Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефти в условиях нефтепромысла.

Известен способ сбора и подготовки продукции скважин, включающий сепарацию и выдержку в буферной сепарационной емкости (Патент РФ №2473374, опубл. 27.01.2013).

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).

Недостатком известных способов является малое количество сепарируемого попутного нефтяного газа и невысокая эффективность разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени горячего обезвоживания.

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.

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.

Сущность изобретения

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.

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.

Установка работает следующим образом.

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.

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.

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.

При этом снижается или полностью прекращается подача товарной нефти для стабилизации потока подготавливаемой нефтяной эмульсии, прокачиваемой через установку подготовки нефти.

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.

Пример конкретного выполнения

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.

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.

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%.

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%.

Уменьшение газа, поступающего на ступень горячего обезвоживания, в свою очередь, благоприятно сказывается на отделении воды, - глобулы воды не уносятся вверх пузырьками газа.

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%.

Таким образом, удается обеспечить повышение эффективности разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду на ступени предварительного обезвоживания и увеличение количества сепарируемого попутного нефтяного газа.

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.