комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Установка комплексной очистки нефти


Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин. Установка включает эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления. Дополнительно установка содержит шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. Установка может содержать дополнительно блок очистки попутно добываемой воды и эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов для одновременного обслуживания указанных кустов. Технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин.

Известно техническое решение для совместного транспорта нефти и газа [1], предполагающее сепарацию продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти, в котором с целью снижения затрат на обустройство нефтяных месторождений и снижения коррозии трубопроводов воду от нефти отделяют непосредственно на месторождении. Обезвоженную нефть смешивают с отсепарированным газом и направляют по одному трубопроводу на центральный пункт промысловых сооружений. Отделившуюся воду направляют на установку для подготовки и закачки ее в пласт или использования на технологические нужды.

Недостатком является то, что возникает необходимость строительства дополнительных установок по подготовке воды, а в случае их наличия в отдаленности - еще и необходимость строительства дополнительных низконапорных водоводов, при транспорте по которым пластовая вода будет являться агрессивным коррозионным агентом.

Известна установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды [2, 3] непосредственно на кусте нефтяных скважин, состоящая из эксплуатационных скважин, сепаратора с устройством для вывода газа и воды, отстойника с нефтяным отсеком и системой поддержания пластового давления, нефтесборного и газосборного коллекторов, трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой.

Недостатком данной установки является использование для стабильной работы системы ППД дополнительной воды из водозаборной скважины, которая при смешении с попутно добываемой водой может приводить к выпадению солей, что негативно сказывается на нефтеотдаче пласта.

Наиболее близким является техническое решение для транспортирования продукции эксплуатационных нефтяных скважин [4] на кусте, предполагающее обработку поступающей из эксплуатационных скважин газоводонефтяной эмульсии деэмульгатором, затем смешение ее с термальной газонасыщенной водой из водозаборной скважины для интенсификации разрушения эмульсии и подачу последней в трехфазный сепаратор. Обводненность нефти после предварительного сброса пластовой воды и дегазации не превышает 2%; качество отделяемой при сбросе воды позволяет закачивать ее в систему поддержания пластового давления (в нагнетательные скважины) без дополнительной подготовки, а количество - не привлекать для поддержания пластового давления пресную воду из наземных источников.

Недостаток данного технического решения в том, что дополнительно требуются водозаборные скважины и подогреватели для обеспечения термальной водой каждого куста скважин. Смешение вод из различных источников практически всегда приводит к выпадению осадков солей из-за их несовместимости. Для предотвращения солеотложения требуется применение дополнительных мероприятий.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

Поставленная задача решается тем, что комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов, для одновременного обслуживания указанных кустов.

Высоконапорные водоводы системы ППД подают попутно добываемую воду в систему ППД.

Шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем служит для доочистки - подготовки закачиваемой в систему ППД воды.

Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду, без применения дополнительных водозаборных скважин.

Предпочтительно, предлагаемая комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды состоит из эксплуатационных скважин, сообщенных трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, блока очистки и доочистки воды, высоконапорных водоводов системы ППД и нефтесборного коллектора.

Блок сепарации и обезвоживания нефти представляет собой, например, узел фазового разделения эмульсии (УФРЭ), выполняющий также роль успокоителя потока.

Блок очистки попутно добываемой воды для использования ее в системе ППД представляет собой, например, отстойник с гидрофобным слоем.

Блок доочистки воды представляет собой шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем для подготовки воды, сбрасываемой в систему ППД. Шурф-колодец представляет собой скважину глубиной 40-150 м с закрытым дном, состоящую из обсадной колонны и колонны НКТ, к которой прикреплен погружной насос марки ЭЦН.

Пластовая вода из отстойника с гидрофобным слоем, с остаточным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, подается в межтрубное пространство скважины-шурфа, где под действием гравитации происходит осаждение механических примесей. Оставшиеся нефтепродукты после первичной очистки всплывают на поверхность воды, образуя со временем гидрофобный слой, который позволяет дополнительно очищать воду от нефтепродуктов до содержания 5-10 мг/л.

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды может работать как на одном отдельно взятом кусте скважин, так и обслуживать близлежащие кусты скважин.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная эмульсия с эксплуатационных скважин куста поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов.

После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов.

В систему поддержания пластового давления из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Одним из условий наиболее эффективной работы установки является подготовка газоводонефтяной эмульсии к разделению, т.е. на блок сепарации и обезвоживания должна поступать эмульсия со степенью разрушенности не менее 95%. Для этого можно использовать химические и/или тепловые методы, например, обеспечить подачу реагента-деэмульгатора перед блоком сепарации и обезвоживания и/или установить теплонагреватель.

В случае использования предлагаемой комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды с нескольких кустов скважин ее работа осуществляется следующим образом. На кусте с наибольшей производительностью скважин монтируется комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Газоводонефтяная эмульсия со скважин этого куста и близлежащих кустов поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему ППД каждого куста из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Таким образом, предлагаемой комплексной установкой, не имеющей в своем составе водозаборных скважин, обеспечивается новый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Относительно и аналогов, и прототипа новым признаком способа эксплуатации является признак, касающийся использования в системе ППД только попутно добываемой воды, исключая, соответственно, смешение разных вод (попутно добываемой воды и воды из водозаборной скважины) с образованием осадков.

Обеспечиваемый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающий сбор продукции эксплуатационных скважин, ее транспортировку по трубопроводу на блок сепарации и обезвоживания нефти, подачу нефти в нефтесборный коллектор, отличается тем, что дополнительно осуществляют доочистку воды в шурфе-колодце и в систему ППД подают воду только из шурфа-колодца; перед доочисткой воды возможна ее очистка, например, в отстойнике с гидрофобным слоем.

Так как закачиваемой воды для поддержания пластового давления на кусте требуется в большем объеме, чем поступает попутно добываемой воды, то может возникнуть необходимость использования дополнительной воды, например, из водозаборной скважины. Поэтому закачку подготовленной воды в систему поддержания пластового давления ведут следующим образом. Подают из шурфа-колодца необходимый объем воды в нагнетательные скважины одного, второго и последующих кустов, а на кусте, на который не остается необходимого количества подготовленной в шурфе-колодце попутно добываемой воды, для поддержания пластового давления используют воду из водозаборной скважины (пресную или сеноманскую).

Таким образом, комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды позволяет организовать ранний путевой сброс в районе кустовых площадок и утилизировать отделившуюся попутно добываемую пластовую воду в систему ППД без осадкообразования. Кроме того, применение предлагаемой установки обеспечит снижение металлоемкости системы нефтесбора и поддержания пластового давления, снижение энергетических затрат за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт. свид. СССР №623049, F17D 1/00, опубл. 05.09.1978.

2. Авт. свид. СССР №1494924, B01D 17/00, 19/00, опубл. 23.07.1989.

3. Авт. свид. СССР№1604393, B01D 17/00, опубл. 07.11.90.

4. Пат. РФ 2076994, F17D 1/14, опубл. 10.04.1997.

1. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличающаяся тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

2. Комплексная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

3. Комплексная кустовая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов.

www.findpatent.ru

комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды - патент РФ 2411055

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин. Установка включает эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления. Дополнительно установка содержит шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. Установка может содержать дополнительно блок очистки попутно добываемой воды и эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов для одновременного обслуживания указанных кустов. Технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин.

Известно техническое решение для совместного транспорта нефти и газа [1], предполагающее сепарацию продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти, в котором с целью снижения затрат на обустройство нефтяных месторождений и снижения коррозии трубопроводов воду от нефти отделяют непосредственно на месторождении. Обезвоженную нефть смешивают с отсепарированным газом и направляют по одному трубопроводу на центральный пункт промысловых сооружений. Отделившуюся воду направляют на установку для подготовки и закачки ее в пласт или использования на технологические нужды.

Недостатком является то, что возникает необходимость строительства дополнительных установок по подготовке воды, а в случае их наличия в отдаленности - еще и необходимость строительства дополнительных низконапорных водоводов, при транспорте по которым пластовая вода будет являться агрессивным коррозионным агентом.

Известна установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды [2, 3] непосредственно на кусте нефтяных скважин, состоящая из эксплуатационных скважин, сепаратора с устройством для вывода газа и воды, отстойника с нефтяным отсеком и системой поддержания пластового давления, нефтесборного и газосборного коллекторов, трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой.

Недостатком данной установки является использование для стабильной работы системы ППД дополнительной воды из водозаборной скважины, которая при смешении с попутно добываемой водой может приводить к выпадению солей, что негативно сказывается на нефтеотдаче пласта.

Наиболее близким является техническое решение для транспортирования продукции эксплуатационных нефтяных скважин [4] на кусте, предполагающее обработку поступающей из эксплуатационных скважин газоводонефтяной эмульсии деэмульгатором, затем смешение ее с термальной газонасыщенной водой из водозаборной скважины для интенсификации разрушения эмульсии и подачу последней в трехфазный сепаратор. Обводненность нефти после предварительного сброса пластовой воды и дегазации не превышает 2%; качество отделяемой при сбросе воды позволяет закачивать ее в систему поддержания пластового давления (в нагнетательные скважины) без дополнительной подготовки, а количество - не привлекать для поддержания пластового давления пресную воду из наземных источников.

Недостаток данного технического решения в том, что дополнительно требуются водозаборные скважины и подогреватели для обеспечения термальной водой каждого куста скважин. Смешение вод из различных источников практически всегда приводит к выпадению осадков солей из-за их несовместимости. Для предотвращения солеотложения требуется применение дополнительных мероприятий.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

Поставленная задача решается тем, что комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов, для одновременного обслуживания указанных кустов.

Высоконапорные водоводы системы ППД подают попутно добываемую воду в систему ППД.

Шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем служит для доочистки - подготовки закачиваемой в систему ППД воды.

Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду, без применения дополнительных водозаборных скважин.

Предпочтительно, предлагаемая комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды состоит из эксплуатационных скважин, сообщенных трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, блока очистки и доочистки воды, высоконапорных водоводов системы ППД и нефтесборного коллектора.

Блок сепарации и обезвоживания нефти представляет собой, например, узел фазового разделения эмульсии (УФРЭ), выполняющий также роль успокоителя потока.

Блок очистки попутно добываемой воды для использования ее в системе ППД представляет собой, например, отстойник с гидрофобным слоем.

Блок доочистки воды представляет собой шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем для подготовки воды, сбрасываемой в систему ППД. Шурф-колодец представляет собой скважину глубиной 40-150 м с закрытым дном, состоящую из обсадной колонны и колонны НКТ, к которой прикреплен погружной насос марки ЭЦН.

Пластовая вода из отстойника с гидрофобным слоем, с остаточным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, подается в межтрубное пространство скважины-шурфа, где под действием гравитации происходит осаждение механических примесей. Оставшиеся нефтепродукты после первичной очистки всплывают на поверхность воды, образуя со временем гидрофобный слой, который позволяет дополнительно очищать воду от нефтепродуктов до содержания 5-10 мг/л.

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды может работать как на одном отдельно взятом кусте скважин, так и обслуживать близлежащие кусты скважин.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная эмульсия с эксплуатационных скважин куста поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов.

После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов.

В систему поддержания пластового давления из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Одним из условий наиболее эффективной работы установки является подготовка газоводонефтяной эмульсии к разделению, т.е. на блок сепарации и обезвоживания должна поступать эмульсия со степенью разрушенности не менее 95%. Для этого можно использовать химические и/или тепловые методы, например, обеспечить подачу реагента-деэмульгатора перед блоком сепарации и обезвоживания и/или установить теплонагреватель.

В случае использования предлагаемой комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды с нескольких кустов скважин ее работа осуществляется следующим образом. На кусте с наибольшей производительностью скважин монтируется комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Газоводонефтяная эмульсия со скважин этого куста и близлежащих кустов поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему ППД каждого куста из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Таким образом, предлагаемой комплексной установкой, не имеющей в своем составе водозаборных скважин, обеспечивается новый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Относительно и аналогов, и прототипа новым признаком способа эксплуатации является признак, касающийся использования в системе ППД только попутно добываемой воды, исключая, соответственно, смешение разных вод (попутно добываемой воды и воды из водозаборной скважины) с образованием осадков.

Обеспечиваемый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающий сбор продукции эксплуатационных скважин, ее транспортировку по трубопроводу на блок сепарации и обезвоживания нефти, подачу нефти в нефтесборный коллектор, отличается тем, что дополнительно осуществляют доочистку воды в шурфе-колодце и в систему ППД подают воду только из шурфа-колодца; перед доочисткой воды возможна ее очистка, например, в отстойнике с гидрофобным слоем.

Так как закачиваемой воды для поддержания пластового давления на кусте требуется в большем объеме, чем поступает попутно добываемой воды, то может возникнуть необходимость использования дополнительной воды, например, из водозаборной скважины. Поэтому закачку подготовленной воды в систему поддержания пластового давления ведут следующим образом. Подают из шурфа-колодца необходимый объем воды в нагнетательные скважины одного, второго и последующих кустов, а на кусте, на который не остается необходимого количества подготовленной в шурфе-колодце попутно добываемой воды, для поддержания пластового давления используют воду из водозаборной скважины (пресную или сеноманскую).

Таким образом, комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды позволяет организовать ранний путевой сброс в районе кустовых площадок и утилизировать отделившуюся попутно добываемую пластовую воду в систему ППД без осадкообразования. Кроме того, применение предлагаемой установки обеспечит снижение металлоемкости системы нефтесбора и поддержания пластового давления, снижение энергетических затрат за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт. свид. СССР № 623049, F17D 1/00, опубл. 05.09.1978.

2. Авт. свид. СССР № 1494924, B01D 17/00, 19/00, опубл. 23.07.1989.

3. Авт. свид. СССР № 1604393, B01D 17/00, опубл. 07.11.90.

4. Пат. РФ 2076994, F17D 1/14, опубл. 10.04.1997.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличающаяся тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

2. Комплексная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

3. Комплексная кустовая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов.

www.freepatent.ru

установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов - патент РФ 2070423

Использование: при газопереработке, в частности в устройствах для осушки, очистки углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения из газов тяжелых углеводородов. Сущность: установка для очистки газов содержит реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Она также снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов. При этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор - с нижней частью десорбера. 1 ил., 1 табл. Предложение относится к области газопереработки, в частности к установкам для очистки нефтяного и природного газов, и может быть использовано для очистки их от сероводорода, тяжелых углеводородов и воды непосредственно в условиях промысла. Известны установки для осушки, очистки от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения тяжелых углеводородов из нефтяных и природных газов. (См. кн. А.П.Клименко. Сниженные углеводородные газы. М. Недра, 1974, с. 194, 210, 230; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 226, 267, 257, переводное издание), включающие реактор, сепаратор, печи, абсорбер, десорбер, адсорбер, теплообменники, конвертора, конденсаторы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Недостатком является то, что для проведения каждого процесса, например очистки от сероводорода, очистки от воды или очистки от тяжелых углеводородов, требуется своя специальная стандартная установка, т.е. например, после очистки газов от сероводорода происходит очистка его от воды и только потом от тяжелых углеводородов, или наоборот. Это требует больших материальных, энергетических и эксплуатационных затрат. Кроме того, эффективность этих процессов не всегда удовлетворяет качеству очистки газов, требуемому по ГОСТу. Известно также, что первоисточником современных процессов получения серы является установка Клауса (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М. Недра, 1980, с. 167; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 284, переводное издание), включающая сепаратор, реакционную печь, конденсаторы, каталитические конверторы, печь дожига. Известная установка позволяет очищать природные, нефтяные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако Однако промышленная эксплуатация данной установки показывает, что эффективность ее работы низкая. По данным (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов". М. Недра, 1980, с. 169) на Мубарекском газоперерабатывающем заводе практическая степень превращения сероводорода в серу в печи составляет не более 60% Для получения более высокой степени конверсии применяется двух- или трехступенчатая конверсия. Отходящие из установок получения серы газы нуждаются в доочистке, в случае же выброса в атмосферу являются экологически опасными, так как наряду с сернистым и углекислым газами содержат такие соединения, как сероокись углерода, сероуглерод, сероводород, окись серы, окись углерода и т.д. Низкая эффективность очистки углеводородного газа в промышленных аппаратах происходит потому, что количество полученной серы зависит от соотношения расходов воздуха и кислого газа, поступающих в реакционную часть печи, обеспечивая тем самым стехиометрическое условие реакции Клауса, т.е. объемное соотношение Н2S: SO2, равное 2:1. Кроме того, процесс Клауса не может быть осуществлен с газом, содержащим углеводороды (при окислении h3S наряду с его окислением будет происходить окисление углеводородов) и поэтому требуется предварительное выделение сероводорода на установках аминовой очистки. Все это приводит к тому, что в целом для получения удовлетворительных результатов требуются высокие материальные и другие затраты. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка Таунсенд процесса (см. кн. А.П.Клименко "Сжиженные углеводородные газы". М. Недра, 1974, с. 218 219), включающая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, сборник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, котел-утилизатор, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Известная установка позволяет осушать, очищать нефтяные и природные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако очищенный на установке Таусенд газ перед потреблением нуждается в доочистке, так как его качество (по содержанию тяжелых углеводородов) не соответствует качеству потребляемого сухого газа. Кроме того, при транспортировании по газопроводам происходит их частичная конденсация, затрудняя при этом их эксплуатацию, способствуя потере ценного углеводородного сырья и нарушению экологии окружающей среды. Доочистка газа требует дополнительных материальных затрат. В предлагаемой установке для комплексной очистки нефтяного и природного газов тепло, необходимое для получения водяного пара или горячего газа регенерации, рекуперуется из установки осушки и очистки газа от сероводорода с получением элементарной серы (Таунсенд процесса), в частности тепло, выделяемое при сгорании элементарной серы в котле-утилизаторе. Это обуславливает высокую термодинамическую обратимость процессов в целом и обеспечивает значительный технико-экономический эффект при подготовке сероводородсодержащего газа в промысловых условиях, не требует строительства специальных источников тепла. Целью предполагаемого изобретения является снижение затрат на очистку нефтяного и природного газов за счет создания комплексной установки для очистки газов от сероводорода, воды и тяжелых углеводородов в промысловых условиях, а также повышение эффективности процесса за счет улучшения качества очистки. Поставленная цель достигается описываемой установкой для комплексной очистки нефтяного и природного газов, включающей реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Новым является то, что установка дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления 7 соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котелутилизатор с нижней частью десорбера. На рисунке представлена технологическая схема установки для комплексной очистки нефтяного и природного газов, общий вид. Установка содержит: реактор 1 для извлечения сероводорода из газа, термокаталитического превращения его в элементарную серу и частично воды; отстойник серы 2 для отделения гликоля от серы, который связан с регенератором гликоля 3 трубопроводом Т-1 через теплообменник 4; сборник гликоля 5 для сбора регенерированного гликоля, колонну 6 для насыщения гликоля сернистым газом, абсорбер высокого давления 7 для улавливания воды и летучего сернистого газа из потока, уходящего с верхней части реактора 1, сборник серы 8 для сбора полученной элементарной серы, котел-утилизатор 9 для сжигания 1/3 полученной элементарной серы в его горелках, откуда образовавшийся сернистый газ направляется в колонну 6, предназначенную для насыщения гликоля сернистым газом. Очищенный от воды и сероводорода газ поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок служит для очистки предварительно очищенного от воды и сероводорода газа от тяжелых углеводородов. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12, сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 периодического действия, работающие попеременно в режимах поглощения углеводородов из газа и их регенерации. Сепаратор 12 служит для отделения тяжелых углеводородов от воды и легколетучих газов и сборник тяжелых углеводородов 13 служит для приема и накопления тяжелых углеводородов. Установка содержит: насосы Н-1, Н-2, Н-3; подводящие трубопроводы Г-1; отводящие трубопроводы Г-3, С-2; промежуточные трубопроводы Г-2, Г-4, Т-1, Т-2, Т-3, Т-4, Т-5, С-1, С-3. Регенератор гликоля 3 традиционно оборудован холодильником 14, сепаратором 15 и испарителем 16. Установка работает следующим образом (совместно с примером конкретного выполнения). Нефтяной (природный) газ с содержанием сероводорода 15 30 г/м3, насыщенный водой, под давлением при обычной температуре по газопроводу Г-1 вводится в нижнюю часть реактора 1. Сверху реактора 1 для орошения подается 98-процентный гликоль, предварительно насыщенный сернистым газом в колонне 6. Уходящий из верхней части реактора 1, обессеренный и частично обезвоженный газ поступает в нижнюю часть абсорбера высокого давления 7, где чистым 98-процентным гликолем улавливаются летучий сернистый газ и вода. Так как реакция окисления сероводорода экзотермична (Qр=56,2 ккал/моль), температура в реакторе возрастает сверху вниз. С нижней части реактора 1 гликоль с расплавленной серой поступает в отстойник серы 2 (температура 120 135oC). В отстойнике серы 2 гликоль отделяется от серы и направляется для регенерации в регенератор гликоля 3 после предварительного нагрева в теплообменнике 4. Регенерированный гликоль собирается в сборнике гликоля 5 и насосом Н-1 откачивается по двум трубопроводам: по трубопроводу Т-3 в колонну 6 для насыщения сернистым газом и по трубопроводу Т-4 в адсорбер высокого давления 7 для поглощения остаточного сернистого газа и воды. Расплавленная сера с низа отстойника сепаратора 2 по трубопроводу С-2 поступает в сборник серы 8, где собирается в качестве готовой продукции и направляется потребителю. Около 1/3 полученной элементарной серы сжигается в горелках котла-утилизатора 9 и в виде сернистого газа направляется в колонну 6 для насыщения гликоля. Тепло, выделяемое при сжигании элементарной серы в котле-утилизаторе, используется для нагрева газа, подаваемого по газопроводу Г-4 в нижнюю часть адсорбера 11 для регенерации адсорбента (активированного угля). С верха абсорбера высокого давления 7 очищенный от воды (вода поглощается гликолем) и сероводорода углеводородный газ с содержанием 1,1% об. тяжелых углеводородов по газопроводу Г-2 поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12 и сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 заполнены насадкой - активированным углем, предназначенным для полного улавливания тяжелых углеводородов. Они периодического действия, включаемые попеременно в режим поглощения и систему регенерации адсорбента. Поступающий газ проходит угольную насадку снизу вверх, при этом происходит очистка его от тяжелых углеводородов. Очищенный газ от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов поступает по газопроводу Г-3 в магистральный газопровод. Преимуществом угольной адсорбции является то, что примесь воздуха, неизбежная при сборе газа в промыслах, не мешает угольной адсорбции. Вторым преимуществом угольной адсорбции является возможность применения дробной отгонки (предварительное отделение легких газов от тяжелых углеводородов). Третье преимущество периодически нагреваемый уголь имеет малую удельную теплоемкость, т. е. меньший расход горячего газа (пара), что очень ценно в промысловых условиях, где отсутствует источник энергии (котельные, печи и т. д.). Для регенерации активированного угля в десорбере 11 необходимо поддержать температуру 230 250oC. Температура регенерации поддерживается путем подачи в нижнюю часть адсорбера 11 по газопроводу Г-4 горячего газа (пара), полученного за счет тепла, выделяемого при сгорании элементарной серы в горелках котла-утилизатора 9, которого достаточно для поддержания режима регенерации активированного угля, то есть тепло, необходимое для регенерации активированного угля, не требует дополнительных источников энергии. Смесь тяжелых углеводородов, выделяющихся при регенерации активированного угля, находящегося в десорбере 11, конденсируется в сепараторе 12 и поступает в сборник тяжелых углеводородов 13. После установки комплексной очистки от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов товарный газ имеет следующий состав: Cодержание: сероводород, г/м3 0,02 вода, г/м3 0,8 тяжелые углеводороды, об. следы. Cравнительные данные содержания извлекаемых компонентов из газа до и после очистки приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемая установка по комплексной очистке нефтяного (природного) газа позволяет получать очищенный газ с содержанием сероводорода 0,02 г/м3 согласно ГОСТу 223872 83, воды 0,8 г/м3 и тяжелые углеводороды следы. Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки складывается за счет исключения сепарационного блока пункта приема газа; установки очистки газа от сероводорода; абсорбционного блока осушки газа на газоперерабатывающих заводах, выпадения конденсата в газопроводах и его продувки в атмосферу, способствуя оздоровлению экологии окружающей среды и сохранению значительного количества тяжелых углеводородов. Значительно снижается коррозия трубопроводов, эксплуатирующихся под сероводородосодержащим газом, и компрессорного оборудования на промыслах и ГПЗ. Комплексная очистка газа способствует увеличению объемов утилизации высокосернистых газов угленосного горизонта в условиях промысла и получения добавочного количества газа, подаваемого на переработку.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов, содержащая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор с нижней частью десорбера.

www.freepatent.ru

Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов

Использование: при газопереработке, в частности в устройствах для осушки, очистки углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения из газов тяжелых углеводородов. Сущность: установка для очистки газов содержит реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Она также снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов. При этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор - с нижней частью десорбера. 1 ил., 1 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Предложение относится к области газопереработки, в частности к установкам для очистки нефтяного и природного газов, и может быть использовано для очистки их от сероводорода, тяжелых углеводородов и воды непосредственно в условиях промысла. Известны установки для осушки, очистки от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения тяжелых углеводородов из нефтяных и природных газов. (См. кн. А.П.Клименко. Сниженные углеводородные газы. М. Недра, 1974, с. 194, 210, 230; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 226, 267, 257, переводное издание), включающие реактор, сепаратор, печи, абсорбер, десорбер, адсорбер, теплообменники, конвертора, конденсаторы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Недостатком является то, что для проведения каждого процесса, например очистки от сероводорода, очистки от воды или очистки от тяжелых углеводородов, требуется своя специальная стандартная установка, т.е. например, после очистки газов от сероводорода происходит очистка его от воды и только потом от тяжелых углеводородов, или наоборот. Это требует больших материальных, энергетических и эксплуатационных затрат. Кроме того, эффективность этих процессов не всегда удовлетворяет качеству очистки газов, требуемому по ГОСТу. Известно также, что первоисточником современных процессов получения серы является установка Клауса (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М. Недра, 1980, с. 167; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 284, переводное издание), включающая сепаратор, реакционную печь, конденсаторы, каталитические конверторы, печь дожига. Известная установка позволяет очищать природные, нефтяные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако Однако промышленная эксплуатация данной установки показывает, что эффективность ее работы низкая. По данным (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов". М. Недра, 1980, с. 169) на Мубарекском газоперерабатывающем заводе практическая степень превращения сероводорода в серу в печи составляет не более 60% Для получения более высокой степени конверсии применяется двух- или трехступенчатая конверсия. Отходящие из установок получения серы газы нуждаются в доочистке, в случае же выброса в атмосферу являются экологически опасными, так как наряду с сернистым и углекислым газами содержат такие соединения, как сероокись углерода, сероуглерод, сероводород, окись серы, окись углерода и т.д. Низкая эффективность очистки углеводородного газа в промышленных аппаратах происходит потому, что количество полученной серы зависит от соотношения расходов воздуха и кислого газа, поступающих в реакционную часть печи, обеспечивая тем самым стехиометрическое условие реакции Клауса, т.е. объемное соотношение Н2S: SO2, равное 2:1. Кроме того, процесс Клауса не может быть осуществлен с газом, содержащим углеводороды (при окислении h3S наряду с его окислением будет происходить окисление углеводородов) и поэтому требуется предварительное выделение сероводорода на установках аминовой очистки. Все это приводит к тому, что в целом для получения удовлетворительных результатов требуются высокие материальные и другие затраты. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка Таунсенд процесса (см. кн. А.П.Клименко "Сжиженные углеводородные газы". М. Недра, 1974, с. 218 219), включающая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, сборник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, котел-утилизатор, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Известная установка позволяет осушать, очищать нефтяные и природные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако очищенный на установке Таусенд газ перед потреблением нуждается в доочистке, так как его качество (по содержанию тяжелых углеводородов) не соответствует качеству потребляемого сухого газа. Кроме того, при транспортировании по газопроводам происходит их частичная конденсация, затрудняя при этом их эксплуатацию, способствуя потере ценного углеводородного сырья и нарушению экологии окружающей среды. Доочистка газа требует дополнительных материальных затрат. В предлагаемой установке для комплексной очистки нефтяного и природного газов тепло, необходимое для получения водяного пара или горячего газа регенерации, рекуперуется из установки осушки и очистки газа от сероводорода с получением элементарной серы (Таунсенд процесса), в частности тепло, выделяемое при сгорании элементарной серы в котле-утилизаторе. Это обуславливает высокую термодинамическую обратимость процессов в целом и обеспечивает значительный технико-экономический эффект при подготовке сероводородсодержащего газа в промысловых условиях, не требует строительства специальных источников тепла. Целью предполагаемого изобретения является снижение затрат на очистку нефтяного и природного газов за счет создания комплексной установки для очистки газов от сероводорода, воды и тяжелых углеводородов в промысловых условиях, а также повышение эффективности процесса за счет улучшения качества очистки. Поставленная цель достигается описываемой установкой для комплексной очистки нефтяного и природного газов, включающей реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Новым является то, что установка дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления 7 соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котелутилизатор с нижней частью десорбера. На рисунке представлена технологическая схема установки для комплексной очистки нефтяного и природного газов, общий вид. Установка содержит: реактор 1 для извлечения сероводорода из газа, термокаталитического превращения его в элементарную серу и частично воды; отстойник серы 2 для отделения гликоля от серы, который связан с регенератором гликоля 3 трубопроводом Т-1 через теплообменник 4; сборник гликоля 5 для сбора регенерированного гликоля, колонну 6 для насыщения гликоля сернистым газом, абсорбер высокого давления 7 для улавливания воды и летучего сернистого газа из потока, уходящего с верхней части реактора 1, сборник серы 8 для сбора полученной элементарной серы, котел-утилизатор 9 для сжигания 1/3 полученной элементарной серы в его горелках, откуда образовавшийся сернистый газ направляется в колонну 6, предназначенную для насыщения гликоля сернистым газом. Очищенный от воды и сероводорода газ поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок служит для очистки предварительно очищенного от воды и сероводорода газа от тяжелых углеводородов. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12, сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 периодического действия, работающие попеременно в режимах поглощения углеводородов из газа и их регенерации. Сепаратор 12 служит для отделения тяжелых углеводородов от воды и легколетучих газов и сборник тяжелых углеводородов 13 служит для приема и накопления тяжелых углеводородов. Установка содержит: насосы Н-1, Н-2, Н-3; подводящие трубопроводы Г-1; отводящие трубопроводы Г-3, С-2; промежуточные трубопроводы Г-2, Г-4, Т-1, Т-2, Т-3, Т-4, Т-5, С-1, С-3. Регенератор гликоля 3 традиционно оборудован холодильником 14, сепаратором 15 и испарителем 16. Установка работает следующим образом (совместно с примером конкретного выполнения). Нефтяной (природный) газ с содержанием сероводорода 15 30 г/м3, насыщенный водой, под давлением при обычной температуре по газопроводу Г-1 вводится в нижнюю часть реактора 1. Сверху реактора 1 для орошения подается 98-процентный гликоль, предварительно насыщенный сернистым газом в колонне 6. Уходящий из верхней части реактора 1, обессеренный и частично обезвоженный газ поступает в нижнюю часть абсорбера высокого давления 7, где чистым 98-процентным гликолем улавливаются летучий сернистый газ и вода. Так как реакция окисления сероводорода экзотермична (Qр=56,2 ккал/моль), температура в реакторе возрастает сверху вниз. С нижней части реактора 1 гликоль с расплавленной серой поступает в отстойник серы 2 (температура 120 135oC). В отстойнике серы 2 гликоль отделяется от серы и направляется для регенерации в регенератор гликоля 3 после предварительного нагрева в теплообменнике 4. Регенерированный гликоль собирается в сборнике гликоля 5 и насосом Н-1 откачивается по двум трубопроводам: по трубопроводу Т-3 в колонну 6 для насыщения сернистым газом и по трубопроводу Т-4 в адсорбер высокого давления 7 для поглощения остаточного сернистого газа и воды. Расплавленная сера с низа отстойника сепаратора 2 по трубопроводу С-2 поступает в сборник серы 8, где собирается в качестве готовой продукции и направляется потребителю. Около 1/3 полученной элементарной серы сжигается в горелках котла-утилизатора 9 и в виде сернистого газа направляется в колонну 6 для насыщения гликоля. Тепло, выделяемое при сжигании элементарной серы в котле-утилизаторе, используется для нагрева газа, подаваемого по газопроводу Г-4 в нижнюю часть адсорбера 11 для регенерации адсорбента (активированного угля). С верха абсорбера высокого давления 7 очищенный от воды (вода поглощается гликолем) и сероводорода углеводородный газ с содержанием 1,1% об. тяжелых углеводородов по газопроводу Г-2 поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12 и сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 заполнены насадкой - активированным углем, предназначенным для полного улавливания тяжелых углеводородов. Они периодического действия, включаемые попеременно в режим поглощения и систему регенерации адсорбента. Поступающий газ проходит угольную насадку снизу вверх, при этом происходит очистка его от тяжелых углеводородов. Очищенный газ от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов поступает по газопроводу Г-3 в магистральный газопровод. Преимуществом угольной адсорбции является то, что примесь воздуха, неизбежная при сборе газа в промыслах, не мешает угольной адсорбции. Вторым преимуществом угольной адсорбции является возможность применения дробной отгонки (предварительное отделение легких газов от тяжелых углеводородов). Третье преимущество периодически нагреваемый уголь имеет малую удельную теплоемкость, т. е. меньший расход горячего газа (пара), что очень ценно в промысловых условиях, где отсутствует источник энергии (котельные, печи и т. д.). Для регенерации активированного угля в десорбере 11 необходимо поддержать температуру 230 250oC. Температура регенерации поддерживается путем подачи в нижнюю часть адсорбера 11 по газопроводу Г-4 горячего газа (пара), полученного за счет тепла, выделяемого при сгорании элементарной серы в горелках котла-утилизатора 9, которого достаточно для поддержания режима регенерации активированного угля, то есть тепло, необходимое для регенерации активированного угля, не требует дополнительных источников энергии. Смесь тяжелых углеводородов, выделяющихся при регенерации активированного угля, находящегося в десорбере 11, конденсируется в сепараторе 12 и поступает в сборник тяжелых углеводородов 13. После установки комплексной очистки от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов товарный газ имеет следующий состав: Cодержание: сероводород, г/м3 0,02 вода, г/м3 0,8 тяжелые углеводороды, об. следы. Cравнительные данные содержания извлекаемых компонентов из газа до и после очистки приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемая установка по комплексной очистке нефтяного (природного) газа позволяет получать очищенный газ с содержанием сероводорода 0,02 г/м3 согласно ГОСТу 223872 83, воды 0,8 г/м3 и тяжелые углеводороды следы. Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки складывается за счет исключения сепарационного блока пункта приема газа; установки очистки газа от сероводорода; абсорбционного блока осушки газа на газоперерабатывающих заводах, выпадения конденсата в газопроводах и его продувки в атмосферу, способствуя оздоровлению экологии окружающей среды и сохранению значительного количества тяжелых углеводородов. Значительно снижается коррозия трубопроводов, эксплуатирующихся под сероводородосодержащим газом, и компрессорного оборудования на промыслах и ГПЗ. Комплексная очистка газа способствует увеличению объемов утилизации высокосернистых газов угленосного горизонта в условиях промысла и получения добавочного количества газа, подаваемого на переработку.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов, содержащая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор с нижней частью десорбера.

bankpatentov.ru

Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов

 

Использование: при газопереработке, в частности в устройствах для осушки, очистки углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения из газов тяжелых углеводородов. Сущность: установка для очистки газов содержит реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Она также снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов. При этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор - с нижней частью десорбера. 1 ил., 1 табл.

Предложение относится к области газопереработки, в частности к установкам для очистки нефтяного и природного газов, и может быть использовано для очистки их от сероводорода, тяжелых углеводородов и воды непосредственно в условиях промысла.

Известны установки для осушки, очистки от сероводорода с получением элементарной серы и извлечения тяжелых углеводородов из нефтяных и природных газов. (См. кн. А.П.Клименко. Сниженные углеводородные газы. М. Недра, 1974, с. 194, 210, 230; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 226, 267, 257, переводное издание), включающие реактор, сепаратор, печи, абсорбер, десорбер, адсорбер, теплообменники, конвертора, конденсаторы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Недостатком является то, что для проведения каждого процесса, например очистки от сероводорода, очистки от воды или очистки от тяжелых углеводородов, требуется своя специальная стандартная установка, т.е. например, после очистки газов от сероводорода происходит очистка его от воды и только потом от тяжелых углеводородов, или наоборот. Это требует больших материальных, энергетических и эксплуатационных затрат. Кроме того, эффективность этих процессов не всегда удовлетворяет качеству очистки газов, требуемому по ГОСТу. Известно также, что первоисточником современных процессов получения серы является установка Клауса (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М. Недра, 1980, с. 167; Д.М.Кемпбел. Очистка и переработка природных газов. М. Недра, 1977, с. 284, переводное издание), включающая сепаратор, реакционную печь, конденсаторы, каталитические конверторы, печь дожига. Известная установка позволяет очищать природные, нефтяные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако Однако промышленная эксплуатация данной установки показывает, что эффективность ее работы низкая. По данным (см. кн. Т.М.Бекирова "Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов". М. Недра, 1980, с. 169) на Мубарекском газоперерабатывающем заводе практическая степень превращения сероводорода в серу в печи составляет не более 60% Для получения более высокой степени конверсии применяется двух- или трехступенчатая конверсия. Отходящие из установок получения серы газы нуждаются в доочистке, в случае же выброса в атмосферу являются экологически опасными, так как наряду с сернистым и углекислым газами содержат такие соединения, как сероокись углерода, сероуглерод, сероводород, окись серы, окись углерода и т.д. Низкая эффективность очистки углеводородного газа в промышленных аппаратах происходит потому, что количество полученной серы зависит от соотношения расходов воздуха и кислого газа, поступающих в реакционную часть печи, обеспечивая тем самым стехиометрическое условие реакции Клауса, т.е. объемное соотношение Н2S: SO2, равное 2:1. Кроме того, процесс Клауса не может быть осуществлен с газом, содержащим углеводороды (при окислении h3S наряду с его окислением будет происходить окисление углеводородов) и поэтому требуется предварительное выделение сероводорода на установках аминовой очистки. Все это приводит к тому, что в целом для получения удовлетворительных результатов требуются высокие материальные и другие затраты. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка Таунсенд процесса (см. кн. А.П.Клименко "Сжиженные углеводородные газы". М. Недра, 1974, с. 218 219), включающая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, сборник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, котел-утилизатор, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Известная установка позволяет осушать, очищать нефтяные и природные газы от сероводорода с получением элементарной серы. Однако очищенный на установке Таусенд газ перед потреблением нуждается в доочистке, так как его качество (по содержанию тяжелых углеводородов) не соответствует качеству потребляемого сухого газа. Кроме того, при транспортировании по газопроводам происходит их частичная конденсация, затрудняя при этом их эксплуатацию, способствуя потере ценного углеводородного сырья и нарушению экологии окружающей среды. Доочистка газа требует дополнительных материальных затрат. В предлагаемой установке для комплексной очистки нефтяного и природного газов тепло, необходимое для получения водяного пара или горячего газа регенерации, рекуперуется из установки осушки и очистки газа от сероводорода с получением элементарной серы (Таунсенд процесса), в частности тепло, выделяемое при сгорании элементарной серы в котле-утилизаторе. Это обуславливает высокую термодинамическую обратимость процессов в целом и обеспечивает значительный технико-экономический эффект при подготовке сероводородсодержащего газа в промысловых условиях, не требует строительства специальных источников тепла. Целью предполагаемого изобретения является снижение затрат на очистку нефтяного и природного газов за счет создания комплексной установки для очистки газов от сероводорода, воды и тяжелых углеводородов в промысловых условиях, а также повышение эффективности процесса за счет улучшения качества очистки. Поставленная цель достигается описываемой установкой для комплексной очистки нефтяного и природного газов, включающей реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы. Новым является то, что установка дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления 7 соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котелутилизатор с нижней частью десорбера. На рисунке представлена технологическая схема установки для комплексной очистки нефтяного и природного газов, общий вид. Установка содержит: реактор 1 для извлечения сероводорода из газа, термокаталитического превращения его в элементарную серу и частично воды; отстойник серы 2 для отделения гликоля от серы, который связан с регенератором гликоля 3 трубопроводом Т-1 через теплообменник 4; сборник гликоля 5 для сбора регенерированного гликоля, колонну 6 для насыщения гликоля сернистым газом, абсорбер высокого давления 7 для улавливания воды и летучего сернистого газа из потока, уходящего с верхней части реактора 1, сборник серы 8 для сбора полученной элементарной серы, котел-утилизатор 9 для сжигания 1/3 полученной элементарной серы в его горелках, откуда образовавшийся сернистый газ направляется в колонну 6, предназначенную для насыщения гликоля сернистым газом. Очищенный от воды и сероводорода газ поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок служит для очистки предварительно очищенного от воды и сероводорода газа от тяжелых углеводородов. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12, сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 периодического действия, работающие попеременно в режимах поглощения углеводородов из газа и их регенерации. Сепаратор 12 служит для отделения тяжелых углеводородов от воды и легколетучих газов и сборник тяжелых углеводородов 13 служит для приема и накопления тяжелых углеводородов. Установка содержит: насосы Н-1, Н-2, Н-3; подводящие трубопроводы Г-1; отводящие трубопроводы Г-3, С-2; промежуточные трубопроводы Г-2, Г-4, Т-1, Т-2, Т-3, Т-4, Т-5, С-1, С-3. Регенератор гликоля 3 традиционно оборудован холодильником 14, сепаратором 15 и испарителем 16. Установка работает следующим образом (совместно с примером конкретного выполнения). Нефтяной (природный) газ с содержанием сероводорода 15 30 г/м3, насыщенный водой, под давлением при обычной температуре по газопроводу Г-1 вводится в нижнюю часть реактора 1. Сверху реактора 1 для орошения подается 98-процентный гликоль, предварительно насыщенный сернистым газом в колонне 6. Уходящий из верхней части реактора 1, обессеренный и частично обезвоженный газ поступает в нижнюю часть абсорбера высокого давления 7, где чистым 98-процентным гликолем улавливаются летучий сернистый газ и вода. Так как реакция окисления сероводорода экзотермична (Qр=56,2 ккал/моль), температура в реакторе возрастает сверху вниз. С нижней части реактора 1 гликоль с расплавленной серой поступает в отстойник серы 2 (температура 120 135oC). В отстойнике серы 2 гликоль отделяется от серы и направляется для регенерации в регенератор гликоля 3 после предварительного нагрева в теплообменнике 4. Регенерированный гликоль собирается в сборнике гликоля 5 и насосом Н-1 откачивается по двум трубопроводам: по трубопроводу Т-3 в колонну 6 для насыщения сернистым газом и по трубопроводу Т-4 в адсорбер высокого давления 7 для поглощения остаточного сернистого газа и воды. Расплавленная сера с низа отстойника сепаратора 2 по трубопроводу С-2 поступает в сборник серы 8, где собирается в качестве готовой продукции и направляется потребителю. Около 1/3 полученной элементарной серы сжигается в горелках котла-утилизатора 9 и в виде сернистого газа направляется в колонну 6 для насыщения гликоля. Тепло, выделяемое при сжигании элементарной серы в котле-утилизаторе, используется для нагрева газа, подаваемого по газопроводу Г-4 в нижнюю часть адсорбера 11 для регенерации адсорбента (активированного угля). С верха абсорбера высокого давления 7 очищенный от воды (вода поглощается гликолем) и сероводорода углеводородный газ с содержанием 1,1% об. тяжелых углеводородов по газопроводу Г-2 поступает в адсорбционный блок. Адсорбционный блок состоит из адсорбера 10, десорбера 11, сепаратора 12 и сборника тяжелых углеводородов 13. Адсорбер 10 и десорбер 11 заполнены насадкой - активированным углем, предназначенным для полного улавливания тяжелых углеводородов. Они периодического действия, включаемые попеременно в режим поглощения и систему регенерации адсорбента. Поступающий газ проходит угольную насадку снизу вверх, при этом происходит очистка его от тяжелых углеводородов. Очищенный газ от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов поступает по газопроводу Г-3 в магистральный газопровод. Преимуществом угольной адсорбции является то, что примесь воздуха, неизбежная при сборе газа в промыслах, не мешает угольной адсорбции. Вторым преимуществом угольной адсорбции является возможность применения дробной отгонки (предварительное отделение легких газов от тяжелых углеводородов). Третье преимущество периодически нагреваемый уголь имеет малую удельную теплоемкость, т. е. меньший расход горячего газа (пара), что очень ценно в промысловых условиях, где отсутствует источник энергии (котельные, печи и т. д.). Для регенерации активированного угля в десорбере 11 необходимо поддержать температуру 230 250oC. Температура регенерации поддерживается путем подачи в нижнюю часть адсорбера 11 по газопроводу Г-4 горячего газа (пара), полученного за счет тепла, выделяемого при сгорании элементарной серы в горелках котла-утилизатора 9, которого достаточно для поддержания режима регенерации активированного угля, то есть тепло, необходимое для регенерации активированного угля, не требует дополнительных источников энергии. Смесь тяжелых углеводородов, выделяющихся при регенерации активированного угля, находящегося в десорбере 11, конденсируется в сепараторе 12 и поступает в сборник тяжелых углеводородов 13. После установки комплексной очистки от воды, сероводорода и тяжелых углеводородов товарный газ имеет следующий состав: Cодержание: сероводород, г/м3 0,02 вода, г/м3 0,8 тяжелые углеводороды, об. следы. Cравнительные данные содержания извлекаемых компонентов из газа до и после очистки приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемая установка по комплексной очистке нефтяного (природного) газа позволяет получать очищенный газ с содержанием сероводорода 0,02 г/м3 согласно ГОСТу 223872 83, воды 0,8 г/м3 и тяжелые углеводороды следы. Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки складывается за счет исключения сепарационного блока пункта приема газа; установки очистки газа от сероводорода; абсорбционного блока осушки газа на газоперерабатывающих заводах, выпадения конденсата в газопроводах и его продувки в атмосферу, способствуя оздоровлению экологии окружающей среды и сохранению значительного количества тяжелых углеводородов. Значительно снижается коррозия трубопроводов, эксплуатирующихся под сероводородосодержащим газом, и компрессорного оборудования на промыслах и ГПЗ. Комплексная очистка газа способствует увеличению объемов утилизации высокосернистых газов угленосного горизонта в условиях промысла и получения добавочного количества газа, подаваемого на переработку.

Формула изобретения

Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов, содержащая реактор, абсорбер высокого давления, отстойник серы, регенератор гликоля, сборник гликоля, колонну для насыщения гликоля сернистым газом, сборник серы, котел-утилизатор, насосы, подводящие и отводящие трубопроводы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена адсорбером, сепаратором, десорбером и сборником тяжелых углеводородов, при этом верхняя часть абсорбера высокого давления соединена трубопроводом с нижней частью адсорбера, а котел-утилизатор с нижней частью десорбера.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин. Установка включает эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления. Дополнительно установка содержит шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. Установка может содержать дополнительно блок очистки попутно добываемой воды и эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов для одновременного обслуживания указанных кустов. Технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин.

Известно техническое решение для совместного транспорта нефти и газа [1], предполагающее сепарацию продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти, в котором с целью снижения затрат на обустройство нефтяных месторождений и снижения коррозии трубопроводов воду от нефти отделяют непосредственно на месторождении. Обезвоженную нефть смешивают с отсепарированным газом и направляют по одному трубопроводу на центральный пункт промысловых сооружений. Отделившуюся воду направляют на установку для подготовки и закачки ее в пласт или использования на технологические нужды.

Недостатком является то, что возникает необходимость строительства дополнительных установок по подготовке воды, а в случае их наличия в отдаленности - еще и необходимость строительства дополнительных низконапорных водоводов, при транспорте по которым пластовая вода будет являться агрессивным коррозионным агентом.

Известна установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды [2, 3] непосредственно на кусте нефтяных скважин, состоящая из эксплуатационных скважин, сепаратора с устройством для вывода газа и воды, отстойника с нефтяным отсеком и системой поддержания пластового давления, нефтесборного и газосборного коллекторов, трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой.

Недостатком данной установки является использование для стабильной работы системы ППД дополнительной воды из водозаборной скважины, которая при смешении с попутно добываемой водой может приводить к выпадению солей, что негативно сказывается на нефтеотдаче пласта.

Наиболее близким является техническое решение для транспортирования продукции эксплуатационных нефтяных скважин [4] на кусте, предполагающее обработку поступающей из эксплуатационных скважин газоводонефтяной эмульсии деэмульгатором, затем смешение ее с термальной газонасыщенной водой из водозаборной скважины для интенсификации разрушения эмульсии и подачу последней в трехфазный сепаратор. Обводненность нефти после предварительного сброса пластовой воды и дегазации не превышает 2%; качество отделяемой при сбросе воды позволяет закачивать ее в систему поддержания пластового давления (в нагнетательные скважины) без дополнительной подготовки, а количество - не привлекать для поддержания пластового давления пресную воду из наземных источников.

Недостаток данного технического решения в том, что дополнительно требуются водозаборные скважины и подогреватели для обеспечения термальной водой каждого куста скважин. Смешение вод из различных источников практически всегда приводит к выпадению осадков солей из-за их несовместимости. Для предотвращения солеотложения требуется применение дополнительных мероприятий.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

Поставленная задача решается тем, что комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов, для одновременного обслуживания указанных кустов.

Высоконапорные водоводы системы ППД подают попутно добываемую воду в систему ППД.

Шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем служит для доочистки - подготовки закачиваемой в систему ППД воды.

Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду, без применения дополнительных водозаборных скважин.

Предпочтительно, предлагаемая комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды состоит из эксплуатационных скважин, сообщенных трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, блока очистки и доочистки воды, высоконапорных водоводов системы ППД и нефтесборного коллектора.

Блок сепарации и обезвоживания нефти представляет собой, например, узел фазового разделения эмульсии (УФРЭ), выполняющий также роль успокоителя потока.

Блок очистки попутно добываемой воды для использования ее в системе ППД представляет собой, например, отстойник с гидрофобным слоем.

Блок доочистки воды представляет собой шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем для подготовки воды, сбрасываемой в систему ППД. Шурф-колодец представляет собой скважину глубиной 40-150 м с закрытым дном, состоящую из обсадной колонны и колонны НКТ, к которой прикреплен погружной насос марки ЭЦН.

Пластовая вода из отстойника с гидрофобным слоем, с остаточным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, подается в межтрубное пространство скважины-шурфа, где под действием гравитации происходит осаждение механических примесей. Оставшиеся нефтепродукты после первичной очистки всплывают на поверхность воды, образуя со временем гидрофобный слой, который позволяет дополнительно очищать воду от нефтепродуктов до содержания 5-10 мг/л.

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды может работать как на одном отдельно взятом кусте скважин, так и обслуживать близлежащие кусты скважин.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная эмульсия с эксплуатационных скважин куста поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов.

После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов.

В систему поддержания пластового давления из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Одним из условий наиболее эффективной работы установки является подготовка газоводонефтяной эмульсии к разделению, т.е. на блок сепарации и обезвоживания должна поступать эмульсия со степенью разрушенности не менее 95%. Для этого можно использовать химические и/или тепловые методы, например, обеспечить подачу реагента-деэмульгатора перед блоком сепарации и обезвоживания и/или установить теплонагреватель.

В случае использования предлагаемой комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды с нескольких кустов скважин ее работа осуществляется следующим образом. На кусте с наибольшей производительностью скважин монтируется комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Газоводонефтяная эмульсия со скважин этого куста и близлежащих кустов поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему ППД каждого куста из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Таким образом, предлагаемой комплексной установкой, не имеющей в своем составе водозаборных скважин, обеспечивается новый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Относительно и аналогов, и прототипа новым признаком способа эксплуатации является признак, касающийся использования в системе ППД только попутно добываемой воды, исключая, соответственно, смешение разных вод (попутно добываемой воды и воды из водозаборной скважины) с образованием осадков.

Обеспечиваемый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающий сбор продукции эксплуатационных скважин, ее транспортировку по трубопроводу на блок сепарации и обезвоживания нефти, подачу нефти в нефтесборный коллектор, отличается тем, что дополнительно осуществляют доочистку воды в шурфе-колодце и в систему ППД подают воду только из шурфа-колодца; перед доочисткой воды возможна ее очистка, например, в отстойнике с гидрофобным слоем.

Так как закачиваемой воды для поддержания пластового давления на кусте требуется в большем объеме, чем поступает попутно добываемой воды, то может возникнуть необходимость использования дополнительной воды, например, из водозаборной скважины. Поэтому закачку подготовленной воды в систему поддержания пластового давления ведут следующим образом. Подают из шурфа-колодца необходимый объем воды в нагнетательные скважины одного, второго и последующих кустов, а на кусте, на который не остается необходимого количества подготовленной в шурфе-колодце попутно добываемой воды, для поддержания пластового давления используют воду из водозаборной скважины (пресную или сеноманскую).

Таким образом, комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды позволяет организовать ранний путевой сброс в районе кустовых площадок и утилизировать отделившуюся попутно добываемую пластовую воду в систему ППД без осадкообразования. Кроме того, применение предлагаемой установки обеспечит снижение металлоемкости системы нефтесбора и поддержания пластового давления, снижение энергетических затрат за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт. свид. СССР №623049, F17D 1/00, опубл. 05.09.1978.

2. Авт. свид. СССР №1494924, B01D 17/00, 19/00, опубл. 23.07.1989.

3. Авт. свид. СССР№1604393, B01D 17/00, опубл. 07.11.90.

4. Пат. РФ 2076994, F17D 1/14, опубл. 10.04.1997.

bankpatentov.ru

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды

1. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличающаяся тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

2. Комплексная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

3. Комплексная кустовая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов.

КОМПЛЕКСНАЯ КУСТОВАЯ УСТАНОВКА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ, ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОЙ ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин. Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и соответственно предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти,очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды. Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов для одновременного обслуживания указанных кустов. Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду без применения дополнительных водозаборных скважин. Латыпов Альберт Рифович (RU),Миндеев Андрей Николаевич (KZ),Голубев Виктор Федорович, Голубев Михаил Викторович, Шайдуллин Фидус Динисламович, Каштанова Людмила Евгеньевна, Юков Александр Юрьевич, Бедрин Валерий Геннадьевич (RU) Сафина М.Б. (RU) 016740 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин. Известно техническое решение для совместного транспорта нефти и газа [1], предполагающее сепарацию продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти, в котором с целью снижения затрат на обустройство нефтяных месторождений и снижения коррозии трубопроводов воду от нефти отделяют непосредственно на месторождении. Обезвоженную нефть смешивают с отсепарированным газом и направляют по одному трубопроводу на центральный пункт промысловых сооружений. Отделившуюся воду направляют на установку для подготовки и закачки ее в пласт или использования на технологические нужды. Недостатком является то, что возникает необходимость строительства дополнительных установок по подготовке воды, а в случае их наличия в отдаленности - еще и необходимость строительства дополнительных низконапорных водоводов, при транспорте по которым пластовая вода будет являться агрессивным коррозионным агентом. Известна установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды [2, 3] непосредственно на кусте нефтяных скважин, состоящая из эксплуатационных скважин, сепаратора с устройством для вывода газа и воды, отстойника с нефтяным отсеком и системой поддержания пластового давления, нефтесборного и газосборного коллекторов, трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой. Недостатком данной установки является использование для стабильной работы системы ППД дополнительной воды из водозаборной скважины, которая при смешении с попутно добываемой водой может приводить к выпадению солей, что негативно сказывается на нефтеотдаче пласта. Наиболее близким является техническое решение для транспортирования продукции эксплуатационных нефтяных скважин [4] на кусте, предполагающее обработку поступающей из эксплуатационных скважин газоводонефтяной эмульсии деэмульгатором, затем - смешение ее с термальной газонасыщенной водой из водозаборной скважины для интенсификации разрушения эмульсии и подачу последней в трехфазный сепаратор. Обводненность нефти после предварительного сброса пластовой воды и дегазации не превышает 2%; качество отделяемой при сбросе воды позволяет закачивать ее в систему поддержания пластового давления (в нагнетательные скважины) без дополнительной подготовки, а количество не привлекать для поддержания пластового давления пресную воду из наземных источников. Недостаток данного технического решения в том, что дополнительно требуются водозаборные скважины и подогреватели для обеспечения термальной водой каждого куста скважин. Смешение вод из различных источников практически всегда приводит к выпадению осадков солей из-за их несовместимости. Для предотвращения солеотложения требуется применение дополнительных мероприятий. Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов,что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД. Поставленная задача решается тем, что комплексная кустовая установка обезвоживания нефти,очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины,сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды. Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов для одновременного обслуживания указанных кустов. Высоконапорные водоводы системы ППД подают попутно добываемую воду в систему ППД. Шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем служит для доочистки - подготовки закачиваемой в систему ППД воды. Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду без применения дополнительных водозаборных скважин. Предпочтительно предлагаемая комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды состоит из эксплуатационных скважин, сообщенных трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, блока очистки и доочистки воды, высоконапорных водоводов системы ППД и нефтесборного коллектора. Блок сепарации и обезвоживания нефти представляет собой, например, узел фазового разделения эмульсии (УФРЭ), выполняющий также роль успокоителя потока. Блок очистки попутно добываемой воды для использования ее в системе ППД представляет собой,например, отстойник с гидрофобным слоем. Блок доочистки воды представляет собой шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем для подготовки воды, сбрасываемой в систему ППД. Шурф-колодец представляет собой-1 016740 скважину глубиной 40-150 м с закрытым дном, состоящую из обсадной колонны и колонны НКТ, к которой прикреплен погружной насос марки ЭЦН. Пластовая вода из отстойника с гидрофобным слоем, с остаточным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, подается в межтрубное пространство скважины-шурфа, где под действием гравитации происходит осаждение механических примесей. Оставшиеся нефтепродукты после первичной очистки всплывают на поверхность воды, образуя со временем гидрофобный слой, который позволяет дополнительно очищать воду от нефтепродуктов до содержания 5-10 мг/л. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды может работать как на одном отдельно взятом кусте скважин, так и обслуживать близлежащие кусты скважин. Установка работает следующим образом. Газоводонефтяная эмульсия с эксплуатационных скважин куста поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или УПН). Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется в блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему поддержания пластового давления из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например, марки ЭЦН М 5 А 500-1000. Одним из условий наиболее эффективной работы установки является подготовка газоводонефтяной эмульсии к разделению, т.е. на блок сепарации и обезвоживания должна поступать эмульсия со степенью разрушенности не менее 95%. Для этого можно использовать химические и/или тепловые методы, например обеспечить подачу реагента-деэмульгатора перед блоком сепарации и обезвоживания и/или установить теплонагреватель. В случае использования предлагаемой комплексной кустовой установки обезвоживания нефти,очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды с нескольких кустов скважин ее работа осуществляется следующим образом. На кусте с наибольшей производительностью скважин монтируется комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Газоводонефтяная эмульсия со скважин этого куста и близлежащих кустов поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или УПН). Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется в блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется в блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфеколодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему ППД каждого куста из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например, марки ЭЦН М 5 А-500-1000. Таким образом, предлагаемой комплексной установкой, не имеющей в своем составе водозаборных скважин, обеспечивается новый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Относительно и аналогов, и прототипа новым признаком способа эксплуатации является признак, касающийся использования в системе ППД только попутно добываемой воды, исключая, соответственно, смешение разных вод (попутно добываемой воды и воды из водозаборной скважины) с образованием осадков. Обеспечиваемый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти,очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающий сбор продукции эксплуатационных скважин, ее транспортировку по трубопроводу на блок сепарации и обезвоживания нефти, подачу нефти в нефтесборный коллектор, отличается тем, что дополнительно осуществляют доочистку воды в шурфе-колодце и в систему ППД подают воду только из шурфа-колодца; перед доочисткой воды возможна ее очистка, например, в отстойнике с гидрофобным слоем. Так как закачиваемой воды для поддержания пластового давления на кусте требуется в большем объеме, чем поступает попутно добываемой воды, то может возникнуть необходимость использования дополнительной воды, например, из водозаборной скважины. Поэтому закачку подготовленной воды в систему поддержания пластового давления ведут следующим образом. Подают из шурфа-колодца необходимый объем воды в нагнетательные скважины одного, второго и последующих кустов, а на кусте, на котором не остается необходимого количества подготовленной в шурфе-колодце попутно добываемой воды, для поддержания пластового давления используют воду из водозаборной скважины (пресную или-2 016740 сеноманскую). Таким образом, комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды позволяет организовать ранний путевой сброс в районе кустовых площадок и утилизировать отделившуюся попутно добываемую пластовую воду в систему ППД без осадкообразования. Кроме того, применение предлагаемой установки обеспечит снижение металлоемкости системы нефтесбора и поддержания пластового давления, снижение энергетических затрат за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД. Источники информации. 1. А.с. СССР 623049, F17D 1/00, опубл. 05.09.1978. 2. А.с. СССР 1494924, В 01D 17/00, 19/00, опубл. 23.07.1989. 3. А.с. СССР 1604393, В 01D 17/00, опубл. 07.11.1990. 4. Патент РФ 2076994, F17D 1/14, опубл. 10.04.1997. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличающаяся тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды. 2. Комплексная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды. 3. Комплексная кустовая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов.

<a href="http://easpatents.com/4-16740-kompleksnaya-kustovaya-ustanovka-obezvozhivaniya-nefti-ochistki-i-utilizacii-poputno-dobyvaemojj-plastovojj-vody.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды</a>

easpatents.com