2.5. Мероприятия по оптимизации технологии обессоливания нефти с целью повышения качества товарной нефти.

Задача подбора и разработки новых, более эффективных деэмульгаторов всегда остается актуальной, так как ее решение может значительно улучшить качество подготовки нефти, уменьшить потери нефти с дренажной водой, тем самым уменьшить влияние на экологию окружающей среды, а также принести прибыль предприятию.

Деэмульгатора СНПХ – 4114 показал хорошие результаты при подготовке нефти и ее сдача по I группе качества (согласно ГОСТ Р51858-2002: содержание воды не более 0,5%; содержание хлористых солей не более 100 мг/м3, см.прил.1). Однако, оставалось несколько проблем, требующих решения:

Во – первых, - при проведении ГТМ на скважинах месторождений происходит сбой технологического режима, качество нефти снижается до II группы качества (согласно ГОСТ Р51858-2002: содержание воды до 0,5%; содержание хлористых солей до 300 мг/м3) и ниже.

Во – вторых, - высокая стоимость применяемого деэмульгатора СНПХ-4114, что влияет на себестоимость подготовки нефти;

Для решения данных проблем рассмотрели и внедрили технологию защелачивания сырой нефти. В качестве реагента был выбран раствор каустической соды (приложение 3).

Сода каустическая (натр едкий) — это очень сильное химическое основание. Водные растворы NaOH имеют сильную щелочную реакцию (pH 1%-раствора = 13). При растворении в воде, либо при разбавлении водного раствора, а также при взаимодействии с кислотами выделяется много тепла. Каустическая сода не вступает во взаимодействие с углеродистой сталью, хромоникелевой сталью, полиэтилен, поливинилхлорид, а также со многими резинотехническими материалами, что допускает возможность безопасного ее использования на установках подготовки нефти, исключая повреждение материала емкостей, сосудов, трубопроводов, материала прокладок фланцевых соединений, прочего оборудования.

Раствор каустической соды является отличным реагентом для удаления мех. примесей с нефтяной эмульсии. Процесс протекания реакции раствора каустической соды с нефтью условно можно представить состоящим из нескольких последовательных этапов. Вода, полностью не смачивает механические примеси, так как обладает высоким поверхностным натяжением. Благодаря поверхностной активности ПАВ в растворе каустической соды падает поверхностное натяжение воды, увеличивая ее смачивающую способность. ПАВ адсорбируются на поверхности, и водный раствор каустической соды растекается по слою механических примесей, смачивая и заполняя их поры (рис.10). Набухание механических примесей ускоряется за счет действия щелочных электролитов.

Рис. 10. ПАВ растекается по слою механических примесей.

В результате – снижаются силы сцепления частиц механических примесей друг с другом и омываемой эмульсией. Молекулы ПАВ, в составе каустической соды увеличивают скорость отрыва частиц механических примесей от нефти (Рис.11). Раствор отрицательно заряжает поверхности механических примесей и нефти, разделяя их. В результате чего механические примеси стабилизируются (Рис.12), переходят в водный раствор, и сбрасываются в систему ППД.

Рис. 11. Отрыв частиц механических примесей от нефти.

Рис. 12. Стабилизация частиц механических примесей в растворе.

В результате частицы механических примесей диспергируются во взвешенном состоянии — остаются в водном растворе и удаляются вместе с ним в систему поддержания пластового давления.

В период проведения опытно-промышленных исследований было испробовано три точки дозирования раствора каустического и их различная концентрация. Наиболее благоприятным и результативным из них оказалась точка дозирования в приемный коллектор II группы отстойников рис.13, после промывки пресной водой.

Рис.13. Выбранная точка дозирования раствора каустической соды

Пресная вода для промывки нефти от хлористых солей подается в эмульсию через диспергатор рис.14. Диспергатор является собственной разработкой АО «Белкамнефть» и служит для распыления пресной воды в эмульсии до мелкодисперсного состояния.

Рис.14. Сборочный чертеж диспергатора.

При выборе концентрации каустической соды нужно было учесть, что концентрированная сода при реакции с солями образует нерастворимый осадок, что может привести к снижению пропускной способности трубопровода. На основании этого был выбран для использования раствор каустической соды 24%. Понижение его концентрации производится в емкости БДР до 11% путем смешивания раствора с пресной водой, с последующей подачей раствора на диспергаторы и снижением концентрации до 0,01%.

В дальнейшем был определен оптимальный объем дозирования раствора каустической соды для данного объекта.

Объем дозирования в весенне-летний период составил:

- Сода каустическая – 100 кг/сутки

- Деэмульгатор СНПХ-4114 - исключается из применения

Объем дозирования в осенне-зимний период:

- Сода каустическая – 140 кг/сутки

- Деэмульгатор СНПХ-4114 – 60 кг/сутки

При данном объеме дозирования и концентрации состояние анализов нефти осталось на том же уровне. Производится стабильная отгрузка нефти по I группе качества. Но все проблемы, которые были при использовании деэмульгатора СНПХ-4114, решены.

При проведении ГТМ на месторождениях, кислота в эмульсии поступающая на УПН «Черновское» нейтрализуется раствором каустической соды, что в дальнейшем не дает сбоев технологического режима подготовки товарной нефти.