Резервуар-отстойник для подготовки нефти

Резервуар-отстойник для подготовки нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: резервуар-отстойник содержит корпус 1, патрубки 2, 3 и 4 соответственно для ввода обрабатываемой эмульсии, вывода предварительно обезвоженной нефти и отделившейся от нефти воды, центральный коллектор 5, верхние радиальные распределители 6 с основными соплами 7, горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке, и с наклонно направленными .вниз под углом 10-30° к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами 8, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 7 дополнительными соплами 9 и с наклонно направленными вниз под углом 10-30° к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 8 дополнительными соплами 10, содержит нижние радиальные распределители 11 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10-30° к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами , а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам дополнительными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10-30° к горизонтальнойплоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам дополнительными соплами и нефтесборную камеру 16. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. W fe Х| 00 VJ о GO Ю СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 0 17/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4901794/26 (22) 11,01.91 (46) 07.01.93. Бюл. N. 1 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М.Ф.Хамидуллин, P.Ô.Õàìèäóëëèí и

Ф.Ф.Хамидуллин (73) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (56) Авторское свидетел .ство СССР

М 1655536, кл. В 01 D 17/04, 1989. (54) РЕЗЕРВУАР-ОТСТОЙНИКДЛЯ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ (57) Сущность изобретения: резервуар-отстойник содержит корпус 1, патрубки 2, 3 и

4 соответственно для ввода обрабатываемой эмульсии, вывода предварительно обезвоженной нефти и отделившейся от нефти воды, центральный коллектор 5, верхние радиальные распределители 6 с основн ыми соплами 7, горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке, и с наклонно направленными вниз под углом 10 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными со. Ыц, 1787039 А3 плами 8, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 7 дополнительными соплами 9 и с наклонно направленными вниз под углом 10 — 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 8 дополнительными соплами 10, содержит нижние радиальные распределители 11 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной cTG роне симметрично основным соплам дополнительными соплами и с наклонно направленными вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам дополнительными соплами и нефтесборную камеру 16. 1 з. п, ф-лы, 2 ил.

1787039

Изобретение относится к области подготовки нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей.

В настоящее время все шире распространяются термические методы добычи нефти; внутри пластовое горение и паротейловое "воздействие на продуктивные пластины 1А различных месторождени- 10 ях от асли. обыча нефти термйческими методами сопрбвождается выно . ом „на поверхность значительного количества механических примесей в виде песка, глины, цемента и другой породы вместе с природными эмульгаторами (парафин, смолы, асфальтены и другие). Продукция скважин, добываемая термичесКими методами, характеризуется осложненными физико-химическими и реологическими свойствами и относится к нефтям с высокой вязкостью и плотностью и повышенным содержанием механических примесей, Такие нефтяные эмульсии, являясь весьма стойкими к разрушению, черезвычайно осложняют процесс обезвоживания и обессоливания нефти.

Процессы обезвоживания и обессоливания нефти на установках еще более осложнились в связи с применением различных реагентов для повышения нефтеотдачи пластов, борьбы с соле- и парафиноотложениями в скважинах и трубопроводах систем сбора продукции скважин, с коррозией оборудования и капитального ремонта скважин, При применении этих реагентов вымываются грязевые отложения, накапливающиеся в трубопроводах добычи и систем сбора продукции скважин, образуются высоковязкие сгусткообразные массы по пути движения до обьектов подготовки нефти, все это поступает в технологические резервуары, Высоковязкие сгусткообразные массы и природные эмульгаторы прочно обволакивают мелкие капли пластовой воды и препятствуют их отделению от нефти и оседанию в резервуарах. B этих условиях прочные бронирующие оболочки при воздействии только деэмульгаторов и температуры на многих каплях воды не разрушаются. По этой причине известные технологические резервуары работают в полной мере эффективно, В подготовленной нефти остается большое количество воды и солей, и товарная нефть сдается низкого качества.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для подготовки нефти, включающий корпус, патрубки для ввода эмульсии и вывода неф15

50 ти и воды, центральный коллектор, поэтажно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое — вниз под углом 10-30 к горизонтальной плоскости, на нижнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое — вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости, при этом горизонтальные и наклонные сопла на верхнем и нижнем распределителях расположены в шахматном порядке относительно друг друга, Известный аппарат был испытан в промысловых условиях при обработке девонской нефтяной эмульсии средней вязкости и стойкости к разрушению (18 мм /c npu г

20 С) и с небольшим содержанием механических примесей (до 0,17 %). При этом аппарат показал достаточно высокие результаты по качеству отбираемой нефти (до 0,5-2% воды) при производительности до 30000 т/сут по жидкости. Температура процесса 20-30 С, Образования и накопления стойких промежуточных слоев в аппарате не было обнаружено, Однако в промысловых условиях при обработке высоковязкой и стойкой к разрушению нефтяной эмульсии, добываемой термическими методами, у известного àïïàрата при испытаниях были обнаружены существенные недостатки. В нем происходит образование и накопление стойких промежуточных слоев, уплотненных различными механическими примесями и каплями пластовой воды и существенно препятствующих оседанию капель воды на дно аппарата, Это приводит к увеличению остаточного содержания воды в предварительно обезвоженной нефти до 15 — 20 % и последующему осложнению всего процесса подготовки нефти до товарных кондиций. Это обусловлено тем, что при обработке высоковязкой нефтяной эмульсии путем вращательного движения в одном направлении интенсивного механического возмущения промежуточного слоя не происходит. В основном происходит скользящее движение одного слоя относительного другого. В промежуточном слое накапливаются механические примеси и капли пластовой воды, и инструктура его становится плотной, существенно препятствующей процессу отделения воды от нефти. Обводненность обрабатываемой нефти 56 %, температура процесса 50-60 С, расход деэмульгатора дисолван 4411 составляет 260 г/т нефти.

1787039

Цель изобретения — интенсификация процесса подготовки нефти путем повышения эффективности механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя.

Цель достигается в резервуаре-отстойнике, включающем корпус, патрубки для отвода эмульсии и вывода нефти и воды, центральный коллектор, поэтажно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое — вниз под углом

10 — 30 к горизонтальной плоскости, на нижнем радиальном распределителе в шахматном порядке так, что одно из них направлено горизонтально, а другое — вверх под углом 10-30 к горизонтальной плоскости.

Радиальные распределители снабжены дополнительными соплами, расположенными на противоположной стороне симметрично основным соплам, причем на верхнем радиальном распределителе одно из них направлено горизонтально, а другое — вниз под углом 10 — 30 к горизонтальной плоскости, а на нижнем — одно из них направлено горизонтально, а другое — вверх под углом

10 — 30 к горизонтальной плоскости. Дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на верхних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных на соседних верхних и нижних распределителях.

В резервуаре-отстойнике создаются благоприятные условия для интенсификации механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя по всему его объему путем ввода обрабатываемой высоковязкой нефтяной эмульсии с повышенным содержанием механических примесей и мелкодиспергированными каплями воды встречными скоростными струями, При этом происходят достаточно интенсивное соударение струй эмульсии и эффективное механическое возмущение промежуточного эмульсионного слоя и достигается получение постоянной рыхлой структуры, обеспечивающей интенсивное отделение пластовой воды и механических примесей от нефти, На фиг. 1 изображен общий вид резервуара-отстойника; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Резервуар-отстойник содержит корпус

1 (см. фиг. 1), патрубки 2, 3 и 4 соответственно для ввода обрабатываемой эмульсии вместе с деэмульгатором и теплой дренаж5

50 ной водой, вывода предварительно обезвоженной нефти и отделившейся от нефти воды, центральный коллектор 5, верхние радиальные распределители 6 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами 7 и с наклонно направленными вниз под углом 10 — 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами 8, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 7 дополнительными соплами 9 с наклонно направленными вниз под углом 10-30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 8 дополнительными соплами 10, нижние радиальные распределители 11 с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке основными соплами 12 и с наклонно направленными вверх под углом 10 — 30 С к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном порядке основными соплами 13, а также с горизонтально направленными и расположенными в шахматном порядке на противоположной стороне симметрично основным соплам 12 дополнительными соплами 14 и с наклонно направленными вверх под углом 10 — 30 к горизонтальной плоскости и расположенными в шахматном на противоположной стороне симметрично основным соплам 13 дополнительными соплами 15 и нефтесборную камеру 16. Дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на верхних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях.

Геометрические размеры центрального коллектора 5, радиальных распределителей

6 и 11 и сопл 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и 15 рассчитываются в каждом случае в зависимости от производительности резервуараотстойника, Выходные концы всех сопл сплющены и расширены в горизонтальной

ПЛОСКОСТИ, В зависимости от физико-химических и реологических свойств обрабатываемой нефтяной эмульсии радиальные распределители с соплами могут быть. расположены в промежуточном эмульсионном слое либо в водном слое резервуара-отстойника. Верхние и нижние радиальные распределители могут быть расположены симметрично друг

1787039 под другом или в шахматном порядке относительно друг друга.

Предлагаемый резервуар-отстойник также может быть использован и для очистки промысловых сточных вод. 5

Резервуар-отстойник работает следующим образом.

В период испытаний предлагаемый резервуар-отстойник был установлен на ступени предварительного сброса пластовой 10 воды.

Обработке подвергалась стойкая к разрушению высоковязкая нефтяная эмульсия, образующаяся при добыче термическими методами (влажное внутрипластовое горе- 15 ние — BBI и паротепловое воздействие на продуктивные пласты ПТВ), Высокой стойкости эмульсии способствовали высокая вязкость нефтяной эмульсии (11931754 мм /с при 20 С), высокая плотность 20 эмульсии (930 — 980 кг/м ), содержание большого количества (15 — 30 ) связанное пластовой воды в нефтяной фазе в мелкодиспергированном состоянии (1-10 мкм), большое количество механических 25 примесей (0,1 — 5,3 ), большое количественное содержание таких тугоплавких природных эмульгаторов, как смолы (до 32,5 ), асфальтены (до 4,9) и парафины (до 2 ), образование стойкой к разрушению газово- 30 донефтяной пены (время разрушения пены при статических условиях в открытом сосуде составляет не менее 4 ч). Общая обводненность нефти составляет 56 . Пластовая вода слабоминерализованная (содержание 35 хлористых солей в среднем 10000 мг/л).

Плотность пластовой воды низкая и составляет 1009-1038 кг/м, что в значительной степени затрудняет процесс гравитационного отделения воды от нефти, Содержание 40 сульфида железа в нефти составляет 15в

25 мг/л.

Промысловая водонефтяная эмульсия в количестве 400 м /ч с температурой 2030 С после отделения газа на групповых 45 установках вместе с введенным деэмульгатором дисолван 4411 с удельным расходом

100 г/т нефти по трубопроводу системы сбора продукции скважин, где осуществляется предварительное разрушение эмульсии, на- 50 правлялась на центральный пункт сбора и подготовки нефти. После нагрева в печах

ПТБ-10 до 50 — 60 и дополнительного введения деэмульгатора дисолван 4411 с удельным расходом 160 г/т нефти и тепловой 55 дренажной воды в количестве 50 м /ч с темз пературой 60 С, сбрасываемой из отстойных аппаратов установки подготовки нефти, водонефтяная эмульсия через патрубок 2 диаметром 300 мм направлялась в центральный коллектор 5 (диаметр 600 мм), откуда равномерно-распределенно по объему поступала в верхние и нижние радиальные распределители 6 и 11 (диаметр труб 150 мм, длина — 9500 мм, количество 12 шт.), Через основные сопла 7 и 12 и дополнительные сопла 9 и 14, расположенные горизонтально на верхних и нижних радиальных распределителях 6 и 11, эмульсия со скоростью 1 м/с вводилась в промежуточный эмульсионный слой в горизонтальной плоскости противонаправленными струями (по часовой стрелке и против нее). При этом происходило встречное движение струй эмульсии, истекающих через сопла, расположенные соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях. Одновременно через основные наклонные сопла 8 и 13 и дополнительные сопла 10 и 15, расположенные соответственно на верхних и нижних радиальных распределителях, эмульсия со скоростью 1м/с вводилась противонаправленными струями (по часовой стрелке и против нее) в промежуточный эмульсионный слой, заключенный между верхними и нижними радиальными распределителями, При этом также осуществлялось встречное движение струй эмульсии, истекающих через сопла, расположенные соответственно на соседних верхних и нижних радиальных распределителях.

Все горизонтальные и наклонные сопла на радиальных распределителях (всего

384 шт.) изготовлены из трубы диаметром 50 мм и длиной 300 мм со сплющенными и расширенными в горизонтальной плоскости выходн ы ми кон ца ми (высота живого сечения 30 мм, длина 70 мм), Корпус резервуара-отстойника представляет собой вертикальную емкость объемом 5000 м, 3

При введении обрабатываемой эмульсии встречными струями осуществляется интенсивное механическое возмущение всего объема промежуточного эмульсионного слоя, заключенного между верхними и нижними радиальными распределителями, а также слоев, находящихся несколько ниже и выше распределителей. Образования и накопления уплотненного различными механическими примесями и мелкими каплями воды промежуточного слоя в резервуаре-отстойнике не происходит. Промежуточный слой имеет постоянную рыхлую структуру, обеспечивающую интенсивное осаждение капель воды и механических примесей на дно резервуара-отстойника. В резервуаре-отстойнике одновременно обеспечивается разрушение газонефтяной пены, существенно препятствующей процессу разрушения эмульсии на

1787039

50

55 соответствующие компоненты, за счет механического энергичного возмущения всего объема промежуточного слоя вводимыми встречными струями эмульсии, Из резервуара-отстойника через нефтесборную камеру 16 отбирается предварительная обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды не более 10 % и по патрубку 3 направляется на установку подготовки нефти для получения товарной нефти.

Дренажная вода, отделившаяся от нефти, через патрубок 4 направляется на очистные сооружения, откуда в систему заводнения продуктивных пластов.

Применение предлагаемого резервуара-отстойника позволяет интенсифицировать механическое возмущение промежуточного эмульсион ного слоя; интенсифицировать процесс механического разрушения газонефтяной пены; исключить образование и накопление стойкого к разрушению промежуточного эмульсионного слоя; исключить накопление ловушечных нефтей, ликвидировать открытые амбары и улучшить условия окружающей среды; интенсифицировать процесс отделения воды и механических примесей от нефти и снизить остаточное содержание воды в предварительно обезвоженной нефти с

15-20 % (прототип) до 10 % (предлагаемый), Формула изобретения

1, Резервуар-отстойник для подготовки нефти, включающий корпус, патрубки для ввода эмульсии и вывода нефти и воды, цен5 тральный коллектор, поэтапно расположенные радиальные распределители с соплами, установленными на верхнем радиальном распределителе в шахматном порядке горизонтально или вниз под углом 10 — 30 к гори10 зонтали, а на нижнем радиальном распределителе в шахматном порядке горизонтально или вверх под углом 10 — 30 к горизонтали, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем

15 повышения эффективности механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя, радиальные распределители снабжены дополнительными соплами, расположенными на противоположной сто20 роне симметрично основным соплам, причем в верхнем радиальном распределителе они направлены поочередно горизонтально и вниз под углом 10 — 30 к горизонтали, а на нижнем — поочередно горизонтально и

25 вверх под углом 10 — 30 к горизонтали.

2. Резервуар-отстойник по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дополнительные горизонтальные и наклонные сопла на вер30 хних и нижних радиальных распределителях направлены против основных горизонтальных и наклонных сопл, расположенных на соседних верхних и нижних радиальных распределителях.