Оборудование для обессоливания и обезвоживания нефти

Обезвоживание нефти – это не только удаление пластовой воды, отделившейся от нефти, но и разрушение водонефтяных эмульсий. Водонефтяные эмульсии весьма стойки, и для их разрушения требуются затраты времени и энергии. Применяются следующие методы разрушения эмульсий; гравитационное холодное разделение; центрифугирование; фильтрация; термохимическое воздействие и воздействие электрическим полем.

В установках для обработки пластовой жидкости эти методы используются и по отдельности, и в различных сочетаниях. Рассмотрим основные методы разрушения эмульсий и используемое для этого оборудование.

Гравитационное холодное разделение – наиболее старый метод, применяется при высоком содержании воды в пластовой жидкости с использованием земляных амбаров, сырьевых резервуаров. Для ускорения разрушения эмульсий в смесь добавляются ПАВ.

Разделение в поле центробежных сил производится в центрифугах, которые представляют собой вращающийся с большим числом оборотов ротор. В ротор по полому валу подается эмульсия, где она под действием сил инерции разделяется, так как капли воды в жидкости имеют различные плотности. Разделенные нефть и вода отводятся из центрифуги по трубопроводам.

Фильтрация применяется для разрушения нестойких эмульсий. В качестве материала фильтров могут быть использованы вещества, не смачиваемые водой, но смачиваемые нефтью, т. е. обладающие эффектом селективного смачивания.

Конструкция фильтров представляет собой цилиндрический вертикально установленный сосуд, в средней части которой располагается фильтр. Нефтяная эмульсия подается в нижнюю часть колонны, проходящая через фильтр нефть отводится сверху, а вода сбрасывается снизу колонны.

Термохимическое воздействие используется для обработки более чем 80 % всей добываемой нефти. Установки для обработки нефти подразделяются на работающие под давлением и без давления. Наиболее эффективными являются первые, и на вновь вводимых площадях используются только они. В настоящее время широкое распространение получили блочные термохимические установки, в которых проводятся обезвоживание, обессоливание и сепарация нефти и газа.

Воздействие электрическим полем позволяет эффективно разрушать водонефтяные эмульсии. Интенсификация отделения воды от нефти в электрическом поле обусловлена нарушением отдельными каплями однородности поля, при этом капли воды поляризуются и начинают укрупняться за счет взаимного их притяжения. В результате происходят коалесценция капель воды ибыстрое их отделение от нефти.

Наиболее эффективным является применение переменного тока, в поле которого капли воды начинают двигаться синхронно основному полю. При этом их форма постоянно изменяется, количество взаимных

столкновений увеличивается и коалесценция интенсифицируется.

Электродегидратор представляет собой цилиндрический корпус, в котором расположены электроды в форме прямоугольных рам.

Эмульсия подается в аппарат через раздаточный коллектор, обеспечивающий ее равномерное распределение по площади горизонтального сечения, и поднимается вверх через слой отделенной воды. При этом часть воды из эмульсии выделяется, а оставшаяся смесь попадает в зону расположения электродов, где действует электрическое поле. Отделенная нефть поднимается в верхнюю часть корпуса, а вода опускается вниз. Электродегидраторы снабжаются регуляторами уровня, обеспечивающими необходимое положение уровней раздела воды и эмульсии, эмульсии и нефти.

Применение ПАВ для обработки нефтяных эмульсий позволяет не только интенсифицировать процесс их разрушения (например, при гравитационном холодном разделении), но и предотвратить образование эмульсий. Для этого ПАВ подаются непосредственно в скважину, в кольцевое пространство между НКТ и эксплуатационной колонной. Смешиваясь с пластовой жидкостью, ПАВ вытесняет с поверхностного слоя капель воды природные эмульгирующие вещества, образуя гидрофильный адсорбционный слой, способствующий слиянию капель воды при их столкновении. Этот процесс коалесценции капель происходит в колонне НКТ и в трубопроводах при перекачивании по территории промысла, что резко упрощает процесс подготовки нефти.

При применении. ПАВ – деэмульгаторов их расход составляет порядка 20 – 30 г на тонну жидкости.

21.4 Оборудование для хранения нефти

Для хранения продукции скважин в течение непродолжительного времени с целью накопления, учета или проведения каких-либо технологических процессов используются резервуары.

По конструкции резервуары делятся на металлические и бетонные, наземные, полузаглубленные и заглубленные. Вместимость резервуаров изменяется в пределах от 100 до 10 000 м³.

Резервуар представляет собой цилиндрическую оболочку, сваренную из листов стали. Для приема, хранения и отпуска продукции он оборудован специальной аппаратурой, которая позволяет наполнить и опорожнить резервуар; замерить уровень жидкости; отобрать пробы жидкости; зачистить и отремонтировать резервуары; отстояться нефти и удалить воду.

На резервуаре предусмотрены люк-лаз для проникновения людей в резервуар при его очистке или ремонте; замерный люк для измерения уровня нефти и отстоявшейся воды. Через этот же люк отбирают пробы; световой люк для освещения и проветривания резервуара перед зачисткой или ремонтом; приемно-раздаточные патрубки для присоединения приемных и раздаточных трубопроводов. Приемный патрубок снабжается обратным клапаном (хлопушкой), который может быть открыт или закрыт с помощью лебедки. Для выравнивания давления по обе стороны от хлопушки имеется перепускное устройство; подъемная труба для отбора нефти с требуемого уровня; дыхательный клапан для сообщения внутреннего пространства резервуара с атмосферой при увеличении или уменьшении давления во внутренней полости выше или ниже определенного уровня.

При хранении нефти в резервуаре легкие фракции ее испаряются и через дыхательные клапаны резервуара уходят в атмосферу. «Дыхание» резервуаров обусловлено как суточными изменениями температуры, так и изменением объема, занимаемого парами, при опорожнении и наполнении резервуара. Для снижения потерь нефти в результате «дыхания» используют следующие методы: уменьшают и предотвращают испарение нефти в резервуаре, а также собирают продукты испарения.

Наиболее эффективным средством является сведение до минимума газового пространства в резервуаре и обеспечение постоянства его объема независимо от степени наполнения резервуара. Для достижения этого условия используют плавающие крыши. Для герметизации зазора между крышей и стенками резервуара применяют различного рода уплотнения, гофры и т. д. Особенно эффективны резервуары с плавающей крышей при частом наполнении – опорожнении.

Помимо плавающих крыш, которые относительно дороги, для уменьшения «дыхания» резервуары окрашивают в светлый цвет, что уменьшает их нагрев солнечными лучами.

В резервуарных парках с большим числом резервуаров используется газоуравнительная система. Принцип ее работы заключается в том, что газовые пространства всех резервуаров соединяются трубопроводом с резервуаром-компенсатором, в качестве которого обычно используется резервуар с плавающей крышей.

Все перечисленные меры позволяют значительно уменьшить потери легких фракций нефти при ее хранении.

Литература.

1. Нефтегазопромысловое оборудование. Ивановский В.Н

Дарищев В.И.,Каштанов В.С. «ЦентрЛитНефтеГаз» 2006г.

2. Скважинные насосные установки для добычи нефти. Ивановский В.Н Дарищев В.И., «Нефть и газ,» 2002г.

3. Нефтегазопромысловое оборудование. Никишенко С.Л. «Ин-Фолио» 2008г.

4. Основы нефтегазового дела. Коршак А. А., Шаммазов А М. "ДизайнПолиграфСервис", 2002.

5.Оборудование для добычи нефти и газа. В.Н.Ивановский, В.И.Дарищев, А.А.Сабиров, В.С.Каштанов, С.С.Пекин М.: Из-во «Нефть и газ РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина», 2002

6. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. Л.Г.Чичеров и др. – М.: Из-во «Недра». 1987

7. Конструкция пакеров для добычи нефти. Дарищев В.И., Ивановский В.Н., Слышенков В.А. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 1997.

8 Газопромысловое оборудование и машины. .В.П.Грабович –М.: «МИНХ и ГП им.И.М.Губкина» , 1977