книги из ГПНТБ / Тронов В.П. Обезвоживание и обессоливание нефти из опыта работы об-ния Татнефть
.pdfОСТАТОЧНЫЕ С О Л И .М Г //-
•Р и с. |
8. |
О статочное |
содер ж ан и е воды |
при работе Бирю чевской |
|
установки |
без |
каплеобразователя (1) и с |
каи леэбразовател ем (2), |
||
а такж е |
солей |
в нефти |
(3) при включенном каплеобразователе. |
Кроме того, регулирование совмещенной ступени предварительного сброса воды не по качеству сбрасывае мой сточной воды с отстойной аппаратуры, а по нефти (при условии сброса дренажа в сырьевую линию до или после ступени сепарации) позволило намного упростить контроль за работой установки, снять регуляторы уровня в отстойниках и не осуществлять контроль за качеством воды в этом пункте. Опыт работы Бирючевского товар ного парка по этой схеме свидетельствует также о целе сообразности отказа от контроля за уровнем дренажной воды в каждом отстойнике и осуществлении этих опера ций в одном из них, включенном по отношению к ос тальным последовательно либо параллельно. В послед нем случае все отстойники должны быть гидродинамиче ски сообщены друг с другом.
Обессоливание нефти с использованием трубопроводов в интервале ТХУ — товарный парк
Как было показано, качество нефти, получаемой непосредственно на Бирючевском обезвоживающем ком плексе, в случае применения встроенного секционного трубчатого каплеобразователя 1, характеризуется оста точным содержанием воды «следы» и солей 200 мг/л.
Для улучшения качества этой нефти по содержанию солей в технологических целях был использован трубо провод в интервале термохимическая установка — то варный парк — головные сооружения общей протяжен-
80
O S
525-Я
соли-до 250 мг/л
Рис. 9. С хем а улучш ения качества нефти в интервале Бирю чевская установка — А знакаевские г о ловны е сооруж ения.
/— секционный трубчатый каплеобразователь; 2 — отстойник-водоотделитель; 3 — технологический трубопровод; 4 — резервуар Бирючевского товарного парка; 5 — насос; 6 — технологический трубопровод; 7 — Азнакаевские головные сооружения.
оо
ностью 36,2 км, характеризующийся временем движения нефти в нем около 15 часов. Схема представлена на рис. 9.
В этом интервале технологический трубопровод 3 имеет диаметр 500 мм и длину 1,2 км. В начальный участок этого трубопровода подается реагент (дисолван, сепарол) в количестве 5—8 г и холодная промывочная вода в количестве 0,5—1% на тонну обрабатываемой нефти. Режим движения потока на этом участке харак теризуется числом Re —28200, временем движения t — 0,5 часа. В трубопроводе при температуре до 30° С осуществляется эффективное перемешивание нефти с реагентом и промывочной водой.
Предварительно промытая нефть из трубопровода по ступает в буферный резервуар (РВС-5000) Бирючевского товарного парка. Сброс воды из этого резервуара не осуществляется. Далее нефть с температурой до 22° С на сосом по технологическому трубопроводу перекачивается в железобетонный резервуар (Ж БР-10000) на азнакаевских головных сооружениях (АГС).
Трубопровод состоит из двух последовательных участ ков общей протяженностью 35 км. Первый участок трубо провода имеет диаметр 350 мм и длину 15 км (режим движения потока характеризуется числом Яе=41000 и временем движения t = 5,5 часа). Второй участок имеет диаметр 500 мм и длину 20 км (режим движения потока характеризуется числом Re —28200 и временем движения
/ = 9 часов.
По пути движения смеси в технологическом трубопро воде осуществляется отмывка солей из нефти.
Обработанная нефть поступает в резервуар, откуда по мере накопления периодически осуществляется сброс вы делившейся воды, а готовая нефть сдается транспорт ным управлениям. Температура нефти в резервуаре око ло 15° С.
Если качество сдаваемой на этом товарном парке нефти при ее обработке но прежней технологии характе ризовалось остаточным содержанием воды в среднем до 0,5% и солей до 600 мг/л, то при работе по совмещенной схеме — 0,1% и до 100 мг/л соответственно.
Таким образом, комплексное применение встроенного секционного трубчатого каплеобразователя на ступени обезвоживания нефти на ТХУ и дополнительное исполь-
600-
■500
2 ш
I
“(U 300-1
J3
5 200
»— <_>
о
100 -
Рис.
и без него (1, 2).
зование трубопровода в интервале термохимическая ус тановка-головные сооружения для обессоливания неф ти холодным способом (при минимальных расходах реа гента и холодной промывочной воды) даже в зимнее время позволило значительно улучшить качество готовой нефти (содержание солей не более 100 мг/л) и впервые получить в отдельных случаях нефть экспортной конди ции (рис. 10),
Совмещенная схема очистки сточных вод
В основе совмещенной схемы очистки сточных вод лежат следующие принципы:
1)получение качественной сточной воды непосредствен но из технологического процесса подготовки нефти с
использованием следующих средств интенсификации процессов:
—разделение очищаемых стоков по их качеству на два потока,
—очистка пластовых и промливневых вод в две сту пени,
—совмещение первой ступени очистки пластовой во ды с деэмульсацией нефти, с использованием гид родинамических и флотационных эффектов, а так же гидрофильных фильтров;
2)использование полярных свойств воды и нефти для взаимной их очистки;
3)использование на второй ступени очистки пластовой воды гидрофобных фильтров.
Впервые такая схема была внедрена на Бирючевском и затем на Павловском товарных парках ]42[. Вся аппа ратура, за исключением второй ступени, встроена в техно логическую систему подготовки нефти и обслуживается тем же персоналом по совместительству.
На рис. 11 приведена схема очистки сточных вод, от деляющихся при обезвоживании нефти на Бирючевском товарном парке. Продукция скважин обводненностью 30—35% в количествах 10—И тыс. т/сут после сепарации газа смешивается в трубопроводе с горячей пластовой водой ТХУ, содержащей остатки реагентов-деэмульгато ров.
Водонефтяная смесь, прошедшая первую фазу очист ки за счет гидродинамических эффектов в трубопроводе,
84
V
|
Р ис. |
11. |
С овм ещ енная схем а подготовки |
нефти |
и |
очистки |
сточных |
вод. |
|
|||||||
/ — эмульсия с промысла; |
/ / — |
концевая ступень сепарации; /// — технологический трубопровод-каплсобразователь дтя взаим |
||||||||||||||
ной очистки воды и нефти за счет массообменных |
процессов при движении водонефтяной смеси в турбулентном режиме (пер |
|||||||||||||||
вая ступень) очистки; I V — емкость с гидрофильным жидкостным фильтром для очистки воды за счет эффектов жидкостной фло |
||||||||||||||||
тации и |
отделения воды от нефти |
(вторая ступень |
очистки); V — |
промежуточная емкость; |
V /— дозатор реагента; V// — насос; |
|||||||||||
V I I I — теплообменник |
(нагреватель); |
— |
I X — степень обезвоживания; |
X — ступень |
обессоливания; |
X I |
— технологическая |
линия |
||||||||
дренажной воды; X I I — |
дозатор; X I I I |
емкость с гидрофобным жидкостным |
фильтром (третья ступень очистки); X I V — проме |
|||||||||||||
жуточная |
емкость; X V |
— |
насос; X V I |
— |
нефтеловушка |
для промстоков; X V I I — |
отстойник с |
гидрофобным жидкостным фильтром; |
||||||||
X V I I I — промежуточная |
|
емкость; |
X I X |
— насос; X X |
— емкость для |
уловленной |
нефти; |
X X I — насос; |
X X I I — линия |
откачки |
||||||
нефти; X X I I I — илонакопитель. I — распределитель; 2 |
— отбор воды; |
3 — отбор нефти; 4 |
— |
гидрозатвор; 5 — распределительная |
||||||||||||
головка; |
6 — отборное |
устройство; |
7 — |
отбор воды; |
8 — линия нефти; 9 ~ сброс шлама; |
|
10 — каплеобразователь; 11 — линия |
п р есн о й воды .
вводится в вертикальный резервуар емкостью 5000 м3, где поддерживается слой воды толщиной 3,5—4 м, и осу ществляется вторая фаза очистки воды за счет флота ционных эффектов. В качестве флотирующего агента ис пользуется водонефтяная эмульсия. Прошедшая через гидрофильный жидкостный фильтр нефть с содержанием воды порядка 10—12% после добавки деэмульгатора и нагрева направляется по трубопроводу, выполняющему роль каилеобразователя, на ТХУ для окончательного обезвоживания. Отделяющаяся в результате взаимодей ствия обводненной нефти с гидрофильным фильтром очи щенная пластовая вода в количестве 3000—3200 м3/сут отводится через гидрозатвор на вторую ступень очистки. В качестве второй ступени использовались вертикаль ный отстойник емкостью 1000 м3, в верхней части которо го смонтировано устройство для распределения очищае мой воды в гидрофобном жидкостном фильтре (нефть высотой 2 м). Очищенная в нефтяном фильтре вода че рез гидрозатвор поступает в буферную емкость, откуда откачивается в систему заводнения. Данные об измене нии качества пластовой воды Бирючевского товарного парка при ее очистке приведены в табл. 11.
Очищенная пластовая вода Бирючевского товарного парка с содержанием нефти в среднем 32, взвешенных твердых частиц—37 и закисного железа—147 мг/л наг нетается в шесть скважин, вскрывших пласты проницае мостью 200—500 мдарси. В эти же скважины периодиче ски закачиваются промливневые воды 50—60 м3/сут пос ле отстаивания в прудах [42].
По аналогичной схеме, но в более крупных масштабах осуществляется раздельная очистка пластовой и промливневых вод на Павловском товарном парке. Здесь еже
суточно подготавливается 13—14 тыс. м3/сут |
пластовой |
|||
воды для закачки в пласты. |
При этом применяются два |
|||
резервуара (емкостью по |
5000 ж3) |
с гидрофильным |
||
фильтром и два отстойника |
(емкостью по 5000 мъ) с гид |
|||
рофобным фильтром. |
|
|
|
|
В табл. 12 приведены данные об изменении качества |
||||
сточной воды |
Павловского |
товарного |
парка |
в процессе |
ее очистки. Из |
резервуаров с гидрофильным |
фильтром |
выходит вода с большим содержанием нефти. Объясня ется это незначительным временем ее смешения в трубо проводе с поступающей из промыслов эмульсией перед
86
Т а б л и ц а 11
Изменение качества пластовой воды Бирючевской ТХУ при ее очистке по совмещенной схеме
П ок азател и |
п осл е |
качества |
|
воды |
ТХУ |
М есто |
отб о р а п р об |
п осл е |
п о сл е |
р езер в уар а |
отстойн ик а |
с ги д р о |
ги д р о |
ф ильны м |
ф обны м |
ф ильтром |
ф ильтром |
посл е
бу ф ер н о й ем к ости
П лотность , |
г/см3 . . |
|
i , i 6 6 |
1 ,1 6 6 |
1 ,1 6 5 |
1 ,1 6 5 |
||||
Т ем пература, ' С . . |
|
40 |
25 |
|
23 |
|
22 |
|
||
pH среды .................... |
|
6 ,3 |
6 ,3 |
|
6 ,3 |
|
6 ,3 |
|
||
С одер ж ан и е: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эм ул ь ги р ов ан н ой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н еф ти , |
мг/л . . |
|
464 |
51 |
|
|
34 |
|
32 |
|
в зв еш ен н ы х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тв ер д ы х частиц , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м г / л ......................... |
|
66 |
46 |
|
|
38 |
|
37 |
|
|
за к и с н о го ж ел е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за , мг/л . . . . |
|
148 |
147 |
|
145 |
|
143 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
||
Качество пластовой воды Павловского товарного парка |
||||||||||
|
при ее очистке по совмещенной схеме |
|
|
|||||||
|
|
1.' |
|
М есто о т б о р а |
п р об |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п о сл е |
|
|
|
|
|
п о сл е р е з е р |
п о сл е |
|
||||
|
|
|
|
|
б у |
|||||
П ок азател и качества |
|
п о сл е |
б л о |
вуаров |
С | |
отстой н и к ов |
||||
сточ н ой |
воды |
1 |
к ов о б е з в о |
ги д р о ф о б |
с |
ги д р о ф о б |
ф ер |
|||
|
|
|
ж ивания |
ным |
|
|
ным |
|
ной |
|
|
|
|
неф ти |
|
|
|
ем |
|||
|
|
|
ф и льтр ом |
|
ф и л ь тр ом |
|
||||
|
|
|
|
|
|
кости |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
У дельны й |
вес, г/см'л |
|
1 ,1 4 0 |
1, 141 |
|
|
1 ,1 3 9 |
|
1 ,1 3 9 |
|
Т ем пература, ° С . . |
|
52 |
|
23 |
|
|
22 |
|
20 |
|
pH среды .................... |
|
5 ,3 |
|
5 ,5 |
|
|
5 ,4 |
|
5 ,4 |
|
С одер ж ан и е: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эм ул ьги р ован н ой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н еф ти , |
мг/л . . |
|
1893 |
7896 |
|
|
42 |
|
38 |
|
в зв еш ен н ы х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тв ер ды х частиц , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мг/л......................... |
|
68 |
|
117 |
|
|
36 |
|
32 |
|
за к и с н о го ж е л е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за , мг/л . . . . |
|
138 |
|
139 |
|
|
137 |
|
136 |
подачей в резервуары первой ступени отстаивания. Од нако эта нефть почти полностью задерживаете^ в отстой никах с гидрофобным жидкостным фильтром, что свиде-
87
тельствует о его эффективности и низкой чувствительно сти к ухудшению качества воды после, первой ступени. В воде, выходящей из отстойников этой ступени, обнару живается в среднем 49 мг/л эмульгированной нефти и 56 мг/л взвешенных твердых частиц размером 5 микрон. Качество воды за время ее пребывания в буферной ем кости практически не изменяется. Очищенная пластовая вода Павловской УКПН закачивается в 34 нагнетатель ные скважины, вскрывшие пласты проницаемостью 100— 750 мдарси. Скважины принимают 80— \000 мЧсутки при давлении нагнетания на устье 115—125 кг/см2. Промливневые воды Павловской УКПН после улавливания из них нефти пока сбрасываются в поглощающие горизон ты. В дальнейшем предусматривается очистка промливневых вод для закачки в продуктивные пласты [42].
Совмещенная схема сбора, подготовки нефти и плас товой воды полностью отвечает современным требовани ям блочности составляющих ее элементов и обеспечива ет возможность осуществления индустриальными мето дами.
Совмещенная схема не требует сложной автоматики для контроля и управления процессами подготовки неф ти и очистки пластовой воды.
В настоящее вермя совмещенная схема подготовки нефти и очистки пластовой воды с использованием эф фектов жидкостных фильтров кроме Бирючёвского и Павловского товарных парков применяется на Сулеевском, Акташском и Кичуйском товарных парках, а также проектируется на Лениногорксом, Карабашском, Чишмннском, Кама-Исмагиловском, Сармановском и других товарных парках.
Следует отметить, что в проектируемых технологиче ских схемах предусматривается ввод горячей дренажной воды в сырье перед концевой ступенью сепарации. Это позволит не только существенно улучшить ее работу, но и значительно снизить потери углеводородного газа при обезвоживании нефти в резервуарах с гидрофильным фильтром.
Применение совмещенной схемы позволяет осуществ лять подготовку нефти и пластовой воды при минималь ном наборе промыслового оборудования и значительно снизить капитальные вложения, связанные с очисткой пластовой воды. Сметная стоимость очистных сооруже
88
ний, разработанных институтом ТатНИПИнефть, на 200—500 тыс. руб. меньше, чем сметная стоимость типо вой очистной станции открытого типа.
Экономия в капитальных затратах от внедрения ре комендации ТатНИПИнефти только на девяти объектах с общей производительностью более 140 тыс. м3/сутки сточных вод составляет около 3 млн. рублей. При этом нормативные сроки строительства очистных сооружений сокращаются на* 20—25% [42].
Г л а в а V
ОБЕССОЛИВАНИЕ НЕФТИ НА УСТАНОВКАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВМЕЩЕННЫХ СХЕМ
Повышение качества нефти при работе установки в блоке с промысловой системой сбора
Повышение устойчивости технологического процесса подготовки нефти на промысловых обессоливающих ком плексах и улучшение качества товарной нефти являются наиболее серьезными задачами нефтедобычи. В настоя щее время особенно остро стоит проблема получения кондиционной товарной нефти непосредственно с уста новок без дополнительного отстоя в товарных парках и задалживания для этой цели резервуаров.
Одним из крупных резервов в решении этой проблемы является перевод обессоливающих установок на режим работы по совмещенной схеме в блоке с промысловыми системами сбора. Исследованиями ТатНИПИнефть уста новлено, что глубина обессоливания на второй и третьей ступенях установок в большей мере зависит от степени разрушенности бронирующих оболочек на каплях плас товой воды и их размеров, чем от абсолютного содержа ния воды и солей в нефти. Поэтому для решения проблемы подготовки нефти повышенного качества на обессоливаю щие установки необходимо направлять глубоко разру шенные эмульсии. В значительной мере это может быть достигнуто за счет использования для разрушения эмуль сии промысловых систем сбора, «запас» технологиче ского времени которых несравненно больше, чем на уста новках. Эффективность работы установки по этой схеме была показана на примере Бавлинской ЭЛОУ.1, обраба
89