SU1632452A1 - Система комплексной подготовки продукции скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности и может быть использовано при сборе и подготовке нефти, газа и воды. Целью изобретени   вл етс  снижение материальных затрат и защита окружающей среды. Система комплексной подготовки продукции скважич включает гидродинамический трубный экстратор, прием которого соединен с входным трубопроводом а выход - с газоотделителем, многоцелевым резервуаром и газосепаратором. Последовательно с насосом установлен нагреватель и второй гидродинамический трубный экстрактор, соединенный с многоцелевым резервуаром. Резервуар очистки воды снабжен линией отбора газа и компримировани , соединенный с выходным трубопроводом 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности , в частности к сбору и подготовке нефти, газа и пластовой воды на нефт ных промыслах.

Применение способа целесообразно на всех стади х разработки месторождений. Экономическа  эффективность достигаетс  при его использовании в начале разработки и возрастает по мере увеличени  отбора запасов и св занных с этим структурных изме- нений состава и свойств извлекаемых флюидов.

Вместе с тем-изобретение позвол ет решать проблему подготовки т желых, в зких и сероводородосодержащих нефтей и может быть использовано также при транспортировке , хранении, использовании нефти, нефтепродуктов и других испар ющихс  жидкостей, в биотехнологии, химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и других отрасл х народного хоз йства.

Цель изобретени  - снижение материальных затрат и защита окружающей среды.

На чертеже изображена система комплексной подготовки продукции скважин.

Система включает входной трубопровод 1 от скважин, гидродинамический трубный экстрактор (ГТЭ) 2, включающий установку 3 дл  дозированного ввода высокоэффективного реагента-деэмульгатора, массообменную секцию 4, коалесцентор 5, секцию 6 расслоени  и очистки, секцию 7 отбора фаз с встроенным нефтеприемником 8 и перегородкой 9, встроенный в коалесцентор и массообменную секцию разветвленный элемент 10 трубопровода подготовленной гор чей нефти, полученной при обезвоживании и обессоливании отработанных фильтров, газопровод 11 от секции отбора фаз ГТЭ до газосепаратора 12, конденсатопровод 13 от газосепаратора до ГТЭ, газопровод 14 сепарированного газа, напорный газопровод 15, нефтепровод 16,

(Л

С

о

CJ

ю J ел ю

водопровод 17 от ГТЭ, гззоотделитель 18, газопровод 19, нефтепровод 20 от газоотделител , многоцелевой резервуар 21с встроенными распределител ми потоков дл  поступающей в резервуар нефти 22 и воды 23, кольцевой сборник 24 подготовленной нефти, газовые отбойники 25 на линии отбора легких фракций из газовой подушки, сигнализатор 26 напора сильфонный взрывозащищенный марки СНСВ-1, нефтепровод 27 подготовленной нефти с линией 28 откачки отработанных гидрофобных фильтров, газопровод 29 с установленными на нем регул тором 30 давлени  до себ  и регул тором 31 давлени  дл  подачи газа в газовую подушку многоцелевого резервуара при его охлаждении или опорожнении, нефт ной насос 32, напорный нефтепровод 33, узел 34 учета, магистральный нефтепровод 35, насос 36 дл  подачи отработанных гидрофобных фильтров на подогрев в нагревателе 37 (печи), гор чий трубопровод 38, установку 39 дозированного ввода реагента , перемычку 40, второй (гор чий) гидродинамический трубный экстрактор 41 дл  обработки отработанных фильтров в составе массообменной секции 42, коалесценто- ра 43, секции 44 расслоени , и секции 45 отбора фаз с газосепаратором 46, снабженным отбойными поверхност ми 47, приемником 48 нефти и перегородкой 4В, нефтепровод 50 от секции отбора фаз, газопровод 51, водопровод 52, гор чий многоце- левой резервуар 53 дл  обработки отработанных фильтров с встроенными распределител ми потоков дл  приема нефтм 54 и воды 55, газовыми отбойниками 56, круговым нефтесборным лотком 57, сигнализатором 58 напора марки СНСВ-1, нефтепровод 59 подготовленной нефти, линию 60 дл  перекачки отработанных гидрофобных фильтров (ГФ), насос 61, напорный нефтепровод 62 подготовленной нефти, перемычку 63 дл  подачи отработанных ГФ на прием печи по трубопроводу 64, газопровод 65 дл  отбора легких фракций из газовой подушки, регул тор 66 давлени  до себ , газопровод 67 дл  сбора легких фракций, газопровод 68, регулирующий клапан 69, газопровод70, водопровод71, резервуар72 дл  глубокой очистки воды с встроенными распределител ми 73 и 74 потоков, круговым нефтесборным лотком 75, газовыми отбойниками 76, сигнализатором 77 напора марки СНСВ-1, водопровод 78 отбора очищенной воды, насос 79, напорный водопровод 80, нефтепровод 81, перемычку 82 дл  отработанных фильтров, насос 83, напорный трубопровод 84, водопровод 85, газопровод 86, регул тор 87 давлени  до себ ,

регул тор 88 давлени , сепаратор-конден- сатосборник 89 с сигнализаторами 90 и 91 напора марки НСП-1, газопровод 92, газо- дувку (компрессор) 93, напорный газопровод 94, насос 95, конденсатопровод 96 и газопроводную перемычку 97 с регул тором 98 давлени  и газопроводы 99 и 100.

Система работает следующим образом. Нефтегазовод на  смесь от скважин по

0 трубопроводу поступаете ГТЭ 2, в котором осуществл ютс  сепараци  газа, а также (под действием гидродинамических эффектов турбулизации потока, достигаемой в массробменной секции 4 в присутствии вы5 сокоэффектевного реагента-деэмульгатора, подаваемого установкой 3 дозированного ввода реагента) процессы дроблени , сли ни  и повторного дроблени  глобул воды, доведени  реагента до глобул, сли ни  мел0 ких глобул воды в коалесценторе 5, разделение потока на газовую и жидкую фазы, а последний, в свою очередь, на нефть и пластовую воду в секции расслоени , очистка газа от пены, а воды - от нефти и механиче5 ских примесей. Дл  этого в массообменной секции 4 и коалесценторе 5 поддерживаетс  турбулентный режим движени .

Диаметр секции расслоени  и очистки фаз определ етс  из услови  осуществле0 ни  технологических процессов сепарации газа, обезвоживани  нефти и очистки пластовой воды и состоит из трех подсекций: сепарации , обезвоживани  нефти и очистки пластовой воды.

6Длина подсекций сепарации легких

фракций определ етс  из услови  обеспечени  времени осуществлени  процесса отделени  газа, определ емого экспериментально дл  каждого типа нефтей.

0 Дл  девонских нефтей Ромашкинского месторождени  врем  сепарации газа составл ет 3-5 мин, дл  в зких нефтей верхних горизонтов данный параметр увеличиваетс  до 4,5-7,5 мин.

5 По завершении сепарации легких фракций освобожденна  от основной массы газа нефтевод на  эмульси  поступаете подсекции обезвоживани  нефти и очистки воды. В гидродинамическом трубном экстра0 торе под действием гидродинамических эффектов достигаетс  распределение вводимого в поток реагента между глобулами воды и под его действием, катализируемым выдел ющимс  из нефти газом, а также

5 соударени ми частиц в турбулентном потоке , и благодар  этому обеспечиваетс  разрушение эмульсии и ее последующее расслоение на газ, нефть и пластовую воду. При этом врем  выхода газовых пузырьков в газовую зону, всплыти  капель нефти в

нефт ную зону и осаждени  частиц воды в вод ную уменьшаетс  по сравнению с соответствующими данными серийных аппаратов в 3-50 раз. Благодар  этому в экстракторе обеспечиваетс  отделение 90- 95 мас.% легких фракций и основной объем (80-90%) пластовой воды. Отделившиес  легкие фракции по газопроводу 11 направл ютс  на очистку от нефти и капельной жидкости в газосепаратор 12. Увлеченна  с газом нефть в сепараторе отдел етс , а затем по конденсатопроводу 13 стекает в экстрактор . Очищенный от капельной нефти газ по газопроводу 14 поступает в напорный газопровод 15 и далее - к потребителю.

Одновременно с сепарацией легких фракций в секции расслоени  осуществл етс  процесс обезвоживани  нефти. Однако вследствие перемешивани  выдел ющимс  газом он идет неустойчиво, отделивша с  вода зачастую вновь диспергируетс  выдел ющимс  газом и перемешиваетс  с нефтью . Основной объем пластовой воды отдел етс  в подсекции обезвоживани  нефти. По завершении процесса обезвоживани  расслоенна  на нефт ную и вод ную фазы продукци  поступает в подсекцию очистки пластовой воды. В последней под действием гидродинамических и флотационных эффектов достигаетс  очистка воды до остаточного содержани  нефти 50 мг/л и механических примесей 60 мг/л. Обезвоженна  нефть с остаточным содержанием пластовой воды 1-2% поступает в приемник 8 нефти и далее по нефтепроводу 16 направл етс  в вертикальный газоотделитель 18, в котором отдел етс  свободный и окклюдированный газ. Легкие фракции из газоотделител  по газопроводу 19 направл ютс  в систему сбора и обработки газа, обогащенного т желыми углеводородами, а нефть по нефтепроводу 20 подаетс  в многоцелевой резервуар 21.

В резервуаре одновременно осуществл ютс  следующие технологические операции: концева  сепараци ; глубокое обезвоживание нефти; ее обессоливание; очистка пластовой воды; хранение технологических и организационных запасов нефти и пластовой води; сокращение потерь нефти; предварительна  очистка уловленных легких фракций нефти от капельной жидкости; отделение, сбор и хранение механических примесей.

Это достигаетс  благодар  созданию в его жидкостной зоье эффективного гид- рофобно-гидрофильного фильтра, оптимальному распределению потоков, достигаемому установкой распределителей потоков дл  нефти 22 и воды 23, эффективному использованию объема резервуара в технологических цел х, созданию в его паровой зоне газовой подушки паров добываемых флюидов, очистке улавливаемых паров легких фракций с помощью отбойников 25, включение в технологическую схему кольцевого сборника 24 подготовленной нефти и предотвращению см ти  резервуа0 ра от вакуума благодар  включению в схему автоматизации нар ду с основными блокировочной системы автоматизации и регулировани .

Благодар  времени пребывани , в

5 50% 100 раз превышающему величину данного параметра серийных сепараторов, в многоцелевом резервуаре осуществл етс  глубока  сепараци  нефти.

Обезвоживание, обессоливание нефти

0 в резервуаре 21 и очистка в нем пластовой воды осуществл ютс  в гидрофобно-гидро- фильном фильтре, периодически, по мере отработки, обусловленной загр знени ми, аккумулируемыми в нем сульфидами желе5 за, асфальто-смолистыми фракци ми, механическими примес ми и др., адсорбируемыми на оболочках мелких, приобретающих большую агрессивную устойчивость глобулах пластовой воды,замен емом на нозый.

0 Подготовленна  нефть с обводненностью до 1% по нефтепроводу 27 поступает на прием насоса 32 и далее по нефтепроводу 33 откачиваетс  на узел 34 учета, а затем - в магистральный нефтепровод 35.

5Выделившиес  в резервуаре лег-.ие

фракции после предварительной очистки с помощью отбойников25, в которых благодар  многократному изменению направлени  потока достигаетс  отделение капельной

0 нефти, поступают в газопровод 29 и далее через регул тор 30 давлени  до себ  - в систему сбора газа, обогащенного т желыми углеводородами.

Очищенна  в гидрофобно-гидрофиль5 ном фильтре многоцелевого резервуара 21 пластова  вода с содер.анием нефтепродуктов и механических примесей до 30 мг/л по водопроводу 85 направл етс  в резервуар 72 дл  глубокой очистки воды, а отрабо0 тайные фильтры по трубопроводу 28 поступают на пример насоса 32 -л далее перекачиваютс  на нагревательные печи 37. Ввод очищенной продукции в резервуар 72 осуществл етс  через распределитель 73

5 потока. Остаточное нефтепродукты поднимаютс  на поверхность раздела фаз газ - жидкость, откуда поступают в нефтесбор- ный лоток 75 и далее по нефтепроводу 81 - на прием насоса 83 и по трубопроводу 84 откачиваютс  на прием нагревательной печи 37. Отработанные гидрофильные фильтры из резервуара 72 глубокой очистки пластовой воды по перемычке 82 поступают на прием насоса 83, а далее вместе с уловленной нефтью поступают в трубопровод 84. Нагрета  до 353-363 К в печи 37 продукци  отработанных фильтров поступает в гор чий трубопровод 38, в который с помощью установки 39 осуществл етс  дозированный ввод эффективного реагента-деэмуль- гатора.

Предусматриваетс  перемычка 40 подачи подогретой продукции отработанных фильтров в трубопровод 1 от скважин дл  технического обеспечени  варианта их подготовки по схеме рециркул ции. Схема рециркул ции примен етс  при подготовке продукции отработанных фильтров девонских , аналогичных им и более легких нефтей. При подготовке фильтров сероводородсодер- жащих нефтей в состав бронирующих оболочек глобул воды включаютс  сульфиды железа.

При этом дл  их разрушени  схема рециркул ции оказываетс  неэффективной. Дл  их подготовки предусматриваетс  следующа  технологическа  схема,

Подогретые в печи 37 до температуры 363 К отработанные сульфидосодержащие фильтры по трубопроводу 38 подаютс  на прием гор чего гидродинамического трубного экстрактора 41, в котором последовательно проход т секции: массообменную 42, коалесценции 43, расслоени  44 и отбора фаз 45.

Отделившиес  в гор чем экстракторе легкие фракции поступают в газосепаратор 46, в котором с помощью отбойных поверхностей 47 осуществл етс  их очистка от ка- пельной жидкости. Очищенные легкие фракции по газопроводу 51 поступают в газопровод 67 сбора легких фракций. Очищенна  от основного балласта пластовой воды нефть поступает в приемник 48 нефти, откуда по нефтепроводу 50 направл етс  на глубокую очистку в гор чем многоцелевом резервуаре 53. Отделивша с  в экстракторе 41 пластова  вода переливаетс  через перегородку 49 и далее по водоп роводу 52 посту- пает в резервуар 53, Ввод нефти в резервуар 53 осуществл етс  через распределитель 54 потоков, а воды - через распределитель 55 потоков. В гор чем резервуаре 53 с помощью гидрофобно-гидрофильного фильтра осуществл етс  глубокое обезвоживание нефти и очистка воды. Нефть со следами воды и содержанием солей до 40 мг/л поступает в круговой нефтесборный лоток 57, откуда по нефтепроводу 59 направл етс  на прием насоса 61 и далее - в

напорный нефтепровод 62. После охлаждени  в разветвленном элементе 10 встречным потоком продукции скважин нефть направл етс  в напорный нефтепровод 33 и

далее в общем потоке подготовленной нефти - на узел 34 учета.

Отработанные гидрофобно-гидрофиль- ные фильтры из гор чего резервуара 53 по линии 60 поступают на прием насоса 61 и

0 далее по перемычке 63 и трубопроводу 64 - на прием печи 37.

Очищенна  в гор чем резервуаре пластова  вода с содержанием нефтепродуктов и мехпримесей до 30 мг/л по водопроводу

5 71 поступает в трубопровод 85. При этом обеспечиваетс  подогрев воды, поступающей из многоцелевого резервуара 21, на 5-10°С. Подогрета  вода поступает в резервуар 72 глубокой очистки. Ввод в него осу0 ществл етс  через распределитель 73 потока. Глубока  очистка подогретой пластовой воды осуществл етс  в гидрофильном фильтре под давлением паров добываемых флюидов. Отделивша с  нефть

5 поступает в круговой нефтесборный лоток 75 и далее по нефтепроводу 81 - на прием насоса 83. Отработанные фильтры по перемычке 82 периодически откачиваютс  насосом 83. От насоса 83 уловленна  нефть и

0 отработанные фильтры по трубопроводу 84 поступают на прием печи 37. Очищенна  до содержани  нефтепродуктов и механических примесей 10 мг/л вода отбираетс  из резервуара с помощью распределител  74,

5 по водопроводу 78 поступает на прием насоса 79 и далее по напорному водопроводу 80 перекачиваетс  в систему поддержани  пластового давлени .

Выдел ющиес  в гор чем резервуаре

0 53 и резервуаре 72 глубокой очистки пластовой воды легкие фракции поступают соответственно через газовые отбойники 56 и 76 в газопроводы 65 и 86 и далее через регул торы 66 и 87 давлени  направл ютс  в газо5 провод 67 дл  сбора легких фракций, откуда в общем потоке с легкими фракци ми из резервуара 21, газоотделител  18 и гор чего трубного экстрактора 41 транспортируютс  в сепаратор-конденсатосборник 89. Очи0 щенные от конденсата легкие фракции по газопроводу 92 подаютс  на прием газодув- ки (компрессора) 93, компримируютс  и по газопроводу 94 транспортируютс  на промысловую подготовку обогащенного т же5 лыми углеводородами нефт ного газа в трубопровод 1 от скважин.

Отделившийс  в сепараторе-конденса- тосборнике 89 конденсат насосом 95 перекачиваетс  в конденсатопровод 96 и далее - в нефтепровод 50.

Подготовка продукции скважин в резервуарах 21, 53 и 72 осуществл етс  под давлением паров добываемых флюидов 200-2000 Па (изб.)- При снижении давлени  в паровом объеме резервуаров ниже 350- 400 Па (изб) регулирующие клапаны 30, 66 и 87 закрываютс . При дальнейшем снижении давлени  и достижении его величин 250-300 Па (изб) открываютс  клапаны 98, 31, 69 и 88, благодар  которым по газопроводам 97, 70, 99 и 100 в паровые объемы резервуаров подаетс  газ из напорных газопроводов . При снижении давлени  в резервуарах ниже 200 Па по командам от сигнализаторов напора СНСВ-1, 26, 58 и 77 газодувка (компрессор) 93 останавливаетс . Дублирующими  вл ютс  команды от сигнализаторов 90 и 91 напора.

В цел х обеспечени  безопасного пуска системы отбора и компримировани  легких фракций из резервуаров в паровом объеме последних создают буферный газовый объем , минимальное значение которого определ ют по следующей формуле:

VB

min

Qr E.tiil-CU (1 +G),

производительность компрессора,

где QK м3/с;

т,и| - составл ющие инерционности системы регулировани ;

Р - рабочее давление в резервуаре-аппарате , МПа (абс);

Ро - атмосферное давление, МПа;

Ож - поступление жидкости в резервуар-аппарат за единицу времени, м ;

G - газовый фактор поступающей в резервуар-аппарат жидкости, м /м3.

Буферный газовый объем обеспечиваетс  с помощью создани  в паровой зоне резервуара давлени ,увеличени  последнего и подключени  к системе большего количества резервуаров.

Предлагаема  система позвол ет практически исключить строительство дорогосто щих установок подготовки нефти в их традиционном исполнении, включающих

многочисленный р д отстойников, электро- дегидраторов, соедин ющих их технологических трубопроводов и других коммуникаций. Их функции перенос тс  на

гидродинамические трубные экстракторы и герметизированные по предлагаемой системе резервуарные парки. Герметизаци  последних обеспечивает значительное сокращение потерь углеводородов.

Claims (3)

1.Система комплексной подготовки продукции скважин, включающа  входной трубопровод, газоотделители, газосепараторы , многоцелевые резервуары и резервуары очистки воды с нефт ной зоной, насосы, компрессоры, выходной трубопровод, запорную и регулирующую арматуру, приборы контрол  и автоматизации, отличающ а   с   тем, что, с целью снижени  материальных затрат и защиты окружающей среды , она снабжена гидродинамическим трубным экстрактором, прием которого соединен с входным трубопроводом, а выход - с

газоотделителем, многоцелевым резервуаром и газосепаратором,установленным последовательно с насосом, нагревателем и вторым гидродинам: ческим трубным экстрактором , соединенные с многоцелевым

резервуаром, при этом резервуар очистки воды снабжен линией отбора газа и компримировани , соединенной с выходным трубопроводом.

2.Система по п. 1,отличающа с  тем, что многоцелевые резервуары снабжены гидрофобно-гидрофильным фильтром и газовыми отбойниками, причем гидрофоб- но-гидрофильные фильтры обоих резервуаров и нефт на  зона резервуара очистки

воды соединены с приемом нагревател 

3.Система поп. 1, о т л и ч а юща с  тем, что гидродинамический трубный экстрактор выполнен в виде последовательно соединенных друг с другом по ходу движени  смеси массообменной секции, коалес- центора, секции расслоени  и очистки и секции отбора фаз.