Технология нефтедобычи

Сбор добытой нефти - это процесс транспортировки нефти, воды и газа по трубопроводам от скважин к центральному пункту сбора, который отправляет нефть на нефтеперерабатывающий завод, газ - в основном на установку подготовки газа, а пластовую воду, добываемую вместе с нефтью, - в нагнетательные скважины.
В современных системах сбора находящейся под давлением и находящейся под давлением продукции скважин, т.е. не контактирующей с кислородом воздуха, движение газожидкостной смеси осуществляется под действием давления, создаваемого насосами.
При разработке систем сбора продукции на месторождениях Западной Сибири были учтены следующие характеристики:
1) высокие темпы добычи нефти и обводненность;
2) заболачивание территории;
3) кластерный метод бурения скважин;
4) относительно низкое давление на устье скважин.
Основные требования к системам сбора, транспортировки и очистки нефти, газа и воды на месторождениях включают:
1) автоматическое измерение количества нефти, газа и воды по каждой добывающей скважине;
2) обеспечение плотного приема скважинной продукции по всей дороге,
3) доведение нефти, газа и воды на технологических установках до стандартов товарной продукции,
4) автоматический расчет по товарным товарам и передача их организации грузового транспорта.
5) полное использование природного газа,
6) надежность и маневренность технологических установок, возможность их полной автоматизации,
7) изготовление оборудования технологических блоков и магистральных систем забора нефти, газа и воды промышленным способом в модульном и мобильном исполнении с полной автоматизацией технологических процессов.
Добыча добывающих скважин поступает в коллективную измерительную установку типа «Спутник», где периодически автоматически измеряется дебит каждой скважины. После ГЗУ добыча скважин через общий пласт направляется в комплексный пункт сбора. В интегрированном пункте сбора имеется дозированная подача химических реагентов, которые способствуют разрушению нефтяных эмульсий и уменьшают коррозионную активность пластовой воды. Ингибированный продукт поступает на первую ступень разделения - дожимную насосную станцию (ДНС), где большая часть газа отделяется от жидкости. Частично разгазированная нефть направляется на установку подготовки и перекачки нефти (УППН) [1].
Основными функциями УППН являются: опреснение, обезвоживание и стабилизация нефти. Газ отделенный от нефти на ДНС и на УППН направляется на газоперерабатывающий завод (ГПЗ). Вода, отделенная в процессе обезвоживания, поступает на водоочистные сооружения (УПД), а затем через кустовые насосные станции подается в нагнетательные скважины системы поддержания давления. Товарная нефть с УППН направляется в центральный пункт сбора через блок измерения количества и качества нефти.
Процесс получения товарной продукции называется промысловой переработкой нефти. Он включает в себя технологические процессы разделения, стабилизации, осушения и обессоливания нефти, очистки сточных вод от эмульгированной нефти и механических примесей, а также осушение и очистку нефтяного газа. Промысловая подготовка нефти вызвана необходимостью снижения транспортных расходов, предотвращения образования стабильных эмульсий, предотвращения образования гидратов в газопроводах, сохранения приемистости водонагнетательных скважин и уменьшения коррозионного разрушения промыслового, магистрального, заводского оборудования и трубопроводов. при транспортировке нефти, газа и воды.
Процесс отделения нефти от газа на насосной станции и на станции подготовки нефти осуществляется в специальных устройствах - сепараторах. По принципу действия сепараторы классифицируются: гравитационные, инерционные, центробежные, по форме емкости - цилиндрические, сферические, по расположению в пространстве - вертикальные, горизонтальные, наклонные, по количеству отдельных фаз - двухфазные, трехфазные [5].
Процесс обезвоживания нефти происходит в гравитационных отстойниках и резервуарах. Чтобы ускорить процесс отделения нефти от воды, скважинные продукты иногда нагревают в специальных печах.
Отделение легких газообразных углеводородов от нефти стабилизирует нефть и снижает ее летучесть. Повышенное содержание воды, солей хлора и механических примесей в товарной нефти способствует более интенсивному коррозионному износу трубопроводов, оборудования насосных станций и устройств нефтепереработки, снижает пропускную способность трубопроводов [13].
Качество и количество приготовленной нефти автоматически определяется на уровне коммерческого дозатора.
Итак, зависимости от содержания воды, хлоридных солей и механических примесей в товарных нефтях они делятся на три группы.
Водоподготовка проводится на водоочистных сооружениях. Процесс водоподготовки заключается в разделении нефти на капли воды в вертикальных стальных резервуарах РВС-2000, РВС-5000. Разделение фаз происходит из-за разницы в плотности между нефтью и водой.
Газ обычно готовится специально на месторождениях перед поставкой потребителям, то есть доводя его качество до требований. Газ осушается от водяного пара, легких фракций углеводородов, очищается от механических и агрессивных примесей. 
1.2.Система первичной обработки и основы подготовки нефти
Сырая нефть, добываемая из скважин, содержит попутные газы (50-100 м3 / т), пластовую воду (200-300 кг / т) и растворенные в воде минеральные соли (10-15 кг / т), которые препятствуют ее транспортировке, хранению и дальнейшая обработка. Поэтому подготовка нефти к переработке обязательно включает в себя следующие операции:
удаление попутных газов (растворенных в нефти) или стабилизация нефти;
деминерализация нефти;
обезвоживание (обезвоживание) нефти.
На крупных нефтяных месторождениях эти операции объединены в единую систему, которая включает сбор, транспортировку и переработку нефти, газа и воды [2].
Сырая нефть из скважин под собственным давлением направляется в групповые измерительные блоки (ГЗУ), в которых нефтяной газ отделяется от жидкости и измеряются количества этих продуктов. Затем газ снова смешивается с нефтью и водой, и полученная смесь через коллектор (длиной до 1 км) подается на вспомогательную насосную станцию, где газ отделяется от нефти. Газ подается на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), а частично дегазированная нефть направляется на установку подготовки нефти (УПН). На УПН проводятся операции по окончательной дегазации, обессоливанию и обезвоживанию нефти. Затем газ направляется на газоперерабатывающий завод, а вода - на установку очистки. Очищенная вода закачивается в нефтяной пласт через нагнетательные скважины. Опресненная и обезвоженная нефть УПН поступает в герметичные резервуары, из которых насосами перекачивается в установку «Рубин» для определения качества и количества нефти. При удовлетворительном результате нефть подается в товарные резервуары и из них в магистральный нефтепровод, транспортирующий нефть на нефтеперерабатывающие заводы. При неудовлетворительном качестве подготовки нефти она возвращается из установки «Рубин» в УПН [6].
В настоящее время разрабатываются способы магистрального транспорта газонасыщенных нефтей, то есть доставки нефти и газа потребителю по одному трубопроводу. Это позволяет снизить потребление энергии, необходимой для перекачивания продукта, за счет снижения его вязкости и более полного использования попутных нефтяных газов.
Сырая нефть содержит значительное количество растворенных в ней легких углеводородов С1-С4. Во время транспортировки и хранения нефть может выделяться, и в результате его состав может измениться. Чтобы избежать потерь газа, а вместе с ним и легких бензиновых фракций, а также для предотвращения загрязнения воздуха, эти продукты должны быть извлечены из сырой нефти перед переработкой. Этот процесс отделения легких углеводородов от сырой нефти в качестве попутного газа называется стабилизацией сырой нефти. В зависимости от условий нефть стабилизируется методом сепарации непосредственно в производственной зоне на питателях, вспомогательных станциях и станциях УПН или на газоперерабатывающих заводах [3].
В первом случае попутный газ отделяют от нефти многоступенчатой сепарацией в сепараторах-газовых сепараторах (ловушках), в которых последовательно снижают давление и расход нефти. В результате газы десорбируются, вместе с ними удаляются летучие жидкие углеводороды, которые затем конденсируются, образуя «газовый конденсат». При сепарационном методе стабилизации в нефти остается до 2% углеводородов С1 - С4.
Обессоливание и обезвоживание нефти. Удаление солей и воды из нефти происходит на промысловых установках подготовки нефти и непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ).
В обоих случаях процессы опреснения и обезвоживания нефти связаны с необходимостью разрушения эмульсий, которые вода образует с нефтью. При этом на месторождениях и на производстве разрушаются эмульсии природного происхождения, образующиеся в процессе добычи нефти - искусственные эмульсии, получаемые путем многократной промывки нефти водой для удаления солей. После обработки содержание воды и хлоридов металлов в нефти снижается на первой стадии до 0,5-1,0% и 100-1100 мг / л соответственно, а на второй стадии до 0,05-0,1% и 3-5. мг / л.
Для разрушения нефтяных эмульсий используются механические (напыление), термические (нагрев), химические и электрические методы. В методе химической дегидратации нагретая нефтяная эмульсия обрабатывается деэмульгаторами. В качестве последних используются различные неионные поверхностно-активные вещества типа защитных коллоидов: этоксилированные жирные кислоты, метил- и карбоксиметилцеллюлоза, лигносульфоновые кислоты и др. Электрическое поле.
Электротермохимические установки для удаления солей и воды, то есть электрические опреснительные установки (ЭЛОУ), используются как на месторождениях, так и на нефтеперерабатывающих заводах. В этом методе разрушение нефтной эмульсии происходит в устройствах - электродегидраторах под действием переменного тока напряжением 30-45 кВ, вызывающего движение и адгезию капель воды, содержащих соли, и их отделение от нефти [15].