That is, in the present embodiment, the first mixed fluid supplied to the separation device 20 is separated into three phases of a gas phase component, an aqueous phase component, and an oil phase component by specific gravity.
From the viewpoint of reducing the size of the production fluid treatment system 1 and improving the treatment efficiency of the production fluid, the gas separation step and the oil separation step are preferably performed simultaneously. For example, by applying a Gas-Oil-Separator to the separation device 20, the gas separation step and the oil separation step are performed simultaneously.

分離装置20で分離された気相成分は、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素ガスと、炭素数5以上の炭化水素、金属水銀や水等の蒸気と、硫化水素等の含硫黄化合物とを含有する。気相成分に含まれる含硫黄化合物としては、水相成分に溶解する、あるいは、ガス分離工程までのプロセスで既に液相から気相成分に移動している等の理由で、これまでの工程で除去できなかった硫化水素等が挙げられる。
分離装置20で分離された気相成分は、含有される金属水銀、水分等を必要に応じて除去した後、配管L7を介して吸着装置30へと供給される。
The gas phase components separated by the separation device 20 include hydrocarbon gases such as methane, ethane, propane, and butane, hydrocarbons having 5 or more carbon atoms, vapors such as metallic mercury and water, and sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide. And The sulfur-containing compound contained in the gas phase component may be dissolved in the aqueous phase component, or may have already been transferred from the liquid phase to the gas phase component in the process up to the gas separation step. Examples include hydrogen sulfide that could not be removed.
The gas phase component separated by the separation device 20 is supplied to the adsorption device 30 via the pipe L7 after removing the contained metallic mercury, moisture, and the like as necessary.

吸着装置30では、新たな油溶性の硫黄化合物固定剤(第二の硫黄化合物固定剤)を含む油溶液が、添加部72から配管L14、分岐106、配管L13を介して、導入部73から導入される。第二の硫黄化合物固定剤を含む油溶液は、粘度を下げ、気相成分との接触面積を増やすために、質量換算で1〜10倍のナフサで希釈して導入される。その結果、油溶液と気相成分とが接触し(吸着工程)、気相成分中の含硫黄化合物は、油溶液の中の硫黄化合物固定剤に吸着され、吸着装置30の底部に貯留される。含硫黄化合物を吸着した油溶液(接触油溶液)は、新たに添加される油溶液とともにポンプ81で循環使用される。この過程でオーバーフローした接触油溶液は、含硫黄化合物を液中に固定した状態で、分岐105、配管L12を介して第二混合装置40へと供給される。   In the adsorption device 30, an oil solution containing a new oil-soluble sulfur compound fixing agent (second sulfur compound fixing agent) is introduced from the addition unit 72 through the pipe L14, the branch 106, and the pipe L13 from the introduction unit 73. Is done. The oil solution containing the second sulfur compound fixing agent is introduced after being diluted with 1 to 10 times by mass conversion naphtha in order to reduce the viscosity and increase the contact area with the gas phase component. As a result, the oil solution comes into contact with the gas phase component (adsorption step), and the sulfur-containing compound in the gas phase component is adsorbed by the sulfur compound fixing agent in the oil solution and stored at the bottom of the adsorption device 30. . The oil solution (contact oil solution) on which the sulfur-containing compound has been adsorbed is circulated by the pump 81 together with the newly added oil solution. The contact oil solution overflowing in this process is supplied to the second mixing device 40 via the branch 105 and the pipe L12 in a state where the sulfur-containing compound is fixed in the liquid.

吸着工程における第二の硫黄化合物固定剤を含む油溶液の添加量は、例えば、時間当たりの気相成分に含まれる硫化水素のモル数に対し、アルデヒド基換算で2〜5倍のモル数が好ましく、3〜5倍のモル数がより好ましい。
吸着工程における吸着装置30内の温度は、例えば、10〜150℃が好ましく、20〜130℃がより好ましく、30〜95℃がさらに好ましい。吸着装置30内の温度が上記下限値以上であると、含硫黄化合物が第二の硫黄化合物固定剤に吸着されやすい。吸着装置30内の温度が上記上限値以下であると、含硫黄化合物を吸着した第二の硫黄化合物固定の分解を抑制しやすく、かつ、ナフサ成分の気相成分中への蒸発を抑制できる。
なお、第二の硫黄化合物固定剤は、第一の硫黄化合物固定剤と同じでもよく、異なっていてもよい。第二の硫黄化合物固定剤としては、吸着装置30の小型化を図る観点から、3−メチル−2−ブテナールよりも反応速度が速い1,9−ノナンジアール、2−メチル−1,8−オクタンジアールが好ましい。
The amount of the oil solution containing the second sulfur compound fixing agent in the adsorption step is, for example, 2 to 5 times the number of moles of aldehyde groups in terms of the number of moles of hydrogen sulfide contained in the gas phase component per hour. Preferably, 3 to 5 times the number of moles is more preferable.
The temperature in the adsorption device 30 in the adsorption step is, for example, preferably from 10 to 150 ° C, more preferably from 20 to 130 ° C, and still more preferably from 30 to 95 ° C. When the temperature in the adsorption device 30 is equal to or higher than the lower limit, the sulfur-containing compound is easily adsorbed by the second sulfur compound fixing agent. When the temperature in the adsorption device 30 is equal to or lower than the above upper limit, the decomposition of the second sulfur compound fixed by adsorbing the sulfur-containing compound is easily suppressed, and the evaporation of the naphtha component into the gas phase component can be suppressed.
In addition, the second sulfur compound fixing agent may be the same as or different from the first sulfur compound fixing agent. As the second sulfur compound fixing agent, 1,9-nonandial, 2-methyl-1,8-octanediene, which has a higher reaction rate than 3-methyl-2-butenal, from the viewpoint of reducing the size of the adsorption device 30. Earl is preferred.

吸着工程における吸着装置30内の圧力は、大きくすれば、吸着装置30の大きさを抑えることが可能であるが、一方、耐圧等での設備コストや、昇圧設備が必要となる。このため、吸着工程における吸着装置30内の圧力は、0〜10MPaが好ましく、0.1〜0.5MPaがより好ましい。   If the pressure in the adsorption device 30 in the adsorption step is increased, the size of the adsorption device 30 can be reduced, but equipment costs such as pressure resistance and pressure boosting equipment are required. For this reason, the pressure in the adsorption device 30 in the adsorption step is preferably from 0 to 10 MPa, more preferably from 0.1 to 0.5 MPa.

吸着工程で含硫黄化合物が除去された炭化水素ガスを含む気相成分は、精製された油田随伴ガスとして配管L11を介して出荷される。配管L11を介して出荷される油田随伴ガスは、最終的に二酸化炭素や残留する硫化水素、水蒸気、水銀等を除去した上で、沸点別に天然ガス、液化石油ガス、コンデンセート油等に分離され、製品化される。
出荷される油田随伴ガス中の硫化水素濃度は、出荷に使用されるパイプラインの規格にもよるが、例えば、10000ppm(ppmは、出荷される油田随伴ガスの体積に対する硫化水素ガスの体積の割合である。この段落において、以下同じ。)以下が好ましく、3000ppm以下がより好ましく、1000ppm以下がさらに好ましい。
なお、出荷される油田随伴ガス中の硫化水素濃度は、硫化水素によるパイプライン等の出荷設備の腐蝕を防止するために設定されるもので、出荷設備及び出荷先LNGプラント等の仕様や規格により異なる濃度となる。
なお、硫化水素含有濃度は、0ppmであることが最も好ましいが、上記上限値以下であれば、パイプライン等の出荷設備の腐蝕を防止できるため、0ppmまで減じる場合の経済性等も考慮して0ppm超であってもよい。
上述したように、出荷される油田随伴ガス中の硫化水素濃度を低減する観点から、生産流体の処理方法は、ガス分離工程の後に、吸着工程を有することが好ましい。
The gas phase component containing the hydrocarbon gas from which the sulfur-containing compound has been removed in the adsorption step is shipped via the pipe L11 as a refined oil field accompanying gas. Oil field accompanying gas shipped via the pipe L11 is finally separated into natural gas, liquefied petroleum gas, condensate oil, etc. by boiling point after removing carbon dioxide, residual hydrogen sulfide, water vapor, mercury, etc. Be commercialized.
The concentration of hydrogen sulfide in the oil field accompanying gas to be shipped depends on the specifications of the pipeline used for shipping. For example, 10,000 ppm (ppm is the ratio of the volume of hydrogen sulfide gas to the volume of the oil field accompanying gas to be shipped. In this paragraph, the same applies hereinafter.) Is preferably at most 3000 ppm, more preferably at most 1,000 ppm.
Note that the concentration of hydrogen sulfide in the oil field accompanying gas to be shipped is set to prevent corrosion of shipping facilities such as pipelines due to hydrogen sulfide, and depends on the specifications and standards of the shipping facility and the destination LNG plant. Different concentrations.
The hydrogen sulfide content is most preferably 0 ppm. However, if the concentration is less than the upper limit, corrosion of shipping facilities such as pipelines can be prevented. It may be more than 0 ppm.
As described above, from the viewpoint of reducing the concentration of hydrogen sulfide in the oil field accompanying gas to be shipped, the treatment method of the production fluid preferably has an adsorption step after the gas separation step.

油分分離工程で分離された油相成分は、配管L6を介して原油タンク60へと供給される。未反応の含硫黄化合物をより確実に原油中に固定するため、分離装置20で分離された油相成分には、添加部71から配管L8、分岐103を介して硫黄化合物固定剤(第三の硫黄化合物固定剤)がさらに添加されてもよい。
第三の硫黄化合物固定剤の添加量は、第一の硫黄化合物固定の添加量と同様である。
第三の硫黄化合物固定剤は、第一の硫黄化合物固定と同じでもよく、異なっていてもよい。
第三の硫黄化合物固定剤が添加された油相成分は、攪拌混合装置80で分散され、原油タンク60へと供給される。
The oil phase component separated in the oil separation step is supplied to the crude oil tank 60 via the pipe L6. In order to more reliably fix unreacted sulfur-containing compounds in the crude oil, the oil-phase components separated by the separator 20 are added to the sulfur compound fixing agent (third) from the addition unit 71 via the pipe L8 and the branch 103. Sulfur compound fixing agent) may be further added.
The addition amount of the third sulfur compound fixing agent is the same as the addition amount of the first sulfur compound fixing agent.
The third sulfur compound fixing agent may be the same as or different from the first sulfur compound fixing agent.
The oil phase component to which the third sulfur compound fixing agent has been added is dispersed by the stirring and mixing device 80 and supplied to the crude oil tank 60.

原油タンク60に供給された油相成分は、原油タンク60で一時貯留される。油相成分を原油タンク60で一時貯留することにより、油相成分中の含硫黄化合物と、硫黄化合物固定剤との反応をよりいっそう進行させることができる。   The oil phase component supplied to the crude oil tank 60 is temporarily stored in the crude oil tank 60. By temporarily storing the oil phase component in the crude oil tank 60, the reaction between the sulfur-containing compound in the oil phase component and the sulfur compound fixing agent can be further advanced.

原油タンク60で一時貯留された後、油相成分は、配管L9を介して第二混合装置40へと供給される。第二混合装置40では、吸着装置30で気相成分と接触し、気相中の硫化水素を吸収し、固定した第二の硫黄化合物固定剤が、油溶液(接触油溶液)として混合される(第二混合工程)。その結果、第二の硫黄化合物固定剤は、硫化水素と反応後も油溶性であり、油相成分に均一に混合され、第二混合流体を形成する。第二混合流体は、配管L10を介して排出される。排出された第二混合流体は、パイプラインやタンクローリー等の輸送手段を経て、より大規模な石油精製プラントで脱硫処理が行われる。
第二混合工程における接触油溶液は、未反応の第二の硫黄化合物固定剤を含む。このため、配管L10以降の輸送過程でも、第二混合流体中に残留する硫化水素を吸収し、固定できる。第二混合工程における接触油溶液の添加量は、第一混合工程における第一の硫黄化合物固定剤の添加量の0.03〜0.3倍程度でよい。
After being temporarily stored in the crude oil tank 60, the oil phase component is supplied to the second mixing device 40 via the pipe L9. In the second mixing device 40, the second sulfur compound fixing agent that is in contact with the gas phase component in the adsorption device 30, absorbs hydrogen sulfide in the gas phase, and is fixed is mixed as an oil solution (contact oil solution). (Second mixing step). As a result, the second sulfur compound fixing agent is oil-soluble even after reacting with hydrogen sulfide, and is uniformly mixed with the oil phase component to form a second mixed fluid. The second mixed fluid is discharged via the pipe L10. The discharged second mixed fluid is subjected to desulfurization treatment in a larger-scale petroleum refining plant via transportation means such as a pipeline or a tank lorry.
The contact oil solution in the second mixing step contains an unreacted second sulfur compound fixing agent. Therefore, even in the transportation process after the pipe L10, the hydrogen sulfide remaining in the second mixed fluid can be absorbed and fixed. The addition amount of the contact oil solution in the second mixing step may be about 0.03 to 0.3 times the addition amount of the first sulfur compound fixing agent in the first mixing step.

第二混合流体中の硫黄化合物固定剤と反応していない揮発性の含硫黄化合物の濃度は、1000ppm(ppmは、第二混合流体の体積に対する揮発性の含硫黄化合物の体積の割合である。この段落において、以下同じ。)以下が好ましく、500ppm以下がより好ましく、100ppm以下がさらに好ましい。
第二混合流体中の硫黄化合物固定剤と反応していない揮発性の含硫黄化合物の濃度が上記上限値以下であると、パイプライン等の腐食を抑制しやすい。このため、生産流体の処理方法は、第二混合工程をさらに有することが好ましい。
The concentration of the volatile sulfur-containing compound that has not reacted with the sulfur compound fixing agent in the second mixed fluid is 1000 ppm (ppm is the ratio of the volume of the volatile sulfur-containing compound to the volume of the second mixed fluid. In this paragraph, the same applies hereinafter.) Or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 100 ppm or less.
When the concentration of the volatile sulfur-containing compound that has not reacted with the sulfur compound fixing agent in the second mixed fluid is equal to or less than the upper limit, corrosion of a pipeline or the like is easily suppressed. For this reason, it is preferable that the method for treating the production fluid further includes a second mixing step.

本実施形態の生産流体処理システム1は、第一混合装置10を備える。第一混合装置10によれば、生産流体に含まれる含硫黄化合物を硫黄化合物固定剤に固定し、生産流体に含まれる原油に溶解できる。このため、生産流体の気相成分に含まれる含硫黄化合物を除去しやすい。
第一混合装置10は、貯留部15を備える。貯留部15では、第一混合流体が一時貯留され、含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応が促進される。このため、気相成分に含まれる含硫黄化合物をより多く除去しやすい。
貯留部15では、第一混合流体の流速が遅く、質量の重い水相成分が貯留部15の底部に溜まりやすい。このため、本実施形態の生産流体処理システム1は、生産流体の水分量が、生産流体の総質量に対して20質量%未満の場合に、特に好適である。
生産流体処理システム1は、分離装置20を備える。分離装置20によれば、第一混合流体から含硫黄化合物の濃度を低減した気相成分を分離できる。このため、気相成分から含硫黄化合物を除去する設備を小型化できる。
生産流体処理システム1は、吸着装置30を備える。吸着装置30によれば、気相成分に残留する含硫黄化合物をより確実に除去できる。このため、硫化水素濃度をより低減した油田随伴ガスが得られる。
生産流体処理システム1は、第二混合装置40を備える。第二混合装置40によれば、より多くの含硫黄化合物を含む原油が得られる。このため、含硫黄化合物をより効率よく処理できる。
生産流体処理システム1は、減圧装置50を備える。減圧装置50によれば、分離装置20における気相成分をより効率よく分離できる。このため、より多くの油田随伴ガスが得られやすい。
The production fluid processing system 1 of the present embodiment includes a first mixing device 10. According to the first mixing device 10, the sulfur-containing compound contained in the production fluid can be fixed to the sulfur compound fixing agent and dissolved in the crude oil contained in the production fluid. Therefore, it is easy to remove the sulfur-containing compound contained in the gas phase component of the production fluid.
The first mixing device 10 includes a storage unit 15. In the storage unit 15, the first mixed fluid is temporarily stored, and the reaction between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent is promoted. For this reason, it is easy to remove more sulfur-containing compounds contained in the gas phase component.
In the storage unit 15, the flow rate of the first mixed fluid is slow, and a heavy aqueous phase component easily accumulates at the bottom of the storage unit 15. For this reason, the production fluid treatment system 1 of the present embodiment is particularly suitable when the water content of the production fluid is less than 20% by mass based on the total mass of the production fluid.
The production fluid processing system 1 includes a separation device 20. According to the separation device 20, a gas phase component having a reduced concentration of the sulfur-containing compound can be separated from the first mixed fluid. Therefore, the equipment for removing the sulfur-containing compound from the gas phase component can be downsized.
The production fluid processing system 1 includes an adsorption device 30. According to the adsorption device 30, the sulfur-containing compound remaining in the gas phase component can be more reliably removed. For this reason, an oil field accompanying gas with a reduced hydrogen sulfide concentration can be obtained.
The production fluid processing system 1 includes a second mixing device 40. According to the second mixing device 40, crude oil containing more sulfur-containing compounds can be obtained. Therefore, the sulfur-containing compound can be treated more efficiently.
The production fluid processing system 1 includes a decompression device 50. According to the decompression device 50, the gas phase components in the separation device 20 can be separated more efficiently. For this reason, more oil field accompanying gas is easily obtained.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る生産流体処理システム、及びこのシステムを用いた生産流体の処理方法について説明する。以下、上述した第一実施形態と異なる部分を中心に図2を説明する。第一実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a production fluid treatment system according to a second embodiment of the present invention and a production fluid treatment method using this system will be described. Hereinafter, FIG. 2 will be described focusing on parts different from the first embodiment described above. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

<生産流体処理システム>
図2は、本発明の第二実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。図2に示すように、生産流体処理システム2は、第一混合装置210と、分離装置220と、吸着装置230と、攪拌混合装置280と、原油タンク260と、第三混合装置290と、配管L5、配管L7、配管L11と、配管L21〜L33と、を備える。
<Production fluid processing system>
FIG. 2 is a system diagram showing the configuration of the production fluid processing system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the production fluid treatment system 2 includes a first mixing device 210, a separation device 220, an adsorption device 230, a stirring and mixing device 280, a crude oil tank 260, a third mixing device 290, L5, piping L7, piping L11, and piping L21 to L33 are provided.

第一混合装置210は、生産井PWに配管L21と配管L22とで接続されている。配管L22には、チョークバルブCVが備えられている。第一混合装置210の後段には分離装置220が備えられ、第一混合装置210と分離装置220とは、配管L24で接続されている。
分離装置220の後段には吸着装置230が備えられ、分離装置220と吸着装置230とは、配管L7で接続されている。分離装置220の後段には攪拌混合装置280が備えられ、分離装置220と攪拌混合装置280とは、配管L25で接続されている。配管L25は、分岐203で配管L26と接続されている。配管L26は、添加部271と接続されている。攪拌混合装置280の後段には原油タンク260が備えられ、攪拌混合装置280と原油タンク260とは、配管L27で接続されている。配管L27は、分岐204で配管L29と接続されている。配管L29は、第三混合装置290と接続されている。配管L29には、ポンプ282が備えられている。原油タンク260には配管L28が接続されている。分離装置220には配管L5が接続されている。
吸着装置230には、配管L11と配管L30とが接続されている。配管L30は、添加部272と接続されている。吸着装置230の後段には、第三混合装置290が備えられ、吸着装置230と第三混合装置290とは、配管L31で接続されている。配管L31には、ポンプ283が備えられている。
第三混合装置290には、配管L33が接続されている。配管L33は、分岐201で配管L22と接続されている。
The first mixing device 210 is connected to the production well PW via a pipe L21 and a pipe L22. The piping L22 is provided with a choke valve CV. A separation device 220 is provided downstream of the first mixing device 210, and the first mixing device 210 and the separation device 220 are connected by a pipe L24.
An adsorbing device 230 is provided downstream of the separating device 220, and the separating device 220 and the adsorbing device 230 are connected by a pipe L7. A stirring and mixing device 280 is provided downstream of the separation device 220, and the separation device 220 and the stirring and mixing device 280 are connected by a pipe L25. The pipe L25 is connected to the pipe L26 at a branch 203. The pipe L26 is connected to the addition unit 271. A crude oil tank 260 is provided downstream of the stirring and mixing device 280, and the stirring and mixing device 280 and the crude oil tank 260 are connected by a pipe L27. The pipe L27 is connected to the pipe L29 at a branch 204. The pipe L29 is connected to the third mixing device 290. The pipe L29 is provided with a pump 282. A pipe L28 is connected to the crude oil tank 260. The pipe L5 is connected to the separation device 220.
The pipe L11 and the pipe L30 are connected to the suction device 230. The pipe L30 is connected to the adding section 272. A third mixing device 290 is provided downstream of the adsorption device 230, and the adsorption device 230 and the third mixing device 290 are connected by a pipe L31. The pipe L31 is provided with a pump 283.
The pipe L33 is connected to the third mixing device 290. The pipe L33 is connected to the pipe L22 at a branch 201.

(第一混合装置)
本実施形態の第一混合装置210は、添加部213と、添加部270と、攪拌混合部214と、貯留部215と、配管L21と、配管L22と、配管L23で構成されている。
添加部213は、生産井PWと配管L21で接続されている。配管L22は、分岐202で配管L23と接続されている。配管L23は、添加部270と接続されている。配管L22には、攪拌混合部214が備えられている。配管L22は、貯留部215に接続されている。
(First mixing device)
The first mixing device 210 of the present embodiment includes an addition unit 213, an addition unit 270, a stirring and mixing unit 214, a storage unit 215, a pipe L21, a pipe L22, and a pipe L23.
The addition unit 213 is connected to the production well PW by a pipe L21. The pipe L22 is connected to the pipe L23 at a branch 202. The pipe L23 is connected to the addition unit 270. The pipe L22 is provided with a stirring and mixing unit 214. The pipe L22 is connected to the storage unit 215.

添加部213は、上述した第一実施形態における添加部13と同様である。配管L21は生産井PWに接続され、添加部213から注入された硫黄化合物固定剤は、生産井PW深部の貯留層近傍で生産流体に添加される。
添加部270は、上述した第一実施形態における添加部70と同様である。添加部270によれば、生産流体にエマルジョンブレーカを投入できる。
攪拌混合部214は、上述した第一実施形態における攪拌混合部14と同様である。
The addition unit 213 is similar to the addition unit 13 in the first embodiment described above. The pipe L21 is connected to the production well PW, and the sulfur compound fixing agent injected from the addition unit 213 is added to the production fluid in the vicinity of the reservoir deep in the production well PW.
The addition unit 270 is the same as the addition unit 70 in the first embodiment described above. According to the addition unit 270, an emulsion breaker can be supplied to the production fluid.
The stirring and mixing unit 214 is the same as the stirring and mixing unit 14 in the first embodiment described above.

貯留部215は、配管が水平方向の一方に延び、次いで、配管が折り返されて水平方向の他方に延び、さらに、配管が折り返されて水平方向の一方に延び、これが繰り返されて構成されている配管を備える。すなわち、貯留部215には、配管が水平方向に蛇行するように備えられている。貯留部215内の配管の長さは、例えば、100〜3000mが好ましく、500〜2000mがより好ましい。貯留部215内の配管の長さが上記下限値以上であると、含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤とが反応する時間を確保しやすい。貯留部215内の配管の長さが上記上限値以下であると、生産流体処理システム2をより小型化しやすい。なお、貯留部215において、配管が鉛直方向に蛇行するように備えられると、第一混合流体が配管内を鉛直方向上下に移動する構成となる。この場合、配管内の水頭差により、気化した気相成分が折り返された配管の上部近傍に留まり、トラップを生じて第一混合流体の輸送を妨げる。このため、貯留部215は、水平方向に蛇行するように備えられることが好ましい。
貯留部215内の配管の内径は、例えば、2〜20インチ(5〜50cm)が好ましく、5〜10インチ(12.5〜25cm)がより好ましい。貯留部215内の配管の内径が上記下限値以上であると、貯留部215における第一混合流体の流動に伴う圧力損失を抑制しやすく、貯留部215内で、気−液の分離が顕著となることを抑制しやすい。このため、第一混合流体の体積が大きくなることを抑制しやすく、貯留部215を小型化しやすい。貯留部215内の配管の内径が上記上限値以下であると、第一混合流体の流速の低下を抑制しやすく、第一混合流体中の気相成分の分散を良好にしやすい。このため、気相中の硫化水素等の含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤とが、充分に反応しやすくなる。
本実施形態の貯留部215内部の配管としては、例えば、水平方向に蛇行し、断熱材で保温された長さ500m、内径8インチ(20cm)の配管に、断熱材で保温された長さ500m、内径4インチ(10cm)の配管が接続された配管が好ましい。
The storage part 215 is configured such that the pipe extends in one of the horizontal directions, then the pipe is folded to extend to the other in the horizontal direction, and further, the pipe is folded to extend in one of the horizontal directions, and this is repeated. Equipped with piping. That is, the storage part 215 is provided so that the pipes meander in the horizontal direction. The length of the pipe in the storage part 215 is, for example, preferably 100 to 3000 m, and more preferably 500 to 2000 m. When the length of the pipe in the storage unit 215 is equal to or greater than the above lower limit, it is easy to secure time during which the sulfur-containing compound reacts with the sulfur compound fixing agent. When the length of the pipe in the storage unit 215 is equal to or less than the upper limit, the production fluid processing system 2 is easily reduced in size. In the storage unit 215, when the pipe is provided so as to meander in the vertical direction, the first mixed fluid moves vertically up and down in the pipe. In this case, due to the head difference in the pipe, the vaporized gas phase component stays in the vicinity of the upper part of the turned pipe, causing a trap to prevent the transport of the first mixed fluid. For this reason, it is preferable that the storage part 215 is provided so as to meander in the horizontal direction.
The inner diameter of the pipe in the storage part 215 is, for example, preferably 2 to 20 inches (5 to 50 cm), and more preferably 5 to 10 inches (12.5 to 25 cm). When the inner diameter of the pipe in the storage unit 215 is equal to or larger than the lower limit, pressure loss due to the flow of the first mixed fluid in the storage unit 215 is easily suppressed, and gas-liquid separation is remarkable in the storage unit 215. It is easy to suppress becoming. Therefore, it is easy to suppress an increase in the volume of the first mixed fluid, and it is easy to reduce the size of the storage unit 215. When the inner diameter of the pipe in the storage unit 215 is equal to or less than the upper limit, a decrease in the flow velocity of the first mixed fluid is easily suppressed, and the dispersion of the gas phase component in the first mixed fluid is easily improved. For this reason, the sulfur-containing compound such as hydrogen sulfide in the gas phase and the sulfur compound fixing agent easily react sufficiently.
As the piping inside the storage part 215 of the present embodiment, for example, a 500 m long pipe that is meandering in the horizontal direction and is kept warm by a heat insulating material and 500 mm long by an insulating material and 8 inches (20 cm) in inner diameter is used. A pipe connected to a pipe having an inner diameter of 4 inches (10 cm) is preferable.

分離装置220は、上述した第一実施形態における分離装置20と同様である。
吸着装置230は、上述した第一実施形態における吸着装置30と同様である。
原油タンク260は、上述した第一実施形態における原油タンク60と同様である。
The separation device 220 is the same as the separation device 20 in the first embodiment described above.
The suction device 230 is the same as the suction device 30 in the first embodiment described above.
The crude oil tank 260 is the same as the crude oil tank 60 in the first embodiment described above.

(第三混合装置)
第三混合装置290は、添加部274と、攪拌混合部284と、配管L29と、配管L31と、配管L32と、配管L33で構成されている。
添加部274は、配管L32と接続されている。配管L32は、分岐206で配管L29と接続されている。配管L31は、分岐205で配管L29と接続されている。配管L29は、攪拌混合部284と接続されている。攪拌混合部284には、配管L33が接続されている。配管L33は、分岐201で配管L22と接続されている。
(Third mixing device)
The third mixing device 290 includes an addition unit 274, a stirring and mixing unit 284, a pipe L29, a pipe L31, a pipe L32, and a pipe L33.
The addition section 274 is connected to the pipe L32. The pipe L32 is connected to the pipe L29 at a branch 206. The pipe L31 is connected to the pipe L29 at a branch 205. The pipe L29 is connected to the stirring and mixing unit 284. The pipe L33 is connected to the stirring and mixing section 284. The pipe L33 is connected to the pipe L22 at a branch 201.

第三混合装置290は、生産流体に、気相成分と接触した油溶性の硫黄化合物固定を含む油溶液(接触油溶液)を混合する装置である。
本実施形態の生産流体処理システム2は、第三混合装置290を備えることで、より確実に含硫黄化合物を油相成分に溶解できる。
添加部274は、上述した第一実施形態における添加部13と同様である。
攪拌混合部284は、上述した第一実施形態における攪拌混合部14と同様である。
第三混合装置290としては、上述した第一実施形態における第二混合装置40と同様の混合装置が挙げられる。第三混合装置290としては、例えば、スタティックミキサー等のインライン型の混合装置等が挙げられる。
The third mixing device 290 is a device for mixing an oil solution containing an oil-soluble sulfur compound fixed in contact with a gas phase component (contact oil solution) with a production fluid.
Since the production fluid treatment system 2 of the present embodiment includes the third mixing device 290, the sulfur-containing compound can be more reliably dissolved in the oil phase component.
The addition unit 274 is similar to the addition unit 13 in the above-described first embodiment.
The stirring and mixing unit 284 is the same as the stirring and mixing unit 14 in the first embodiment described above.
As the third mixing device 290, a mixing device similar to the second mixing device 40 in the above-described first embodiment can be used. As the third mixing device 290, for example, an in-line type mixing device such as a static mixer or the like can be mentioned.

添加部271は、上述した第一実施形態における添加部71と同様である。
添加部272は、上述した第一実施形態における添加部72と同様である。
導入部273は、上述した第一実施形態における導入部73と同様である。
攪拌混合装置280は、上述した第一実施形態における攪拌混合装置80と同様である。
ポンプ282は、上述した第一実施形態におけるポンプ81と同様である。
ポンプ283は、上述した第一実施形態におけるポンプ81と同様である。
The addition unit 271 is the same as the addition unit 71 in the first embodiment described above.
The addition section 272 is similar to the addition section 72 in the first embodiment described above.
The introduction unit 273 is the same as the introduction unit 73 in the first embodiment described above.
The stirring and mixing device 280 is the same as the stirring and mixing device 80 in the first embodiment described above.
The pump 282 is similar to the pump 81 in the first embodiment described above.
The pump 283 is the same as the pump 81 in the first embodiment described above.

<生産流体の処理方法>
次に、生産流体処理システム2を用いた、生産流体の処理方法について説明する。
本実施形態の生産流体の処理方法は、第一混合工程と、ガス分離工程と、油分分離工程と、吸着工程と、第三混合工程とを有する。
<Processing method of production fluid>
Next, a method for processing a production fluid using the production fluid treatment system 2 will be described.
The production fluid processing method of the present embodiment includes a first mixing step, a gas separation step, an oil separation step, an adsorption step, and a third mixing step.

本実施形態では、添加部213から配管L21を介して油溶性の硫黄化合物固定剤(第一の硫黄化合物固定剤)が生産井PWに導入される。
第一の硫黄化合物固定剤の添加量は、生産流体に含まれる硫化水素及びメルカプタンのモル数に対しアルデヒド基換算で1〜10倍が好ましく、1.2〜3倍がより好ましい。また、第一の硫黄化合物固定剤が、3−メチル−2−ブテナールの場合、第一の硫黄化合物固定剤の添加量は、生産流体に含まれる硫黄原子の質量に対し、質量比で1〜10倍が好ましく、1.5〜3倍がより好ましい。
配管L21内における第一の硫黄化合物固定剤の圧力は、生産井PWの坑底の圧力に抗して上記添加量の硫黄化合物固定剤を注入できる圧力が好ましく、通常は、チョークバルブCVにおける圧力の105〜200%の範囲に設定される。
In the present embodiment, an oil-soluble sulfur compound fixing agent (first sulfur compound fixing agent) is introduced into the production well PW from the addition unit 213 via the pipe L21.
The addition amount of the first sulfur compound fixing agent is preferably 1 to 10 times, more preferably 1.2 to 3 times, the number of moles of hydrogen sulfide and mercaptan contained in the production fluid in terms of aldehyde groups. Further, when the first sulfur compound fixing agent is 3-methyl-2-butenal, the amount of the first sulfur compound fixing agent is 1 to 1 in mass ratio to the mass of sulfur atoms contained in the production fluid. 10 times is preferable, and 1.5 to 3 times is more preferable.
The pressure of the first sulfur compound fixing agent in the pipe L21 is preferably a pressure capable of injecting the added amount of the sulfur compound fixing agent against the pressure at the bottom of the production well PW, and usually the pressure at the choke valve CV. Is set in the range of 105 to 200%.

生産流体は、第一の硫黄化合物固定を混合しながら、生産井PW内を上昇し、坑口に設けられたチョークバルブCVで流量を調整されて配管L22に供給される。   The production fluid rises in the production well PW while mixing the first sulfur compound fixed, and the flow rate is adjusted by the choke valve CV provided at the wellhead to be supplied to the pipe L22.

生産流体には、添加部270から配管L23を介してエマルジョンブレーカが投入され、分岐202で合流する。エマルジョンブレーカが投入された生産流体は、攪拌混合部214で分散され、第一混合流体が得られる(第一混合工程)。
エマルジョンブレーカの投入量は、生産流体の水分量に応じて調整でき、例えば、第一混合流体1Lに対して、0.5〜10gが好ましい。
生産流体は、貯留部215へと供給され、貯留部215で含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応がさらに進行する(貯留操作)。
An emulsion breaker is supplied to the production fluid from the addition unit 270 via a pipe L23, and merges at a branch 202. The production fluid into which the emulsion breaker has been introduced is dispersed in the stirring and mixing unit 214 to obtain a first mixed fluid (first mixing step).
The input amount of the emulsion breaker can be adjusted according to the water content of the production fluid, and for example, is preferably 0.5 to 10 g per 1 L of the first mixed fluid.
The production fluid is supplied to the storage unit 215, and the reaction between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent further proceeds in the storage unit 215 (storage operation).

本実施形態の貯留部215は、配管材で構成されるため、流体の流速がタンク状の貯留部15の場合に比べて大きい。このため、油水分離が進んでも、比重差の小さい水相と油相は、貯留部215の配管内を均一に輸送される。そこで、予めエマルジョンブレーカを投入し分散することで、貯留部215内で充分に流体中の油水分離が進行した第一混合流体を、分離装置220へと供給することが可能となる。
第一混合装置210では、生産流体が坑井内を移動する時間で、含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応が進行する。このため、貯留部215の配管の長さを短くすること、あるいは、貯留部215を省略することが可能となる。
本実施形態の生産流体処理システム2は、坑口部における一日当たりの原油又はコンデンセート油の生産量が2500〜5000バレル(約397.5〜795kL)の生産流体処理施設に好適である。
Since the storage section 215 of the present embodiment is formed of a pipe material, the flow velocity of the fluid is larger than that of the tank-shaped storage section 15. For this reason, even if oil-water separation progresses, the water phase and the oil phase having a small specific gravity difference are uniformly transported in the piping of the storage unit 215. Therefore, by supplying and dispersing the emulsion breaker in advance, it becomes possible to supply the first mixed fluid, in which the oil-water separation in the fluid has sufficiently proceeded in the storage unit 215, to the separation device 220.
In the first mixing device 210, the reaction between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent proceeds during the time when the production fluid moves in the well. For this reason, it is possible to shorten the length of the pipe of the storage unit 215, or to omit the storage unit 215.
The production fluid treatment system 2 of the present embodiment is suitable for a production fluid treatment facility in which the daily production amount of crude oil or condensate oil at the wellhead is 2500 to 5000 barrels (about 397.5 to 795 kL).

貯留部215の第一混合流体は、配管L24を介して分離装置220へと供給される。配管L24は、第一実施形態の配管L3と同様、トラップの形成を防止するために、分離装置220に向かうように、0〜1.5%の上昇勾配を設けて接続されることが好ましい。
ガス分離工程は、上述した第一実施形態と同様である。分離装置220で分離された気相成分は、配管L7を介して吸着装置230へと供給される。
吸着装置230では、第二の硫黄化合物固定剤を質量換算で2〜20倍の灯油その他液状炭化水素で希釈した油溶液が、添加部272から配管L30を介して、導入部273で噴霧されることにより導入される。その結果、第二の硫黄化合物固定剤を含む油溶液と気相成分とが接触し(吸着工程)、気相成分中の含硫黄化合物は、油溶液の中の硫黄化合物固定剤に吸着され、吸着装置230の底部に貯留される。
含硫黄化合物を吸着した油溶液(接触油溶液)は、含硫黄化合物を液中に固定した状態で、ポンプ283により昇圧され、配管L31を介して第三混合装置290へと供給される。
The first mixed fluid in the storage unit 215 is supplied to the separation device 220 via the pipe L24. Like the pipe L3 of the first embodiment, the pipe L24 is preferably connected with a rising gradient of 0 to 1.5% toward the separation device 220 in order to prevent trap formation.
The gas separation step is the same as in the above-described first embodiment. The gas phase component separated by the separation device 220 is supplied to the adsorption device 230 via the pipe L7.
In the adsorption device 230, an oil solution obtained by diluting the second sulfur compound fixing agent with kerosene or other liquid hydrocarbon in an amount of 2 to 20 times in terms of mass is sprayed from the addition unit 272 via the pipe L30 into the introduction unit 273. Introduced by As a result, the oil solution containing the second sulfur compound fixing agent comes into contact with the gas phase component (adsorption step), and the sulfur compound in the gas phase component is adsorbed by the sulfur compound fixing agent in the oil solution, It is stored at the bottom of the adsorption device 230.
The oil solution to which the sulfur-containing compound has been adsorbed (contact oil solution) is pressurized by the pump 283 in a state where the sulfur-containing compound is fixed in the liquid, and is supplied to the third mixing device 290 via the pipe L31.

吸着工程における第二の硫黄化合物固定剤の添加量は、上述した第一実施形態の吸着工程における第二の硫黄化合物固定剤の添加量と同様である。
本実施形態では、第二の硫黄化合物固定剤は、霧状で気相成分と接触するため、効率よく、気相成分中の硫化水素を吸収することが可能である。第二の硫黄化合物固定剤を希釈する希釈剤として灯油を使用するため、吸着工程における吸着装置230内の温度は、上述した第一実施形態の吸着工程における吸着装置30内の温度よりも低いことが好ましい。吸着工程における吸着装置230内の温度は、例えば、10〜60℃が好ましく、10〜40℃がより好ましい。
また、噴霧された油溶液を回収するために、サイクロンその他の油溶液回収装置(不図示)をL11に設置してもよい。
なお、希釈剤としては、灯油の他、ナフサやコンデンセート油等、生産流体処理施設で入手可能な低粘度の液状炭化水素を使用してもよい。希釈剤の沸点に応じて、吸着装置230内の温度を調整できる。
吸着工程における吸着装置230内の圧力は、上述した第一実施形態の吸着工程における吸着装置30内の圧力と同様である。
The addition amount of the second sulfur compound fixing agent in the adsorption step is the same as the addition amount of the second sulfur compound fixing agent in the adsorption step of the first embodiment described above.
In the present embodiment, since the second sulfur compound fixing agent comes into contact with the gas phase component in the form of a mist, it is possible to efficiently absorb hydrogen sulfide in the gas phase component. Since kerosene is used as a diluent for diluting the second sulfur compound fixing agent, the temperature in the adsorption device 230 in the adsorption process is lower than the temperature in the adsorption device 30 in the adsorption process of the above-described first embodiment. Is preferred. The temperature in the adsorption device 230 in the adsorption step is, for example, preferably from 10 to 60 ° C, more preferably from 10 to 40 ° C.
In order to collect the sprayed oil solution, a cyclone or another oil solution collection device (not shown) may be installed in L11.
In addition, as a diluent, low-viscosity liquid hydrocarbons available in a production fluid treatment facility, such as naphtha and condensate oil, may be used in addition to kerosene. The temperature in the adsorption device 230 can be adjusted according to the boiling point of the diluent.
The pressure in the adsorption device 230 in the adsorption process is the same as the pressure in the adsorption device 30 in the adsorption process of the first embodiment described above.

油分分離工程は、上述した第一実施形態と同様である。分離装置220で分離された油相成分は、配管L25、攪拌混合装置280、配管L27を介して原油タンク60へと供給される。
攪拌混合装置280を通流した油相成分の一部は、分岐204で分岐して配管L30を通流した後、ポンプ282で昇圧され、第三混合装置290へと供給される。
攪拌混合装置280を通流した油相成分の残部は、原油タンク260へ供給される。原油タンク260に供給された油相成分は、一時貯留された後、配管L28を介して排出される。排出された油相成分は、パイプラインやタンクローリー等の輸送手段を経て、より大規模な石油精製プラントで脱硫処理が行われる。
また、分離装置220で分離された水相成分は、油田随伴水として配管L5を介して系外に排出され、第一実施形態の油田随伴水と同様に処理することができる。
The oil separation step is the same as in the first embodiment described above. The oil phase component separated by the separation device 220 is supplied to the crude oil tank 60 via a pipe L25, a stirring and mixing device 280, and a pipe L27.
A part of the oil phase component that has flowed through the stirring and mixing device 280 branches off at the branch 204 and flows through the pipe L30, and is then pressurized by the pump 282 and supplied to the third mixing device 290.
The remainder of the oil phase component flowing through the stirring and mixing device 280 is supplied to the crude oil tank 260. The oil phase component supplied to the crude oil tank 260 is temporarily stored and then discharged via the pipe L28. The discharged oil phase component is subjected to desulfurization treatment in a larger-scale petroleum refining plant via transportation means such as a pipeline or a tank lorry.
Further, the aqueous phase component separated by the separation device 220 is discharged out of the system via the pipe L5 as oilfield accompanying water, and can be treated in the same manner as the oilfield accompanying water of the first embodiment.

本実施形態では、配管L31を通流した接触油溶液と、配管L29を通流した油相成分とは、分岐205で合流する。分岐205で合流した接触油溶液には、さらに、必要に応じて、添加部274から第三の硫黄化合物固定剤が配管L32を介して供給される。添加部274は、スタートアップ時等、早期に含硫黄化合物の固定を安定させるために設けられるものである。スタートアップ時以外、例えば、坑井内の急激な条件変化等で、添加部213での第一の硫黄化合物固定剤の投入を中止した場合、あるいは、本実施形態の変形例として添加部213及び配管L21を設けない場合等では、添加部274から第一の硫黄化合物固定剤を生産流体に供給してもよい。
接触油溶液は、攪拌混合部284で分散される。攪拌混合部284を通流した接触油溶液は、配管L33、分岐201を介して、配管L22内を通流する生産流体に混合される(第三混合工程)。第三混合工程では、分岐204で分取された原油成分に、配管L31を通流した接触油溶液と、添加部274から投入される第一の硫黄化合物固定剤とを混合し、攪拌混合部284で生産流体の液相部分と同様の粘度に調整した後、生産流体と混合してもよい。
第三混合工程における接触油溶液は、スタートアップ時等の特段の事情がない限り、吸着装置230で生成した全量を生産流体に混合することが好ましい。
In the present embodiment, the contact oil solution flowing through the pipe L31 and the oil phase component flowing through the pipe L29 merge at the branch 205. A third sulfur compound fixing agent is further supplied to the contact oil solution joined at the branch 205 from the addition unit 274 via the pipe L32 as necessary. The addition unit 274 is provided to stabilize the fixation of the sulfur-containing compound at an early stage such as at the time of startup. Except during startup, for example, when the supply of the first sulfur compound fixing agent in the addition unit 213 is stopped due to a sudden change in conditions in a well, or as a modification of the present embodiment, the addition unit 213 and the pipe L21 In the case where the first sulfur compound fixing agent is not provided, the first sulfur compound fixing agent may be supplied from the addition section 274 to the production fluid.
The contact oil solution is dispersed in the stirring and mixing section 284. The contact oil solution flowing through the stirring and mixing section 284 is mixed with the production fluid flowing through the pipe L22 via the pipe L33 and the branch 201 (third mixing step). In the third mixing step, the crude oil component fractionated in the branch 204 is mixed with the contact oil solution flowing through the pipe L31 and the first sulfur compound fixing agent introduced from the addition section 274, and the mixture is stirred. After adjusting the viscosity to the same as the liquid phase portion of the production fluid at 284, it may be mixed with the production fluid.
As for the contact oil solution in the third mixing step, it is preferable to mix the entire amount generated by the adsorption device 230 with the production fluid unless there is a special situation such as at the time of startup.

本実施形態の生産流体処理システム2は、第一混合装置210を備える。第一混合装置210によれば、生産井PW内の生産流体に予め硫黄化合物固定剤を添加するため、生産流体内の含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応時間を確保しやすい。
第一混合装置210は、貯留部215を備える。貯留部215は、長い配管を備えるため、含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応時間を確保しやすい。このため、気相成分に含まれる含硫黄化合物をより多く除去しやすい。
貯留部215は、長い配管を備えるため、貯留部215内の配管を通流する第一混合流体は、圧力損失を受けやすい。その結果、貯留部215の第一混合流体は、常圧程度まで減圧されやすい。このため、本実施形態の生産流体処理システム2は、減圧装置を省略することが可能となり、生産流体処理施設の小型化を図りやすい。
貯留部215では、流体の流速が大きく、貯留部215内に水相成分が溜まりにくい。このため、本実施形態の生産流体処理システム2は、生産流体の水分量が、生産流体の総質量に対して20質量%以上の場合に、特に好適である。
生産流体処理システム2は、吸着装置230で含硫黄化合物を固定した接触油溶液を生産流体に投入する第三混合装置290を備える。吸着装置230では、気相中の硫化水素に対し過剰な量の第三の硫黄化合物固定剤を投入する必要があるが、第三混合装置290によれば、未反応の第三の硫黄化合物固定剤も生産流体に投入されるため、硫黄化合物固定剤を生産流体処理システム2の全体で有効に活用することが可能となる。このため、第一の硫黄化合物固定剤の添加量を削減することが可能となる。
The production fluid processing system 2 of the present embodiment includes a first mixing device 210. According to the first mixing device 210, since the sulfur compound fixing agent is added to the production fluid in the production well PW in advance, it is easy to secure the reaction time between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent in the production fluid.
The first mixing device 210 includes a storage unit 215. Since the storage unit 215 includes a long pipe, it is easy to secure a reaction time between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent. For this reason, it is easy to remove more sulfur-containing compounds contained in the gas phase component.
Since the storage part 215 includes a long pipe, the first mixed fluid flowing through the pipe in the storage part 215 is susceptible to pressure loss. As a result, the first mixed fluid in the storage unit 215 is easily reduced in pressure to about normal pressure. For this reason, in the production fluid treatment system 2 of the present embodiment, the decompression device can be omitted, and the production fluid treatment facility can be easily reduced in size.
In the storage unit 215, the flow velocity of the fluid is large, and it is difficult for the aqueous phase component to accumulate in the storage unit 215. For this reason, the production fluid treatment system 2 of the present embodiment is particularly suitable when the water content of the production fluid is 20% by mass or more based on the total mass of the production fluid.
The production fluid treatment system 2 includes a third mixing device 290 that inputs the contact oil solution in which the sulfur-containing compound is fixed by the adsorption device 230 to the production fluid. In the adsorption device 230, it is necessary to add an excessive amount of the third sulfur compound fixing agent to the hydrogen sulfide in the gas phase, but according to the third mixing device 290, the unreacted third sulfur compound fixing agent is fixed. Since the agent is also supplied to the production fluid, the sulfur compound fixing agent can be effectively used in the entire production fluid treatment system 2. For this reason, it is possible to reduce the amount of the first sulfur compound fixing agent added.

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る生産流体処理システム、及びこのシステムを用いた生産流体の処理方法について説明する。以下、上述した第一実施形態、第二実施形態と異なる部分を中心に図3を説明する。第一実施形態、第二実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a production fluid treatment system according to a third embodiment of the present invention and a production fluid treatment method using this system will be described. Hereinafter, FIG. 3 will be described focusing on portions different from the above-described first embodiment and second embodiment. The same components as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

<生産流体処理システム>
図3は、本発明の第三実施形態に係る生産流体処理システムの構成を示す系統図である。図3に示すように、生産流体処理システム3は、第一混合装置310と、分離装置320と、吸着装置330と、攪拌混合装置380と、原油タンク360と、第三混合装置390と、配管L5、配管L7、配管L11と、配管L41〜L53と、を備える。
<Production fluid processing system>
FIG. 3 is a system diagram showing a configuration of the production fluid processing system according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the production fluid processing system 3 includes a first mixing device 310, a separation device 320, an adsorption device 330, a stirring and mixing device 380, a crude oil tank 360, a third mixing device 390, L5, piping L7, piping L11, and piping L41 to L53 are provided.

第一混合装置310は、生産井PWに配管L41で接続されている。配管L41には、チョークバルブCVが備えられている。第一混合装置310の後段には分離装置320が備えられ、第一混合装置310と分離装置320とは、配管L43で接続されている。
分離装置320の後段には吸着装置330が備えられ、分離装置320と吸着装置330とは、配管L7で接続されている。分離装置320の後段には攪拌混合装置380が備えられ、分離装置320と攪拌混合装置380とは、配管L44で接続されている。配管L44は、分岐303で配管L45と接続されている。配管L45は、添加部371と接続されている。攪拌混合装置380の後段には原油タンク360が備えられ、攪拌混合装置380と原油タンク360とは、配管L46で接続されている。配管L46は、分岐304で配管L48と接続されている。配管L48は、第三混合装置390と接続されている。配管L48には、ポンプ382が備えられている。原油タンク360には配管L47が接続されている。分離装置320には配管L5が接続されている。
吸着装置330には、配管L11と配管L49とが接続されている。配管L49には、ポンプ381が備えられている。配管L49は、分岐307で配管L51と接続されている。配管L49は、分岐308で配管L50と接続されている。配管L50は、添加部372と接続されている。吸着装置330の後段には、第三混合装置390が備えられ、第三混合装置390には、配管L51が接続されている。配管L51には、ポンプ383が備えられている。
第三混合装置390には、配管L53が接続されている。配管L53は、分岐302で配管L41と接続されている。
The first mixing device 310 is connected to the production well PW by a pipe L41. The pipe L41 is provided with a choke valve CV. A separation device 320 is provided downstream of the first mixing device 310, and the first mixing device 310 and the separation device 320 are connected by a pipe L43.
An adsorbing device 330 is provided downstream of the separating device 320, and the separating device 320 and the adsorbing device 330 are connected by a pipe L7. A stirring and mixing device 380 is provided downstream of the separation device 320, and the separation device 320 and the stirring and mixing device 380 are connected by a pipe L44. The pipe L44 is connected to the pipe L45 at a branch 303. The pipe L45 is connected to the addition unit 371. A crude oil tank 360 is provided downstream of the stirring and mixing device 380, and the stirring and mixing device 380 and the crude oil tank 360 are connected by a pipe L46. The pipe L46 is connected to the pipe L48 at a branch 304. The pipe L48 is connected to the third mixing device 390. The pipe L48 is provided with a pump 382. A pipe L47 is connected to the crude oil tank 360. The pipe L5 is connected to the separation device 320.
The pipe L11 and the pipe L49 are connected to the suction device 330. The pipe L49 is provided with a pump 381. The pipe L49 is connected to the pipe L51 at a branch 307. The pipe L49 is connected to the pipe L50 at a branch 308. The pipe L50 is connected to the adding section 372. A third mixing device 390 is provided downstream of the adsorption device 330, and a pipe L51 is connected to the third mixing device 390. The pipe L51 is provided with a pump 383.
The pipe L53 is connected to the third mixing device 390. The pipe L53 is connected to the pipe L41 at a branch 302.

(第一混合装置)
本実施形態の第一混合装置310は、添加部313と、攪拌混合部314と、貯留部315と、配管L41と、配管L42で構成されている。
配管L41には、攪拌混合部314が備えられている。配管L41は、分岐301で配管L42と接続されている。配管L42は、添加部313と接続されている。配管L41は、分岐302で配管L53と接続されている。配管L41は、貯留部315に接続されている。
(First mixing device)
The first mixing device 310 of the present embodiment includes an addition unit 313, a stirring and mixing unit 314, a storage unit 315, a pipe L41, and a pipe L42.
The pipe L41 is provided with a stirring and mixing unit 314. The pipe L41 is connected to the pipe L42 at a branch 301. The pipe L42 is connected to the addition unit 313. The pipe L41 is connected to the pipe L53 at a branch 302. The pipe L41 is connected to the storage unit 315.

添加部313は、上述した第一実施形態における添加部13と同様である。
攪拌混合部314は、上述した第一実施形態における攪拌混合部14と同様である。
The addition unit 313 is the same as the addition unit 13 in the first embodiment described above.
The stirring and mixing unit 314 is the same as the stirring and mixing unit 14 in the first embodiment described above.

貯留部315は、ジグザグ状の配管が鉛直方向上向き(上方)に延びるように備えられている。
貯留部315内の配管の長さは、上述した第二実施形態における貯留部215内の配管の長さと同様である。
貯留部315内の配管の内径は、上述した第二実施形態における貯留部215内の配管の内径と同様である。
貯留部315内部の配管としては、例えば、断熱材で保温された長さ500m、内径8インチ(20cm)の配管に、断熱材で保温された長さ500m、内径4インチ(10cm)の配管が接続された配管が好ましい。
The storage section 315 is provided such that the zigzag pipe extends vertically upward (upward).
The length of the pipe in the storage part 315 is the same as the length of the pipe in the storage part 215 in the above-described second embodiment.
The inside diameter of the pipe in the storage section 315 is the same as the inside diameter of the pipe in the storage section 215 in the second embodiment described above.
As the piping inside the storage unit 315, for example, a 500-m long pipe with an inner diameter of 8 inches (20 cm) kept warm by a heat insulating material, and a 500-m long, 4-inch (10 cm) inner diameter pipe kept warm by a heat insulating material. Connected tubing is preferred.

分離装置320は、上述した第一実施形態における分離装置20と同様である。
吸着装置330は、上述した第一実施形態における吸着装置30と同様である。
原油タンク360は、上述した第一実施形態における原油タンク60と同様である。
第三混合装置390は、上述した第二実施形態における第三混合装置290と同様である。
添加部374は、上述した第一実施形態における添加部13と同様である。
攪拌混合部384は、上述した第一実施形態における攪拌混合部14と同様である。
The separation device 320 is the same as the separation device 20 in the first embodiment described above.
The suction device 330 is the same as the suction device 30 in the first embodiment described above.
The crude oil tank 360 is similar to the crude oil tank 60 in the first embodiment described above.
The third mixing device 390 is the same as the third mixing device 290 in the second embodiment described above.
The addition unit 374 is the same as the addition unit 13 in the first embodiment described above.
The stirring and mixing unit 384 is the same as the stirring and mixing unit 14 in the first embodiment described above.

添加部371は、上述した第一実施形態における添加部71と同様である。
添加部372は、上述した第一実施形態における添加部72と同様である。
導入部373は、上述した第一実施形態における導入部73と同様である。
攪拌混合装置380は、上述した第一実施形態における攪拌混合装置80と同様である。
ポンプ381は、上述した第一実施形態におけるポンプ81と同様である。
ポンプ382は、上述した第一実施形態におけるポンプ81と同様である。
ポンプ383は、上述した第一実施形態におけるポンプ81と同様である。
The addition unit 371 is the same as the addition unit 71 in the first embodiment described above.
The addition section 372 is the same as the addition section 72 in the first embodiment described above.
The introduction unit 373 is the same as the introduction unit 73 in the first embodiment described above.
The stirring and mixing device 380 is the same as the stirring and mixing device 80 in the first embodiment described above.
The pump 381 is similar to the pump 81 in the first embodiment described above.
The pump 382 is the same as the pump 81 in the first embodiment described above.
The pump 383 is similar to the pump 81 in the first embodiment described above.

<生産流体の処理方法>
次に、生産流体処理システム3を用いた、生産流体の処理方法について説明する。
本実施形態の生産流体の処理方法は、第一混合工程と、ガス分離工程と、油分分離工程と、吸着工程と、第三混合工程とを有する。
<Processing method of production fluid>
Next, a method of processing a production fluid using the production fluid treatment system 3 will be described.
The production fluid processing method of the present embodiment includes a first mixing step, a gas separation step, an oil separation step, an adsorption step, and a third mixing step.

貯留部315は、0.01〜2%の勾配を付けたジグザグ状の斜め上方に延びる配管が鉛直方向上向き(上方)に延びるように備えられている。生産流体は、分岐301と分岐302とでエマルジョンブレーカ及び硫黄化合物固定剤が添加され、攪拌混合部314で分散されることで、第一混合流体となる(第一混合工程)。第一混合流体は、減圧することで液相から分離した気相成分の泡を含有し、泡は勾配に従い上昇するため、液相成分も貯留部315の配管内を泡と一緒に移動する。また、本実施形態の第一混合流体は、鉛直方向の移動があるため、水頭差による気相分離が、第二実施形態の第一混合流体よりも促進されやすい。加えて、第一混合流体の鉛直方向の移動は、ジグザグ状に斜め上方に延びる細い配管内を流動して行われる。このため、貯留部315では、気相−液相、及び液相中の油相−水相が、第一実施形態に比較して均一に輸送されやすい。このように、本実施形態では、第一混合流体による貯留部315内の配管の詰まりを抑制しやすい。特に、坑口の圧力が0.5MPa未満の場合でも、ポンプ等の昇圧装置を設置することなく、安定して分離装置320に第一混合流体を供給することが可能となる(貯留操作)。
本実施形態の生産流体処理システム3は、坑口部における一日当たりの原油又はコンデンセート油の生産量が2500〜5000バレル(約397.5〜795kL)の生産流体処理施設に好適である。
The storage part 315 is provided such that a zigzag pipe extending obliquely upward with a gradient of 0.01 to 2% extends upward (upward) in the vertical direction. The production fluid becomes the first mixed fluid by adding the emulsion breaker and the sulfur compound fixing agent in the branches 301 and 302 and dispersing them in the stirring and mixing unit 314 (first mixing step). The first mixed fluid contains bubbles of the gas phase component separated from the liquid phase by reducing the pressure, and the bubbles rise along the gradient, so that the liquid phase component also moves in the piping of the storage unit 315 together with the bubbles. Further, since the first mixed fluid of the present embodiment moves in the vertical direction, the gas phase separation due to the head difference is more easily promoted than the first mixed fluid of the second embodiment. In addition, the vertical movement of the first mixed fluid is performed by flowing in a thin pipe extending obliquely upward in a zigzag manner. For this reason, in the storage part 315, the gas phase-liquid phase and the oil phase-water phase in the liquid phase are easily transported more uniformly than in the first embodiment. As described above, in the present embodiment, it is easy to suppress clogging of the pipe in the storage unit 315 due to the first mixed fluid. In particular, even when the pressure at the wellhead is less than 0.5 MPa, it is possible to stably supply the first mixed fluid to the separation device 320 without installing a pressure increasing device such as a pump (storage operation).
The production fluid treatment system 3 of the present embodiment is suitable for a production fluid treatment facility in which the daily output of crude oil or condensate oil at the wellhead is 2500 to 5000 barrels (about 397.5 to 795 kL).

本実施形態の生産流体の処理方法のこの他の形態については、上述した第二実施形態における生産流体の処理方法と同様であるため、説明を省略する。   Other aspects of the method for processing a production fluid according to the present embodiment are the same as those for the method for processing a production fluid according to the above-described second embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施形態の生産流体処理システム3は、第一混合装置310を備える。第一混合装置310は、貯留部315を備える。
貯留部315では、流体の流速が大きく、内部の配管は、ジグザグ状の配管が上方に延びるように備えられている。このため、貯留部315内に水相成分が溜まりにくい。このため、本実施形態の生産流体処理システム2は、生産流体の水分量が、生産流体の総質量に対して20質量%以上の場合に、特に好適である。
生産流体処理システム3は、第三混合装置390を備える。第三混合装置390によれば、吸着能を有する硫黄化合物固定剤を再利用できる。このため、含硫黄化合物をより効率よく処理できる。
第二の硫黄化合物固定剤は、吸着装置330の吸収塔内で気液反応を行うため、低粘度である。低粘度の油溶液は、第一混合流体の油相成分と混合しにくい。このため、第三混合装置390では、分離装置320で分離された油相成分の一部と低粘度の接触油溶液とを混合して、接触油溶液の粘度を向上している。接触油溶液の粘度を向上することで、接触油溶液と第一混合流体とをより容易に混合できる。
接触油溶液に混合する油相成分としては、予め用意した原油や重油を使用することもできる。
生産流体に硫化鉄が含まれる場合、本実施形態の生産流体の処理方法を適用すると、油田随伴水中の硫化鉄濃度を低減できる。このため、油田随伴水をより再利用しやすくなる。
本実施形態によれば、貯留部315内にジグザグ状の配管が上方に延びるように備えられているため、第一混合流体中の気泡の移動により第一混合流体の流動が促進される。このため、第一混合流体中で油水の分離が進んでも、第一混合流体は貯留部315内部で滞留しにくい。その結果、貯留部315の前段でエマルジョンブレーカを投入しても、幅広い油水比率で、安定して生産流体処理システム3を運転することができる。
The production fluid processing system 3 of the present embodiment includes a first mixing device 310. The first mixing device 310 includes a storage unit 315.
In the storage section 315, the flow velocity of the fluid is large, and the internal piping is provided such that a zigzag-shaped piping extends upward. For this reason, it is difficult for the aqueous phase component to accumulate in the storage unit 315. For this reason, the production fluid treatment system 2 of the present embodiment is particularly suitable when the water content of the production fluid is 20% by mass or more based on the total mass of the production fluid.
The production fluid processing system 3 includes a third mixing device 390. According to the third mixing device 390, the sulfur compound fixing agent having an adsorption ability can be reused. Therefore, the sulfur-containing compound can be treated more efficiently.
The second sulfur compound fixing agent has a low viscosity because it performs a gas-liquid reaction in the absorption tower of the adsorption device 330. The low viscosity oil solution is difficult to mix with the oil phase component of the first mixed fluid. Therefore, in the third mixing device 390, a part of the oil phase component separated by the separation device 320 and the low-viscosity contact oil solution are mixed to improve the viscosity of the contact oil solution. By increasing the viscosity of the contact oil solution, the contact oil solution and the first mixed fluid can be more easily mixed.
Crude oil or heavy oil prepared in advance can also be used as the oil phase component to be mixed with the contact oil solution.
When the production fluid contains iron sulfide, the concentration of iron sulfide in the oil field accompanying water can be reduced by applying the production fluid treatment method of the present embodiment. For this reason, it becomes easier to reuse the oil field accompanying water.
According to the present embodiment, since the zigzag pipe is provided in the storage section 315 so as to extend upward, the movement of the bubbles in the first mixed fluid promotes the flow of the first mixed fluid. For this reason, even if the separation of the oil and water proceeds in the first mixed fluid, the first mixed fluid does not easily stay inside the storage unit 315. As a result, the production fluid treatment system 3 can be stably operated with a wide oil-water ratio even if the emulsion breaker is put in front of the storage unit 315.

以上説明したように、本発明の生産流体処理システムによれば、生産流体の気相成分から効率よく含硫黄化合物を除去することができる。その結果、高品質な天然ガスや石油ガスを得ることができる。加えて、本発明の生産流体処理システムでは、油溶性の硫黄化合物固定剤を用いているため、含硫黄化合物と接触した接触油溶液も油溶性であり、接触油溶液を第一混合流体と混合することにより、生産流体中の含硫黄化合物を油相成分に溶解することができる。
本発明の生産流体処理システムによれば、硫化水素よりも処理が困難な、メルカプタン類も処理することができる。
また、本発明の生産流体処理システムによれば、分離された気相成分中の含硫黄化合物の濃度を低減できるため、気相成分から含硫黄化合物を除去する設備を小型化できる。
As described above, according to the production fluid treatment system of the present invention, the sulfur-containing compound can be efficiently removed from the gas phase component of the production fluid. As a result, high quality natural gas or oil gas can be obtained. In addition, in the production fluid treatment system of the present invention, since the oil-soluble sulfur compound fixing agent is used, the contact oil solution in contact with the sulfur-containing compound is also oil-soluble, and the contact oil solution is mixed with the first mixed fluid. By doing so, the sulfur-containing compound in the production fluid can be dissolved in the oil phase component.
According to the production fluid treatment system of the present invention, mercaptans, which are more difficult to treat than hydrogen sulfide, can also be treated.
Further, according to the production fluid treatment system of the present invention, since the concentration of the sulfur-containing compound in the separated gas phase component can be reduced, the equipment for removing the sulfur-containing compound from the gas phase component can be downsized.

[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、上述した生産流体処理システム1は、一つの分離装置を有するが、分離装置は、ガス分離装置と油分分離装置との二つでもよく、三つ以上の分離装置を備えていてもよい。分離装置の数が増えると、プラントの規模は大きくなるため、分離装置の数は、一つが好ましい。
上述した実施形態では、吸着装置を備える生産流体処理システムについて説明してきたが、気相成分の含硫黄化合物の濃度が設定値(例えば、1000ppm)以下の場合は、吸着装置を省略してもよい。
上述した実施形態では、原油タンクの数が一つの生産流体処理システムについて説明してきたが、原油タンクの数は、二つでもよく、三つ以上でもよい。原油タンクの数が二つ以上であると、原油に含まれる含硫黄化合物と硫黄化合物固定剤との反応をより確実に進行できる。
上述した第一実施形態の貯留部15は、上述した第二実施形態の貯留部215と相互に置換可能である。
上述した第一実施形態の貯留部15は、上述した第三実施形態の貯留部315と相互に置換可能である。
上述した第二実施形態の貯留部215は、上述した第三実施形態の貯留部315と相互に置換可能である。
貯留部315としては、ジグザグ状の配管に換えて、螺旋状の配管が用いられてもよい。
[Other Embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
For example, the above-described production fluid treatment system 1 has one separation device, but the separation device may be two of a gas separation device and an oil separation device, or may be three or more separation devices. When the number of separation devices increases, the scale of the plant increases, and therefore, the number of separation devices is preferably one.
In the above-described embodiment, the production fluid treatment system including the adsorption device has been described. However, when the concentration of the sulfur-containing compound in the gas phase component is equal to or lower than a set value (for example, 1000 ppm), the adsorption device may be omitted. .
In the embodiment described above, the production fluid processing system having one crude oil tank has been described. However, the number of crude oil tanks may be two, or three or more. When the number of the crude oil tanks is two or more, the reaction between the sulfur-containing compound and the sulfur compound fixing agent contained in the crude oil can proceed more reliably.
The storage unit 15 of the first embodiment described above can be replaced with the storage unit 215 of the second embodiment described above.
The storage unit 15 of the first embodiment described above can be replaced with the storage unit 315 of the third embodiment described above.
The storage unit 215 of the above-described second embodiment can be replaced with the storage unit 315 of the above-described third embodiment.
As the storage section 315, a spiral pipe may be used instead of the zigzag pipe.

本発明の生産流体処理システム及び生産流体の処理方法を用いることで、生産流体の気相成分に含まれる含硫黄化合物を除去することができ、精製された石油ガスを製造することができる。また、多量の廃棄物を排出することなく、付加価値の高い原油等を得ることができる。さらに、アミン吸収法で硫化水素を除去する場合と比較して、再生プロセスが不要となり、プラントの規模を小さくすることができ、効率よく含硫黄化合物を処理することができる。加えて、規模の小さな油ガス田でも、生産地での含硫黄化合物の除去が容易になり、省エネルギー化を図ることができる。
また、本発明の生産流体処理システム及び生産流体の処理方法により発生する油田随伴水は、不溶性の硫化鉄の沈殿が少ないため、地下への再圧入に際し、地層圧入による目詰まりが発生しにくい。このため、油相に水を圧入することで、油相中に残された炭化水素を回収する水攻法、水とともに二酸化炭素や、界面活性剤を圧入する二次以降の高次回収等に、本発明の生産流体処理システム及び生産流体の処理方法は、特に好適である。
By using the production fluid treatment system and the production fluid treatment method of the present invention, a sulfur-containing compound contained in a gas phase component of a production fluid can be removed, and a refined petroleum gas can be produced. Further, high-value-added crude oil can be obtained without discharging a large amount of waste. Furthermore, as compared with the case where hydrogen sulfide is removed by the amine absorption method, a regeneration process is not required, the scale of the plant can be reduced, and the sulfur-containing compound can be efficiently treated. In addition, even in a small-scale oil and gas field, removal of sulfur-containing compounds at a production site becomes easy, and energy saving can be achieved.
In addition, the oil field accompanying water generated by the production fluid treatment system and the production fluid treatment method of the present invention has little precipitation of insoluble iron sulfide, and therefore is less likely to be clogged by underground injection when re-injected underground. For this reason, water is injected into the oil phase to recover the remaining hydrocarbons in the oil phase in waterflooding methods, as well as secondary and higher-order recovery in which carbon dioxide and surfactants are injected together with water. The production fluid treatment system and production fluid treatment method of the present invention are particularly suitable.

1、2、3 生産流体処理システム
10、210、310 第一混合装置
20、220、320 分離装置
30、230、330 吸着装置
40 第二混合装置
50 減圧装置
60、260、360 原油タンク
290、390 第三混合装置
13、70、71、72、213、270、271、272、274、313、371、372、374 添加部
14、214、284、314、384 攪拌混合部
15、215、315 貯留部
73、273、373 導入部
80、280、380 攪拌混合装置
81、282、283、381、382、383 ポンプ
101〜106、201〜206、301〜308 分岐
L1〜L15、L21〜L33、L41〜L53 配管
PW 生産井
CV チョークバルブ
1, 2, 3 Production fluid treatment system 10, 210, 310 First mixing device 20, 220, 320 Separation device 30, 230, 330 Adsorption device 40 Second mixing device 50 Decompression device 60, 260, 360 Crude oil tank 290, 390 Third mixing device 13, 70, 71, 72, 213, 270, 271, 272, 274, 313, 371, 372, 374 Addition unit 14, 214, 284, 314, 384 Stirring mixing unit 15, 215, 315 Storage unit 73, 273, 373 Introducing section 80, 280, 380 Stirring / mixing apparatus 81, 282, 283, 381, 382, 383 Pump 101 to 106, 201 to 206, 301 to 308 Branch L1 to L15, L21 to L33, L41 to L53 Piping PW Production well CV Choke valve

Claims (7)

炭化水素ガスと原油と含硫黄化合物とを含む生産流体に、油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る第一混合装置と、
前記第一混合流体から前記炭化水素ガスを含む気相成分を分離するガス分離装置と、
を備え、
前記第一混合装置は、前記第一混合流体を貯留する貯留部を備える生産流体処理システム。
A first mixing device that obtains a first mixed fluid by mixing an oil-soluble sulfur compound fixing agent with a production fluid containing hydrocarbon gas, crude oil, and a sulfur-containing compound,
A gas separation device that separates a gas phase component containing the hydrocarbon gas from the first mixed fluid,
With
The production fluid processing system, wherein the first mixing device includes a storage unit that stores the first mixed fluid.
前記ガス分離装置の後段に、新たな油溶性の硫黄化合物固定剤を含む油溶液と、前記気相成分とを接触させる吸着装置をさらに備える、請求項1に記載の生産流体処理システム。   2. The production fluid treatment system according to claim 1, further comprising an adsorption device that contacts an oil solution containing a new oil-soluble sulfur compound fixing agent with the gas phase component, at a stage subsequent to the gas separation device. 3. 前記第一混合流体から前記原油を含む油相成分を分離する油分分離装置と、前記吸着装置の後段に、前記油相成分に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第二混合装置と、をさらに備える、請求項2に記載の生産流体処理システム。   An oil separation device that separates an oil phase component containing the crude oil from the first mixed fluid, and a second mixing step that mixes the oil solution in contact with the gas phase component with the oil phase component at a stage subsequent to the adsorption device. The production fluid treatment system of claim 2, further comprising: an apparatus. 前記ガス分離装置の前段に、前記生産流体に、前記気相成分と接触した前記油溶液を混合する第三混合装置をさらに備える、請求項2に記載の生産流体処理システム。   3. The production fluid treatment system according to claim 2, further comprising a third mixing device that mixes the production fluid with the oil solution that has come into contact with the gas phase component, before the gas separation device. 4. 前記ガス分離装置の前段に、前記第一混合流体を減圧する減圧装置をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の生産流体処理システム。   The production fluid treatment system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a decompression device that decompresses the first mixed fluid before the gas separation device. 炭化水素ガスと原油と含硫黄化合物とを含む生産流体に、油溶性の硫黄化合物固定剤を混合して第一混合流体を得る第一混合工程と、
前記第一混合流体から前記炭化水素ガスを含む気相成分を分離するガス分離工程と、
を有し、
前記第一混合工程は、前記第一混合流体を貯留する貯留操作を有する生産流体の処理方法。
A first mixing step of obtaining a first mixed fluid by mixing an oil-soluble sulfur compound fixing agent with a production fluid containing hydrocarbon gas, crude oil, and a sulfur-containing compound,
A gas separation step of separating a gas phase component containing the hydrocarbon gas from the first mixed fluid,
Has,
The first mixing step is a method of processing a production fluid having a storage operation of storing the first mixed fluid.
前記油溶性の硫黄化合物固定剤がアルデヒド基を有する油溶性化合物を含有する、請求項6に記載の生産流体の処理方法。   The method for treating a production fluid according to claim 6, wherein the oil-soluble sulfur compound fixing agent contains an oil-soluble compound having an aldehyde group.
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