RU2518526C1

RU2518526C1 - Oil treatment method

Info

Publication number: RU2518526C1
Application number: RU2013134536/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Руслан Габделракибович Заббаров; Ягфарь Габдулхакович Минхаеров; Владимир Александрович Любимов; Ильшат Анасович Шарипов; Айнур Сабирзянович Гаязов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-06-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: method includes delivery of emulsified oil to an initial water separator, separation of water from emulsified oil in the separator and discharge of a part of water to waste water treatment facilities, further delivery of emulsified oil to buffer separating tanks, separation of gas and water from emulsified oil in the buffer separating tanks, heating of emulsified oil, hot water separation and desalination of emulsified oil and pumping oil to consumers. The liquid level in the buffer separating tank is kept within 40-60% of its height. Emulsified oil is fed to the buffer separating tank at the level of 50% of liquid fill, evenly distributed on the liquid surface along the entire length of the tank, and treated oil in full is delivered to a consumer.

EFFECT: increased separation efficiency of oil-water emulsion into oil and water at the stage of initial water separation and larger amount of separated associated petroleum gas.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефти в условиях нефтепромысла.The invention relates to the oil industry and may find application in the preparation of oil in oilfield conditions.

Известен способ сбора и подготовки продукции скважин, включающий сепарацию и выдержку в буферной сепарационной емкости (Патент РФ №2473374, опубл. 27.01.2013).A known method of collecting and preparing well products, including separation and aging in a buffer separation tank (RF Patent No. 2473374, publ. 01.27.2013).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ подготовки нефти, включающий подачу нефтяной эмульсии, поступающей с нефтепромыслов, в аппарат предварительного сброса воды, отделение части воды из нефтяной эмульсии в аппарате предварительного сброса воды и сброс части воды на очистные сооружения, холодную сепарацию газа из нефтяной эмульсии в буферных емкостях, нагрев нефтяной эмульсии, горячее обезвоживание нефтяной эмульсии на ступенях горячего отстоя, обессоливание нефтяной эмульсии в электродегидраторах с подачей в электродегидраторы через диспергатор пресной воды, подачу дренажной воды после горячего отстоя и электродегидраторов в начало процесса на аппараты предварительного сброса воды, подачу из электродегидраторов готовой нефти через теплообменники в буферные емкости готовой нефти, горячую сепарацию газа в буферных емкостях готовой нефти и откачку нефти потребителю и возврат части нефти в начало процесса при снижении уровня подачи нефтяной эмульсии (Тронов В.П. «Системы нефтесбора и гидродинамика основных технологических процессов». Фэн. Казань, 2002, с.335-337, - прототип).Closest to the proposed invention in technical essence is a method of preparing oil, comprising feeding an oil emulsion coming from oil fields to a water pre-discharge apparatus, separating part of the water from the oil emulsion in a water pre-discharge apparatus and discharging part of the water to treatment facilities, cold gas separation from oil emulsion in buffer tanks, heating oil emulsion, hot dehydration of oil emulsion at the steps of hot sludge, desalination of oil emulsion in electro dehydrators with feed to the electric dehydrators through a fresh water dispersant, the supply of drainage water after hot sludge and electric dehydrators to the beginning of the process to the preliminary water discharge devices, the supply of finished oil from the dehydrators through heat exchangers to the buffer tanks of the finished oil, hot gas separation in the buffer tanks of the finished oil and pumping oil to the consumer and the return of part of the oil to the beginning of the process with a decrease in the level of supply of oil emulsion (Tronov V.P. "Oil gathering systems and hydrodynamics of the main technological processes." Feng. Kazan, 2002, p.335-337, - prototype).

Недостатком известных способов является малое количество сепарируемого попутного нефтяного газа и невысокая эффективность разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени горячего обезвоживания.A disadvantage of the known methods is the small amount of separated associated petroleum gas and the low efficiency of the separation of the oil-water emulsion into oil and water at the stage of hot dehydration.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени предварительного обезвоживания и увеличения количества сепарируемого попутного нефтяного газа.The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of the separation of oil-water emulsions into oil and water at the stage of preliminary dehydration and increasing the amount of separated associated petroleum gas.

Задача решается тем, что в способе подготовки нефти, включающем подачу нефтяной эмульсии в аппарат предварительного сброса воды, отделение части воды из нефтяной эмульсии в аппарате предварительного сброса воды и сброс части воды на очистные сооружения, дальнейшую подачу нефтяной эмульсии в буферные сепарационные емкости, сепарацию газа и воды из нефтяной эмульсии в буферных сепарационных емкостях, нагрев нефтяной эмульсии, горячее обезвоживание и обессоливание нефтяной эмульсии и откачку нефти потребителю, согласно изобретению уровень жидкости в буферной сепарационной емкости поддерживают в пределах от 40 до 60% ее высоты, нефтяную эмульсию вводят в буферную сепарационную емкость на уровне 50%-ного заполнения жидкостью, равномерно распределяют по поверхности жидкости по всей длине емкости, а подготовленную нефть полностью направляют потребителю.The problem is solved in that in a method for preparing oil, comprising supplying an oil emulsion to a water pre-discharge apparatus, separating part of the water from an oil emulsion in a preliminary water discharging apparatus and discharging part of the water to treatment facilities, further supplying an oil emulsion to buffer separation tanks, gas separation and water from an oil emulsion in buffer separation tanks, heating an oil emulsion, hot dehydrating and desalting an oil emulsion and pumping oil to a consumer according to the invention of the level Hb buffer fluid in the separation tank is maintained in the range of from 40 to 60% of its height, an oil emulsion is introduced into the separation buffer capacity at 50% fill liquid, uniformly distributed over the surface of the liquid throughout the length of the vessel, and completely prepared oil is directed to the consumer.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Практически на всех установках подготовки нефти предусмотрен возврат товарной нефти на прием ступени предварительного обезвоживания из-за необходимости стабилизации потока жидкости и недопущения остановки всей установки подготовки нефти при отсутствии поступления сырья, для предупреждения выпадения в осадок парафинов и образования участков трубопровода с загустевшей нефтью, затрудняющих последующий запуск установки в работу. В режиме циркуляции товарной нефти регулирование уровня в буферной сепарационной емкости затрудняется, - емкость начинает работать на полное заполнение. Сепарация в буферной сепарационной емкости практически полностью прекращается. Газ начинает поступать на ступени обезвоживания и обессоливания, вызывая нарушение процесса подготовки нефти. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени предварительного обезвоживания, стабилизации работы ступеней горячего обезвоживания, обессоливания нефти и увеличения количества сепарируемого попутного нефтяного газа. Задача решается следующим образом.Almost all oil treatment plants provide for the return of marketable oil to the pre-dewatering stage because of the need to stabilize the fluid flow and prevent the entire oil treatment unit from stopping when there is no feed, to prevent paraffins from precipitating and to form sections of the pipeline with thickened oil, which complicate the subsequent start of installation. In the mode of circulation of commercial oil, the regulation of the level in the buffer separation tank is difficult - the tank begins to work at full capacity. The separation in the buffer separation tank is almost completely stopped. Gas begins to flow to the stages of dehydration and desalination, causing disruption of the oil preparation process. The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of the separation of oil-water emulsions into oil and water at the stages of preliminary dehydration, stabilizing the operation of the stages of hot dehydration, desalting of oil and increasing the amount of separated associated petroleum gas. The problem is solved as follows.

На фиг.1 представлена установка подготовки нефти, которая включает 1 - ступень предварительного обезвоживания, 2 - буферная сепарационная емкость, 3 - сырьевой насос, 4 - печь, 5 - ступень горячего обезвоживания, 6 - ступень горячего обессоливания, 7 - распределительное устройство.Figure 1 shows the installation of oil treatment, which includes 1 - stage pre-dehydration, 2 - buffer separation tank, 3 - feed pump, 4 - furnace, 5 - stage hot dehydration, 6 - stage hot desalination, 7 - distribution device.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Нефтяную эмульсию с нефтепромыслов направляют на ступень предварительного обезвоживания 1, там производят отделение из нефтяной эмульсии части воды и газа и сброс части воды на очистные сооружения, а газа в газовую линию. Затем нефтяную эмульсию подают в буферную сепарационную емкость 2 через распределительное устройство 7. Буферную сепарационную емкость 2 снабжают распределительным устройством 7, которое представляет собой заглушенную с одного конца трубу, установленную горизонтально вдоль оси емкости на всю ее длину, перфорированную в нижней части отверстиями, расположенными в «шахматном порядке». Распределительное устройство 7 установлено на высоте буферной сепарационной емкости 2, равной среднему значению уровня жидкости в буферной сепарационной емкости 2. Уровень жидкости в буферной сепарационной емкости 2 поддерживают в пределах от 40 до 60% ее высоты. Поток нефтяной эмульсии из распределительного устройства 7 вводят в буферную сепарационную емкость 2 на уровне 50%-ного заполнения жидкостью, т.е. по поверхности жидкости и/или под нее в зависимости от колебаний уровня. Так, при максимальном уровне жидкости распределительное устройство 7 будет скрыто под этой жидкостью, а при минимальном - будет над поверхностью жидкости.The oil emulsion from the oil fields is sent to the preliminary dehydration stage 1, where part of the water and gas is separated from the oil emulsion and part of the water is discharged to the treatment plant, and gas to the gas line. Then, the oil emulsion is fed into the buffer separation tank 2 through the switchgear 7. The buffer separation tank 2 is provided with a switchgear 7, which is a tube plugged at one end, installed horizontally along the axis of the tank along its entire length, perforated in the lower part with openings located in Staggered. The switchgear 7 is installed at a height of the buffer separation tank 2 equal to the average value of the liquid level in the buffer separation tank 2. The liquid level in the buffer separation tank 2 is maintained within the range of 40 to 60% of its height. The oil emulsion stream from the switchgear 7 is introduced into the buffer separation tank 2 at the level of 50% liquid filling, i.e. on the surface of the liquid and / or under it, depending on level fluctuations. So, at the maximum liquid level, the switchgear 7 will be hidden under this liquid, and at the minimum it will be above the surface of the liquid.

Распределительное устройство 7 направляет нефтяную эмульсию вниз и в стороны от центральной оси буферной сепарационной емкости 2. Нефтяная эмульсия, проходя через распределительное устройство 7, приобретает нисходящее направление движения, что предопределяет интенсивное разбрызгивание эмульсии в буферной сепарационной емкости 2 при резком увеличении ее поступления. За счет направленных вниз струй жидкости происходит активное перемешивание всего объема жидкости в емкости. При перемешивании жидкостей выход газа из них интенсифицируется. К тому же распределительное устройство позволяет перемешивать жидкость таким образом, чтобы поверхность жидкости сохранялось максимальной, несмотря на сильную турбулизированность всего объема жидкости в емкости.The distribution device 7 directs the oil emulsion down and to the sides from the central axis of the buffer separation tank 2. The oil emulsion, passing through the distribution device 7, acquires a downward direction of movement, which determines the intensive spraying of the emulsion in the buffer separation tank 2 with a sharp increase in its flow. Due to downward jets of liquid, active mixing of the entire volume of liquid in the tank occurs. When mixing liquids, the gas output from them intensifies. In addition, the dispenser allows you to mix the liquid so that the surface of the liquid is kept maximum, despite the strong turbulization of the entire volume of liquid in the tank.

Перемешивание поступающей эмульсии с уже находящейся в буферной сепарационной емкости 2 эмульсией происходит выше или ниже уровня заполнения емкости 2, за счет чего происходит более полная сепарация нефтяной эмульсии.Mixing the incoming emulsion with the emulsion already in the buffer separation tank 2 occurs above or below the filling level of the tank 2, due to which a more complete separation of the oil emulsion occurs.

При этом снижается или полностью прекращается подача товарной нефти для стабилизации потока подготавливаемой нефтяной эмульсии, прокачиваемой через установку подготовки нефти.At the same time, the supply of marketable oil is reduced or completely stopped to stabilize the flow of the prepared oil emulsion pumped through the oil treatment unit.

Вслед за этим нефтяную эмульсию сырьевым насосом 3 подают на нагрев в печи 4, нагревают и проводят горячее обезвоживание и обессоливание в аппаратах 5 и 6 и откачивают потребителю без возврата части нефти в голову процесса.Following this, the oil emulsion is fed to the furnace 4 for heating in the furnace 4, heated and hot dehydrated and desalted in the apparatus 5 and 6, and pumped to the consumer without returning part of the oil to the process head.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Опытно-промышленные испытания способа проводились на установке подготовки высокосернистой нефти Минибаевского ЦПС НГДУ «Альметьевнефть» ОАО «Татнефть». Технологическая схема представлена на фиг.1. Нефтяную эмульсию с цехов добычи нефти и газа с расходом 200÷280 м³/час и давлением 0,4÷0,6 МПа с обводненностью до 80% подают на ступень предварительного обезвоживания 1 в два горизонтальных аппарата предварительного сброса воды объемом по 200 м³ каждый, где при давлении 0,6 МПа и температуре 5°C происходит гравитационный отстой и из нефтяной эмульсии отделяется часть нефти и воды. Затем нефтяная эмульсия с расходом 260÷280 м³/ч под избыточным давлением системы нефтесбора 0,4-0,8 МПа поступает в буферную сепарационную емкость 2 на высоте уровня жидкости через распределительные устройства 7. Буферная сепарационная емкость заполнена наполовину, уровень жидкости находится на высоте 1,7 м от низа при диаметре буферной сепарационной емкости 2, равном 3,4 м. Уровень жидкости колеблется в пределах 1,36-2,04 м высоты емкости 2.Pilot tests of the method were carried out at the installation of high-sulfur oil preparation at the Minibaevsky Central Processing Station of NGDU Almetyevneft OAO Tatneft. The technological scheme is presented in figure 1. Oil emulsion from oil and gas production workshops with a flow rate of 200 ÷ 280 m ³ / h and a pressure of 0.4 ÷ 0.6 MPa with a water cut of up to 80% is fed to the preliminary dehydration stage 1 in two horizontal water pre-discharge apparatuses with a volume of 200 m ³ each, where at a pressure of 0.6 MPa and a temperature of 5 ° C gravitational sediment occurs and part of the oil and water is separated from the oil emulsion. Then the oil emulsion with a flow rate of 260 ÷ 280 m ³ / h under excess pressure of the oil recovery system of 0.4-0.8 MPa enters the buffer separation tank 2 at a height of the liquid level through the switchgear 7. The buffer separation tank is half full, the liquid level is at a height of 1.7 m from the bottom with a diameter of the buffer separation tank 2 equal to 3.4 m. The liquid level varies between 1.36-2.04 m height of the tank 2.

Распределительное устройство 7 представляет собой электросварную трубу диаметром 300 мм, установленную горизонтально вдоль центральной оси емкости 2 на всю ее длину. Труба заглушена с дальнего от входа конца и перфорирована в нижней части круглыми отверстиями диаметром 20 мм, расположенными в «шахматном порядке» с интервалом 100 мм между двумя отверстиями, лежащими на одной линии вдоль распределительного устройства 7.The switchgear 7 is an electrowelded pipe with a diameter of 300 mm, mounted horizontally along the central axis of the container 2 over its entire length. The pipe is plugged from the end far from the entrance and is perforated in the lower part with round holes with a diameter of 20 mm, arranged in a “checkerboard pattern” with an interval of 100 mm between two holes lying on the same line along the switchgear 7.

Вода из буферной сепарационной емкости сбрасывается на очистные сооружения. Площадь зеркала в буферных сепарационных емкостях устанавливают в пределах от 70 до 90 м², а сами емкости заполняют на 40-60% по объему и располагают на высоте 16 м, что является необходимым для выделения газа из всего объема нефти. При этом доля отсепарированного в буферных сепарационных емкостях нефтяного газа составляет 50-55%, тогда как при проведении процесса по прототипу он составляет не более 30%.Water from the buffer separation tank is discharged to the treatment plant. The area of the mirror in the buffer separation tanks is set in the range from 70 to 90 m ² , and the tanks themselves are filled by 40-60% by volume and placed at a height of 16 m, which is necessary for gas evolution from the entire volume of oil. At the same time, the fraction of oil gas separated in buffer separation tanks is 50-55%, while during the prototype process it is not more than 30%.

Далее нефтяную эмульсию сырьевым насосом 3 подают на нагрев в печи 4, нагревают и проводят горячее обезвоживание. При этом содержание воды в нефти после ступени горячего обезвоживания 5 составляет 0,5%, тогда как по прототипу он составляет не менее 1%.Next, the oil emulsion with a feed pump 3 is supplied for heating in the furnace 4, heated and hot dehydration is carried out. Moreover, the water content in oil after the hot dehydration stage 5 is 0.5%, whereas in the prototype it is at least 1%.

Уменьшение газа, поступающего на ступень горячего обезвоживания, в свою очередь, благоприятно сказывается на отделении воды, - глобулы воды не уносятся вверх пузырьками газа.The decrease in gas entering the hot dehydration stage, in turn, favorably affects the separation of water - water globules are not carried upward by gas bubbles.

Далее нефтяная эмульсия поступает на ступень обессоливания 6 и откачивают потребителю без возврата части нефти в голову процесса. После ступеней горячего обезвоживания и обессоливания содержание воды в нефти по предложенному способу составляет величину порядка 0,5%, тогда как по прототипу оно составляет более 1%.Next, the oil emulsion enters the desalination stage 6 and is pumped to the consumer without returning part of the oil to the process head. After the stages of hot dehydration and desalination, the water content in oil according to the proposed method is about 0.5%, while in the prototype it is more than 1%.

Таким образом, удается обеспечить повышение эффективности разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени предварительного обезвоживания и увеличение количества сепарируемого попутного нефтяного газа.Thus, it is possible to increase the efficiency of the separation of the oil-water emulsion into oil and water at the stages of preliminary dehydration and increase the amount of separated associated petroleum gas.

Применение предложенного способа позволит решить задачу увеличения количества сепарируемого попутного нефтяного газа и повышения эффективности разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени предварительного обезвоживания.The application of the proposed method will solve the problem of increasing the amount of separated associated petroleum gas and increasing the efficiency of the separation of oil-water emulsions into oil and water at the stage of preliminary dehydration.

Claims

A method for preparing oil, including supplying an oil emulsion to a water pre-discharge apparatus, separating part of the water from an oil emulsion in a preliminary water discharging apparatus and discharging a part of water to a treatment plant, further supplying an oil emulsion to a buffer separation tank, separating gas and water from the oil emulsion into buffer separation tanks, heating the oil emulsion, hot dehydration and desalting of the oil emulsion and pumping oil to the consumer, characterized in that the liquid level in the buffer sep ration container is maintained in the range of from 40 to 60% of its height, an oil emulsion is introduced into the separation buffer capacity at 50% fill liquid, uniformly distributed over the surface of the liquid throughout the length of the vessel, and completely prepared oil is directed to the consumer.