Підготовка нафти на родовищах до переробки

На різних стадіях розробки нафтових родовищ вміст води в нафті може бути різним; в початковий період експлуатації може добуватися практично безводна нафта, потім кількість води в нафті, яка видобувається, поступово збільшується і на кінцевій стадії розробки може досягати 90% і більше. При рухові нафти і води по стовбуру свердловини і трубопроводах відбувається їхнє взаємне перемішування, внаслідок чого утворюються емульсії (потрібно враховувати, що для утворення емульсії, в нафті мають бути присутніми особливі речовини – природні емульгатори: асфальтени, смоли, механічні домішки тощо).

Крім високомінералізованої води, в нафті у зваженому стані можуть міститися найдрібніші кристалики солей. Поява їх пояснюється випаровуванням води при зборі і транспорті нафти в процесі випаровування останньої. Перекачувати таку нафти на переробку недоцільно, оскільки крім агресивності води збільшуються об’єми перекачуваних рідин, що приводить до збільшення експлуатаційних витрат.

При вмісті в нафті води і солей меншає продуктивність технологічних установок нафтопереробки, порушується технологічний режим роботи окремих установок і апаратів, знижується якість нафтопродуктів. Солі і пісок викликають сильну ерозію металевих поверхонь, крім того, підвищується витрата палива, знижується теплопередача технологічного обладнання, зменшується міжремонтний період роботи установки.

Особливо небезпечний вміст солей в сірчистих нафтах – сірководень з хлористим воднем надзвичайно корозійні.

Для обезводнення і знесолення нафт використовують установки підготовки нафти (УПН). Крім того, на цих установках знижують випаровування нафти (з метою зменшення втрат легких вуглеводнів), тобто проводять стабілізацію нафти.

Установки підготовки нафти можна розміщувати в будь-якому пункті системи збору і транспорту нафти і газу, але найдоцільніше встановлювати їх в пунктах максимальної концентрації нафти (наприклад, в товарному парку). При цьому необхідно враховувати прийняту схему збору і транспорту нафти і газу і можливості підготовки нафти іншого родовища, якщо дане вийде з ладу.

Обезводнення і знесолення нафт

Пластова вода, яка видобувається з нафтою з розчиненими в ній солями викликає корозію обладнання, погіршує якість нафтової сировини. Тому перед переробкою нафту обезводнюють і знесолюють. Основна маса солей видаляється разом з водою в процесі обезводнення. Однак для того, щоб попередити корозію обладнання, утворення сольових відкладень та інших порушень в процесах переробки нафти необхідно проводити її глибоке знесолення.

Перед знесоленням в нафту подається прісна вода, внаслідок чого утворюється штучна емульсія, яка потім швидко руйнується. Процес руйнування нафтових емульсій полягає в злитті крапель диспергованої в нафті води в присутності деемульгатора і осадженні укрупнених крапель.

Деемульгатори – це поверхнево-активні речовини (ПАР), які адсорбуються на поверхні глобул води і утворюють адсорбційний шар зі значно меншою механічною міцністю, що полегшує злиття крапель і сприяє руйнуванню нафтових емульсій.

В даний час використовують такі типи деемульгаторів: дипроксамін, проксамін, дисолван, сепарол, поліакриламід, оксиетилований препарат ОП тощо. Вимоги, які виставляються до деемульгаторів, наступні. Деемульгатор повинен:

1) бути високоактивним, тобто витісняти емульгатор з поверхні крапельки води;

2) зменшувати зв’язки на поверхні контакту нафта – вода при малих питомих витратах його;

3) добре розчинятися у воді або в нафті;

4) не коагулювати в пластових водах;

5) бути дешевим і транспортабельним;

6) не погіршувати якості нафти;

7) не кородувати метали;

8) не змінювати своїх властивостей при зміні температури;

9) годитися для різних нафт і вод.

Ефект деемульсації залежить від інтенсивності перемішування деемульгатора з емульсією і від температури емульсії. Подача деемульгаторів здійснюється спеціальними дозувальними насосами.

Застосовують такі способи обезводнення і знесолення:

1) холодний відстій;

2) центрифугування;

3) фільтрацію;

4) термохімічні;

5) електричні.

Останнім часом створені і застосовуються комбіновані апарати, в яких суміщені всі процеси (підігрівання, регенерація тепла нафти і відстій) при обезводненні і знесолюванні нафти. Вони можуть розміщуватися як на великих родовищах, так і на центральних установках підготовки нафти.

Отже, основними технологічними апаратами і обладнанням установок обезводнення і знесолення є теплообмінники, підігрівачі, відстійники, електродегідратори, резервуари, насоси, сепаратори-деемульгатори.

В практиці експлуатації нафтових родовищ застосовується також і трубна деемульсація.

Стабілізація нафти

При транспорті нафти від місць видобутку до місць переробки можливі великі втрати легких фракцій з неї внаслідок випаровування. З метою попередження цих втрат необхідна стабілізація нафти, тобто відділення з неї найлегших вуглеводнів (етан, пропан, бутан).

Суть процесу стабілізації полягає в тому, що нафту підігрівають до певної температури (80-120°С) в спеціальній стабілізаційній колоні і відділяють легкі фракції. Після цього вони охолоджуються і конденсуються. Продукти стабілізації направляють на газопереробний завод (ГПЗ), а нафту – на нафтопереробний завод (НПЗ).

Застосовуються різні способи стабілізації: вакуумна сепарація, термічна стабілізація тощо. Доцільність будь-якого способу повинна бути обгрунтована техніко-економічним аналізом.