3. Показатели качества товарной нефти

Товарной продукцией цеха подготовки, перекачки нефти является подготовленная нефть. В зависимости от степени подготовки устанавливаются I,II,III группы нефти.

Согласно ГОСТ 9965-76 по показателям степени подготовки нефть должна соответствовать нормам, указанным в таб. 1.

Продукция УПН. Таблица 1

№ п/п	Наименование показателей	Норма для группы			Метод испытания
		I	II	III
1.	Конструкция хлористых солей, мг/дм3, не более	100	300	900	По ГОСТ 21534-76
2.	Массовая доля воды, % не более	0,5	1,0	1,0	По ГОСТ 2477-65
3.	Массовая доля механических примесей, % не более		0,5		По ГОСТ 6370-83
4.	Давление насыщенных паров, кПа (мм.рт.ст.), не более		66,7 (500)		По ГОСТ 1756-52

4. Физико-химические свойства продукции скважин на месторождениях нефти Удмуртии. Требования к кондициям товарной нефти, утилизируемой сточной воде и нефтяному газу.

Физико-химические свойства продукции скважин

Физико-химические свойства нефтей разрабатываемых месторождений Удмуртии изменяются в широком диапазоне и характеризуются следующими величинами: плотность в поверхностных условиях изменяется от 830 до 926 кг/м3; вязкость нефти в пластовых условиях от 1,8 до 339,5 мПа-с; содержат в своем составе серу в объеме от 0,8 до 3,6 %, асфальтены 0,5-7,4 %, парафины от 1,7 до 7,7 %. Газовый фактор нефтей изменяется от 3,3 до 32,5 м3/т. В попутном газе отдельных месторождений содержится гелий. В высоковязких нефтях ряда месторождений отмечается повышенное содержание пятиокиси ванадия, а также никель.

Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы.

Добываемые нефти в основном высокой (>30 мПа с) и повышенной (от 10 до 30 мПас) вязкости. Последние составляют 41,4 %. Повышенная вязкость нефти обусловлена большим содержанием асфальтосмолистых и парафиновых углеводородных соединений. Содержание парафина по различным месторождениям изменяется от 1,7 до 5,05 %. Наибольшая вязкость нефти наблюдается на Мишкинском (турнейский ярус) и Гремихинском месторождениях, здесь она превышает 75 мПа с. Плотность нефти изменяется также в широком диапазоне - от 883 (Ижевское месторождение) до 963 кг/м3 (Шарканская площадь). Пластовые воды минерализованные, содержание солей в них колеблется от 188 (турнейский ярус Лудошурского месторождения) до 300 мг-экв/л (тульские отложения Киенгопской площади). Большинство залежей высоковязкой нефти характеризуются начальным упруговодонапорным режимом.

Результаты исследований пластовых нефтей в пределах месторождений по исследованным залежам не остаются постоянными. Повышение вязкости и плотности нефти наблюдается в направлении от центральной части залежи к ее периферии, а также вблизи водонефтяных контактов. Распределение упомянутых параметров по толщине залежи сверху вниз происходит по такой же закономерности. В обратной зависимости изменяется давление насыщения нефти газом. Следует отметить, что приведенную характеристику коллекторских свойств нефтенасыщенных толщин и физических свойств флюидов следует воспринимать как усредненную, типичную для большинства разрабатываемых месторождений. В то же время надо иметь в виду, что имеются нефтенасышенные пласты с аномально-высокими показателями. Так, наиболее высокая проницаемость до (0,50 мкм2) зафиксирована в продуктивных отложениях турнейского яруса Мишкинского месторождения, высокая вязкость нефти отмечается в черепетском горизонте Мишкинского месторождения (0,375-0,424 Па-с, скважины 184, 1436, 253). Еще большая вязкость нефти определена во вновь вводимой залежи Динтемского (яснополянский надгоризонт) и на Мещеряковском (турнейский ярус) месторождениях (1,766-4,213 Па-с, скважины 187, 3401, 3402).

Перечисленные выше показатели, характеризующие структуру запасов и коллекторские свойства залежей, а также физико-химические свойства нефти и принятая система разработки обусловили средние и низкие дебиты скважин на основных разрабатываемых месторождениях. По этой причине весь фонд добывающих скважин относится к насосному способу эксплуатации. Дебит скважин по нефти находится в пределах 2,5-15,5 т/сут.

Требования к кондициям товарной нефти

Требования к кондициям товарной нефти определены ГОСТ Р 51858-2002.

Классификация физико-химических параметров по количественному признаку для нефтей и требования к кондициям товарной нефти определены ГОСТом Р 51858.

Основные положения которого приведены ниже.

Настоящий стандарт распространяется на нефти, подготовленные нефтегазодобывающими и газодобывающими предприятиями к транспортированию по магистральным нефтепроводам, наливным транспортом для поставки потребителям Российской Федерации и на экспорт.

Классификация и условное обозначение нефтей:

1. По физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды.

2.В зависимости от массовой доли серы (%) нефть подразделяют на классы 1-4: малосернистая - до 0,60 включ.; сернистая- от 0,61 > 1,80; высокосернистая- > 1,81> 3,50; особо высокосернистая- > 3,50.

3 По плотности, а при поставке для экспорта - дополнительно по выходу фракций и массовой доле парафина нефти подразделяют на пять типов, плотность которых при 20 ^оС составляет (таблица 2):

0 - особо легкая (не более 830 кг/м³);

1 – легкая (830-850 кг/м³);

2 – средняя (850,1-870,0 кг/м³);

3 – тяжелая (870,1-895,0 кг/м³);

4 – битуминозная (более 895,0 кг/м³);.

(Примечание: 3 и 4 типы на экспорт не предъявляются).

4. По степени подготовки нефть разделяют на группы 1-3 (таблица 3).

Таблица 3 - Группы нефти

Наименование показателя	Норма для нефти группы
	1	2	3
1 Массовая доля воды, %, не более	0,5	0,5	1,0
2 Концентрация хлористых солей, м/дм , не более	100	300	900
3 Массовая доля механических примесей, %, не более	0,05
4 Давление насыщенных паров, кПа (мм рт.ст.), не более	66,7 (500)	66,7 (500)	66,7 (500)
5 Содержание хлорорганических соединений, млн. (ppm)	Не нормируется. Определение обязательно
Примечание - Если по одному из показателей нефть относится к группе с меньшим номером, а по другому - к группе с большим номером, то нефть признают соответствующей группе с большим номером

5. По массовой доле сероводорода и легких меркаптанов нефть разделяют на виды 1-3 (таблица 4).

Таблица 4 - Виды нефти

Наименование показателя	Норма для нефти вида
	1	2	3
1. Массовая доля сероводорода, млн. (ppm), не более	20	50	100
2. Массовая доля метил- и этилмеркаптанов в сумме, млн. (ppm), не более	40	60	100
Примечания: 1. Нормы по показателям таблицы 4 являются факультативными до 1 января 2004 г. Определение обязательно для набора данных. 2. Нефть с нормой "менее 20 млн. " по показателю 1 таблицы считают не содержащей сероводород.

6. Условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс "э". Структура условного обозначения нефти: класс, тип, группа, вид, обозначение настоящего стандарта.

Требования у утилизированной сточной воде

Пластовые воды, отделяемые от нефти в процессе ее сбора и подготовки, сильно минерализованы, и по этой причине их нельзя сбрасывать в реки и водоемы, так как это приводит к гибели пресноводных. Поэтому пластовые воды закачивают в продуктивные или поглощающие пласты. Вместе с пластовыми закачивают и пресные воды, используемые в технологическом процессе при обессоливании нефти, а также ливневые воды, попадающие в промышленную канализационную систему. В целом все эти воды называются сточными. В общем объеме сточных вод на долю пластовых приходится 85—88 %, на долю пресных — 10—12% и на долю ливневых — 2—3 %. Использование нефтепромысловых сточных вод в системе поддержания пластового давления при водонапорном режиме разработки месторождений — это важное техническое и природоохранное мероприятия в процессе добычи нефти, позволяющее осуществлять замкнутый цикл обратного водоснабжения по схеме: нагнетательная скважина — пласт — добывающая скважина — система сбора и подготовки нефти и газа с блоком водоподготовки — система ППД.

Нефтепромысловые сточные воды представляют собой разбавленные дисперсные системы плотностью 1040—1180 кг/м³, дисперсионные среды которых — высокоминерализованные рассолы хлоркальциевого типа (хлорит натрия, хлорид кальция). Дисперсные фазы сточных вод — капельки нефти и твердые взвеси. При извлечении из недр продукции скважин пластовая вода, находящаяся в эмульгированном состоянии, практически не содержит каких-либо загрязнений: примеси не превышают 10—20 мг/л, но после расслоения эмульсии на нефть и воду содержание диспергированных частиц в отделяемой воде сильно растет: нефти — до 4—5 г/л, механических примесей — до 0,2 г/л. Объясняется это тем, что в результате снижения межфазного натяжения на границе нефть—вода вследствие введения в систему реагента-деэмульгатора и турбулизации расслоенного потока интенсифицируется диспергирование нефти в воде, а также отмыв и пептизация различных шламовых отложений (продуктов коррозии, глинистых частиц) на внутренней поверхности трубопроводов. Кроме того, в аппаратах-водоотделителях накапливается промежуточный слой, состоящий из капель воды с неразрушенными бронирующими оболочками, агломератами твердых частиц, механических примесей, асфальтосмолистых веществ и высокоплавких парафинов, микрокристаллов солей и других загрязнителей. По мере накопления часть промежуточного слоя сбрасывается с водой, и значительное количество загрязняющих примесей переходит в водную среду. В результате смешения различного химического состава происходит нарушение сульфатного равновесия, что тоже приводит к увеличению твердого осадка.

Сточные воды содержат растворенные газы: кислород, cepoводород, углекислый газ, которые интенсифицируют их коррозионную активность, что приводит к быстрому износу нефтепромыслового оборудования и трубопроводов и, следовательно, ко вторичному загрязнению сточных вод продуктами коррозии. В сточных водах содержится закисное железо — до 0,2 г/л, окисление которого приводит к образованию осадка и углекислого газа.

Нефтепромысловые сточные воды могут быть заражены сульфатвосстанавливающими бактериями, поступающими с ливневыми водами, способствующими выпадению осадков карбоната кальция и сульфида железа. Наличие в сточной воде капелек нефти и механических примесей приводит к резкому снижению приемистости продуктивных и поглощающих пластов. Поэтому перед закачкой сточных вод в продуктивные или поглощающие пласты требуется их очистка.

К сточным водам, закачиваемым в продуктивные или поглощающие горизонты, предъявляются определенные требования к содержанию в них нефти и механических примесей. Степень очистки сточных вод от этих примесей должна быть такой, чтоб сохранялась устойчивая приемистость нагнетательных или поглощающих скважин.

Нормы допустимого содержания в закачиваемой сточной воде нефти, механических и других примесей устанавливаются на основании лабораторных исследований и опытной закачки воды в скважины.

Если помимо нефти и механических примесей в сточной воде присутствует сероводород, то перед закачкой необходимо его удалить или нейтрализовать, чтобы избежать сильной коррозии и предотвратить загрязнение сточной воды сульфидами железа — продуктом сероводородной коррозии оборудования и трубопроводов. Нормы качества сточной воды в продуктивные пласты приведены в таблице 1.

Таблица 1

Нормы качества сточной воды для закачки в продуктивные пласты

Вид коллектора	Допустимое содержание в воде, мг/л
	нефти	Мех. примесей	железа
Пористо-трещиноватый и трещиноватый	25	30	2
Слаботрещиноватый	15	10	1
Гранулярный	1	2	0,5

В связи с тем, что к сточным водам предъявляются определенные требования по их качеству, на нефтяных месторождениях строятся очистные сооружения по подготовке сточных вод. Так как основной объем сточных вод получается на центральных пунктах сбора и подготовки нефти, то эти пункты обычно дополняются сооружениями по подготовке сточных вод.

Установки по очистке сточных вод подразделяются на открытые и закрытые. На некоторых установках по очистке сточных вод применяются комбинированные схемы очистки. Наиболее широко распространены на нефтяных месторождениях открытые схемы подготовки сточных вод. В открытых схемах сточные воды находятся в контакте с воздухом, в то время как в закрытых схемах процесс подготовки по всей технологической цепочке осуществляется без контакта сточной воды с кислородом воздуха, в результате чего в этих схемах отсутствуют условия для окисления закиси железа до окиси железа и выпадения ее в осадок.

В систему подготовки сточных вод открытым способом обычно входят следующие сооружения: песколовки, нефтеловушки, пруды-отстойники, камеры для приема воды, фильтры, емкости для приема очищенной воды, иловые площадки, насосное оборудование и реагентное хозяйство.

В последние годы все большее распространение находят закрытые схемы, как более экономичные. Очистка сточных вод в резервуарах с нефтяным слоем, напорные отстойники с гидрофобным фильтром, установки типа УОВ с применением коалесцирующих фильтров, ОГВ и другие.

Требования к нефтяному газу

В зависимости от условий применения попутного нефтяного газа предъявляются к нему соответствующие требования.

При использовании газа в качестве горючего газа для получения тепла к нему предъявляются такие же требования, что и для природного, т.е. по теплоте сгорания (не менее 7600 ккал/м³), Массовой концентрации сероводорода (до 0,02 г/м³), массовой доле меркаптанов серы (до 0,036 г/м³), доли кислорода (не более 1 %), механических примесей (не более 0,001 г/м³).

При сжигании на факелах (при содержании в газе более 60 % азота газ считается непромышленным) предъявляются требования по очистке от капельной нефти (не более 50 мг/м³).

При рассеивании на свече должен отсутствовать сероводород и капельная нефть не выше, чем при сжигании на факеле.