Необходимость подготовки нефти (лекция № 2)

1. Лекция №2

- Необходимость подготовки нефти и газа.
- Системы сбора.
- Мероприятия, состав сооружений и
оборудование комплексной подготовки
нефти, газа и воды на промыслах.

2. Необходимость подготовки нефти

Обводненность. Примерно 60-75% всей нефти добывается
в обводненном состоянии. Это приводит:
образование эмульсий;
образование соляной кислоты (при гидролизе хлористого магния и
хлористого кальция, находящихся в пластовой воде);
удорожание транспорта (возрастает объем транспортируемой жидкости и
увеличивается ее вязкость);
Содержание в нефти 0,1% воды приводит к интенсивному ее вспениванию в
ректификационных колоннах нефтеперерабатывающих заводов (нарушает
технологические режимы переработки).
Содержание легких фракций нефти (углеводородные газы от этана до
пентана) приводит к потере этого драгоценного сырья.
Содержание минеральных солей
Наличие механических примесей (частиц песка и глины) вызывает
абразивный износ трубопроводов, нефтеперекачивающего
оборудования, затрудняет переработку нефти, повышает зольность
мазутов и гудронов, образует отложения в холодильниках, печах и
теплообменниках.
Содержание сернистых соединений при переработке нефти образует
сероводород – при реакции с водой вызывает усиленную коррозию
металла.

3. Качественные показатели подготовки нефти

Подготовка нефти включает:
обезвоживание нефти;
обессоливание нефти;
полное или частичное разгазирование;
Удаление механических примесей.
Качество подготовки нефти к транспорту регламентирует ГОСТ.
Основные требования к качеству подготовки нефти
Группа нефти
Показатель
1
2
3
0,5
100
1
300
1
1800
Содержание механических примесей, %, не
более
0,05
0,05
0,05
Давление насыщенных паров при температуре
нефти в пункте сдачи, Па, не более
66650
66650
66650
Содержание:
- воды, %, не более
- хлористых солей, мг/л, не более

4. Необходимость подготовки газа

содержание посторонних примесей:
твердые частицы (песок и окалину) (приводит к быстрому износу
соприкасающихся с газом деталей компрессоров, засоряет и портит
арматуру газопроводов и контрольно-измерительных приборов, сужает
поперечное сечение газопровода);
жидкие частицы, оседая в пониженных участках трубопровода, также
вызывают уменьшение площади его поперечного сечения. Они, кроме
того, оказывают корродирующее действие на трубопровод, арматуру и
приборы.
конденсат тяжелых углеводородов;
водяные пары (приводят к образованию гидратов, выпадающих в
газопроводе в виде твердых кристаллов (гидратные пробки), могут
полностью закупорить трубопровод);
сероводород (В количествах, больших 0,01 мг на 1 л воздуха рабочей
зоны – ядовит. При промышленном использовании газа - отрицательно
сказывается на качестве выпускаемой продукции. В присутствии влаги вызывает сильную коррозию металлов);
углекислый газ (снижает теплоту сгорания газа);
инертные газы.
Перед поступлением в магистральный газопровод газ осушается, очищается
от вредных примесей и подвергается одоризации.
Требования к подготовки природного газа определяет ОСТ 5140-83

5. Системы сбора нефти

самотечная двухтрубная;
высоконапорная однотрубная;
напорная.
Системы
сбора газа
индивидуальная;
групповая;
централизованная.
Самотечная двухтрубная система сбора нефти
Достоинства:
уменьшение затрат электроэнергии на транспортировку
нефти.
Недостатки:
при увеличении дебита скважин или вязкости жидкости
(за счет увеличения обводненности, например) система
требует реконструкции;
для предотвращения образования газовых скоплений в
трубопроводах требуется глубокая дегазация нефти;
из-за низких скоростей движения возможно
запарафинивание трубопроводов, приводящее к снижению
их пропускной способности;

6. Принципиальная схема самотечной двухтрубной системы сбора

Принцип работы системы сбора
продукция скважин разделяется при давлении 0,6 МПа;
выделяющийся газ под собственным давлением транспортируется до
компрессорной станции или сразу на газоперерабатывающий завод (ГПЗ),
если он расположен поблизости;
жидкая фаза направляется на вторую ступень сепарации;
выделившийся на второй ступени сепарации газ используется на
собственные нужды;
нефть с водой самотеком (за счет разности нивелирных высот) поступает в
резервуары участкового сборного пункта (УСП);
из УСП нефть с водой подается насосом в резервуары центрального сборного
пункта (ЦСП).

7. Технологические схемы установок подготовки нефти

Двухтрубная самотечная система сбора нефти, газа и воды:
1 — регулятор давления на входе; 2 — замерный трап; S и 4 — трапы
первой и второй ступеней соответственно; 5 — мерник; 6 —
компрессорная; 7 — газобензиновый завод; 8 — установка подготовки
нефти; 9 — сырьевой резервуар; 10 — сборный коллектор (вода и
нефть); 11 — самотечный сборный коллектор (нефть и вода); 12 —
участковый резервуар; 13 — центробежный насос; 14 —
распределительная батарея; Ф и Н – фонтанная и насосная скважины

8. Технологические схемы установок подготовки нефти

Напорная система сбора нефти, газа и воды:
1 — выкидные линии; 2 — гидроциклонные сепараторы; 3 —
расходомеры жидкости; 4 — сборные напорные коллекторы; 5,
7, 8 — сепараторы первой, второй и третьей ступеней соответственно; 6 — центробежные насосы; 9 — сырьевые
резервуары; КС — компрессорная ГПЗ —
газоперерабатывающий завод

9. Подготовка нефти на промыслах

Дегазация нефти - отделение газа
от нефти.
Аппарат, в котором это происходит
называется сепаратором, а сам
процесс разделения сепарацией.
Р

10. Обезвоживание нефти

При извлечении из пласта, движении по насоснокомпрессорным трубам в стволе скважины и по
промысловым трубопроводам смеси нефти и воды,
образуется водонефтяная эмульсия механическая смесь нерастворимых друг в друге и
находящихся в мелкодисперсном состоянии
жидкостей.
Методы разрушения эмульсий:
гравитационное холодное разделение;
внутритрубная деэмульсация;
термическое воздействие;
термохимическое воздействие;
электрическое воздействие;
фильтрация;
разделение в поле центробежных сил.

11. Механическое обезвоживание нефти

Отстойники:
а – горизонтальный; б – вертикальный; в – наклоненный; г – конический;
1 – поверхность раздела; 2 — перегородка

12. Стабилизация нефти

Под процессом стабилизации нефти понимается отделение
от нее легких (пропан-бутанов и частично бензиновых)
фракций с целью уменьшения потерь нефти при ее
дальнейшей транспортировке
Методы стабилизации нефти
– сепарация и ректификация.
Сепарация – отделение от нефти легких углеводородов и
сопутствующих газов одно- или многократным испарением
путем снижения давления (часто с предварительным
подогревом нефти).
Ректификация – отбор из нефти легких фракций при одноили многократном нагреве и конденсации с четким
разделением углеводородов до заданной глубины
стабилизации.

13. Обессоливание

Обессоливание нефти осуществляется смешением
обезвоженной нефти с пресной водой, после чего
полученную искусственную эмульсию вновь
обезвоживают.
! в обезвоженной нефти остается некоторое
количество воды, в которой растворены соли.
При смешении с пресной водой соли распределяются
по всему ее объему и их средняя концентрация в
воде уменьшается.
При обессоливании содержание солей в нефти
доводится до величины менее 0,1 %.

14. Технологические схемы установок подготовки нефти

Теплохимическая установка по обезвоживанию, обессоливанию и стабилизации нефти:
1 — смеситель; 2 — КССУ; 3 — сырьевой насос; 4, 15 — теплообменники; 5 — пароподогреватель; 6, 7 —
отстойники; 8 – электродегидратор; 9 —вакуумный сепаратор; 10 — холодильник; 11 — сепаратор; 12 —
вакуумный компрессор; 13 — газовая линия на газофракционирующую установку; 14 — резервуар товарной
нефти; 16 — емкости для обескислороживания воды; 17 — насос для подачи пресной воды; 18 — дозировочный
насос для подачи деэмульгатора; 19 — емкость для деэмульгатора; 20 — нефтеловушка; 21 — насос для
«ловушечной нефти»; 22 — пруд-отстойник для сточной воды; 23 — насос для подачи сточной воды на фильтры;
24 — фильтр; 25 — хранилища для промывания воды; 26 — емкость для очищенной сточной воды; 27 — насос
для промывки фильтров; 28 — поршневой насос для подачи сточной воды в нагнетательные скважины

15. Подготовка газа

Очистка газа от механических примесей
Для очистки природного газа от мехпримесей
используются аппараты 2-х типов:
- работающие по принципу «мокрого» улавливания
пыли (масляные пылеуловители);
- работающие по принципу «сухого» отделения пыли
(циклонные пылеуловители);
В товарном газе содержание мехпримесей не
должно превышать 0,05 мг/м3.

16. Технологические схемы установок подготовки газа

Схема установки пылеуловителей

17.

Осушка газа
Для осушки газа используются следующие методы:
охлаждение;
абсорбция;
адсорбция.
Очистка газа от сероводорода
Очистка газа от сероводорода осуществляется
методами:
адсорбция;
абсорбция.

18. Схема установки осушки газа жидкими сорбентами