42. Сепарация нефти от газа
Сепарация жидкости, отделение газа в различных сепараторах, осуществляется для:
- получение нефт.газа, используемого как химическое сырье или топливо;
- уменьшения перемешивания нефтегазового потока и снижение тем самым гидравлических сопротивлений;
- разложение образовавшейся пены;
- отделение воды от нефти при добыче нестойких эмульсий;
- уменьшение пульсаций при транспорте нефти от сепаратора 1 ступени до установки подготовки нефти.
Процесс сепараций осуществляют многоступенчато при постепенном снижении давления в сепараторах. P1 > P2 > P3. В нефтяных сепараторах любого типа присутствуют 4 основных секции (5-ая для отделения воды, если она присутствует).
I – основная сепарационная; II – осадительная секция; III – секция сбора; IV – каплеуловительная секция.
Процесс сепарации газа можно производить 3-мя способами. 1. Лабораторный («моделирование»); 2. Промысловый (сепаратор); 3. Аналитический.
Расчет производится исходя из констант равновесия. Отношение мольной доли в газовой фазе к мольной доли в жидкой фазе.
В настоящее время выпускается: 2-х фазный горизонтальный сепаратор НГС6-1400. (6-рабочее давление, кгс/см2; 1400-диаметр сепаратора, мм) и блочные сепарационные установки типа УБС-1500/6 (1500-пропусканая способность по жидкости, м3/сут).
Сепараторы УПС с предварительным сбросом воды, УПСА – с аникоррозионным исполнением.
Расчеты сепаратора производят по жидкости и по газу. Условие, что скорость подъема газа Vг > Vн.
43. Отделение воды от нефти
Нефтяные эмульсии образовываются в ПЗП, поровом канале, на забое скважины, при подъеме по колонне НКТ, вплоть до установок обезвоживания. Эмульсия образуется в результате смешения УВ, воды и эмульгатора (ПАВ), способного снизить поверхностное натяжение на границе раздела фаз углеводородная жидкость – водная фаза таким образом, что при их интенсивном перемешивании происходит образование мелких капелек водной фазы в УВ среде. При определенной концентрации эмульгатора они оказываются сплошь покрытыми участками молекул ПАВ, ввиду чего создается механически прочная оболочка вокруг капелек, которая мешает их слиянию.
Основные свойства: плотность, вязкость
t1 < t2
Макс. при SВ=40-80%.
2 вида устойчивости эмульсий: кинематическая (седиментационная) и агрегативная.
Методы применяемые при разрушении В/Н эмульсий:
1. Внутритрубная демульсация, за счет подачи искусственных, более эффективных ПАВ, чем естественные. Эмулы являются продуктами взаимодействия нафтеновых кислот и солей.
2. Гравитационное разделение (отстой), за счет разности плотностей.
3. Центрифугирование.
4. Фильтрация через твердые поверхности (гидрофильные и гидрофобные).
5. Термохимическое воздействие (тепло + хим.воздействие).
6. Электродегидрирование.
7. Барбатирование через слой воды.
К УПН эмульсия должна подойти подготовленной к расслоению, т.е. быть агрегативно неустойчивой. Условно можно выделить 4 группы методов разрушения нефтяных эмульсий:
механические;
химические;
электрические;
термические.
Каждый из методов приводит к слиянию и укрупнению капель воды, что способствует более интенсивной потере агрегативной устойчивости и расслоению эмульсии.
Выбор метода определяется типом нефтяной эмульсии и ее стойкостью.