модульные задание. модульное задание 3 Проектирование. Нефтяная эмульсия
 Скачать 59.76 Kb.
|
 SATBAYEVUNIVERSITY Кафедра «Нефтяная инженерия» Предмет «Проектирование и эксплуатация нефтегазовых сооружений » Модульное задание №3 Тема: Нефтяная эмульсия Дата: Выполнил: Алматы, 2021 СОДЕРЖАНИЕ Введение Методы разрушения эмульсийВнутритрубная деэмульсацияГравитационный отстой и центрифугирование1.3 ФильтрацияТребование, предъявляемые к качеству подготовки нефти Типы и характеристика применяемых деэмульгаторов Заключение Список литературы Введение Нефтяные эмульсии - это механическая смесь нефти и пластовой воды, не растворимых друг в друге и находящихся в мелкодисперсном состоянии. В нефтяных эмульсиях принято различать две фазы - внутреннюю и внешнюю. Внутренняя называется дисперсной фазой и она разобщена, а внешняя называется дисперсионной средой, представляющей собой сплошную неразрывную фазу. Нефтяные эмульсии делятся на два больших класса: эмульсии первого рода или прямые, когда капельки нефти, являющиеся дисперсной фазой, равномерно размещены в воде, -дисперсионной среде. Такие эмульсии называются "нефть в воде" и условно обозначаются Н/В; эмульсии второго рода или обратные, когда капельки воды -дисперсная фаза, равномерно или неравномерно размещены в нефти, являющейся дисперсной средой. Такие эмульсии называются "вода в нефти" и условно обозначаются В/Н. Тип эмульсии легко устанавливается определением свойств ее дисперсной среды. В эмульсиях Н/В внешней фазой является вода, и поэтому они смешиваются с водой в любых соотношениях и обладают высокой электропроводностью, в то время как эмульсии В/Н смешиваются только с углеродной жидкостью и не обладают заметной электропроводностью. Условленно, что тип образующейся эмульсии в основном зависит от соотношения объемов нефти и воды; дисперсионной средой (внешней) обычно стремится стать та жидкость, объем которой больше. Факторы, влияющие на образование эмульсии. В нефти и пластовой воде, поднимаемых на поверхность, всегда содержатся вещества в растворимом состоянии, которые способствуют образованию нефтяных эмульсий. Вещества, содержащиеся в нефти (асфальтены, нафтены, смолы, парафин) и в пластовой воде (соли, кислоты) оказывающие существенное влияние на образование эмульсии называются естественными эмульгаторами или естественные поверхностными веществами (ПАВ). Характерной особенностью строение молекул естественных ПАВ является их дифильность, т.е. строение молекул, состоящих из двух частей - полярной группы (воды) и неполярного то образуется углеводородного радикала. Полярная группа ПАВ (гидрофильная) взаимодействие с водой, а неполярная (гидрофобная) - с нефтью. Таким образом, образование эмульсии - прямой или обратной -зависит от того, чего больше находится в естественных молекулах ПАВ -полярных или неполярных групп. Если в естественных молекулах ПАВ содержится больше полярной группы, то образуется эмульсии прямого типа - нефть в воде, если же в этих ПАВ больше содержится неполярной группы, эмульсии обратного типа - вода в нефти. 1 Методы разрушения эмульсий Существует несколько способов разрушения нефтяных эмульсий: внутритрубная деэмульсация; гравитационный отстой; центрофугирование; фильтрация; термохимическое воздействие; электродегидрирование; сочетание перечисленных способов. Для легких и средних нефтей самые эффективные первый и пятый способы, а для тяжелых нефтей шестой и седьмой способы. Разрушение нефтяных эмульсий, осуществляемое в промысловых условиях, преследует две цели: 1) отделение от нефти воды и вывод воды из системы транспорта в пределах месторождения; 2) обессоливание нефти, способствующее продлению жизни трубопроводов и оборудованию за счет снижения коррозии. 1.1 Внутритрубная деэмульсацияРазрушение нефтяной эмульсии происходит в трубах на пути движения по стволу скважины, выкидной линии и сборному коллектору вплоть до установок подготовки нефти. Принцип внутритрубной деэмульсации очень прост и состоит. В межтрубное пространство эксплуатационных скважин или в начало сборного коллектора дозировочным насосом ( 15...20 г на 1т нефтяной эмульсии) подается деэмульгатор, который сильно перемешивается с этой эмульсией в процессе ее движения до УПН и разрушает ее. Применение внутритрубной деэмульсации стало возможным при появлении эффективных деэмульгаторов, что увеличило производительность УПН и качество подготавливаемой нефти. Эффективность внутритрубной деэмульсации зависит от многих факторов, основными из которых являются: эффективность самого деэмульгатора, интенсивность и длительность перемешивание эмульсии с ПАВ, количество воды, содержащейся в эмульсии, и температура смешивания. Чем больше эффективность ПАВ, длительность перемешивания, количество воды и температуры эмульсии, тем интенсивнее происходит внутритрубная деэмульсация. Однако эффективность внутритрубной деэмульсации падает при увеличении содержания в нефти асфальтенов. А также плотности и вязкости этой нефти. Внутритрубная деэмульсация позволяет организовать предварительный сброс воды, который целесообразно при содержании воды в продукции скважин более 30%. 1.2 Гравитационный отстой и центрифугированиеГравитационный отстой происходит за счет разности плотностей пластовой воды (1010... 1200 кг/куб.м.) и нефти (790...95 кг/куб.м.) в герметизированных отстойниках и сырьевых резервуарах. Гравитационный отстой может применяться также без нагрева эмульсии, когда нефть и вода не подвергаются сильному перемешиванию, в нефти практически отсутствуют эмульгаторы и обводненность нефти достигает порядка 60%. После внутритрубной деэмульсации расслоение эмульсии в резервуарах без подогрева происходит в течении 2...3ч содержание остаточной воды в нефти при холодном отстое составляет 1...2%. Эмульсия должна подаваться в резервуары равномерно по всей площади через распределительное устройство, которое находится под уровнем пластовой воды, что увеличивает поверхность эмульсии, контактирующей с водяной подушкой, и интенсифицирует процесс расслоения эмульсии. Сущность центрифугирования заключается в следующем. Нефтяная эмульсия подается в центрифугу, в которой размещается направляющий аппарат, придающий ей определенное направление движения. Благодаря центробежной силе вода, как более тяжелая, сосредотачивается вокруг стенок аппарата и стекает вниз. Обезвоженная нефть отводится из аппарата по центральной трубе. Этот способ ввиду большой стоимости, сложности и очень низкой производительности практически не применяется. 1.3 ФильтрацияНестойкие эмульсии иногда успешно расслаиваются при пропускании их через фильтрующий слой, которым должен быть гравий, битое стекло, древесные и металлические стружки, стекловата и другие материалы. Фильтрующее вещество должно отвечать следующим требованиям: 1) иметь плотность и упругость, достаточные для того, чтобы глобулы воды при прохождении растягивались и разрушались; 2) хорошую смачиваемость, благодаря чему происходит изменение скорости движении эмульсии и разрыв оболочек глобул воды; 3) иметь противоположный по знаку заряд, чем у глобул воды, тогда происходит снятие заряда с глобул, чем устраняется отталкивающая сила между ними. Размеры фильтров, имеющих вид колонн, зависят от объема прокачиваемой эмульсии, ее вязкости и скорости движения. Нефтяная эмульсии вводится в колонну снизу и проходит через фильтр, где вода удерживается и сбрасывается через низ колонны, а нефть свободно проходит и отводится через верх. 2Требование, предъявляемые к качеству подготовки нефти Подготовка нефти на промыслах заключается в отделении от нефти пластовой воды, механических примесей и солей, а также легких газообразных углеводородов. Отделение от нефти легких газообразных углеводородов стабилизирует нефть и снижает ее испаряемость. От качества подготовки нефти зависят эффективность и надежность магистрального транспорта нефти, качество полученных из нее продуктов. Повышенное содержание в товарной нефти воды, хлористых солей и механических примесей способствует более интенсивному коррозионному износу трубопроводов, оборудования перекачивающих станций и аппаратов нефтеперерабатывающих заводов, снижает пропускную способность трубопроводов. В зависимости от содержания в товарных нефтях воды, хлористых солей и механических примесей они разделены на три группы представленные в таблице 1 Таблица 1-Содержание показателей
Типы и характеристика применяемых деэмульгаторов Деэмульгаторы, применяемые для разрушения нефтяных эмульсий, делятся на две группы: на иногенные (образующие ионы в водных растворах) и неиногенные (не образующие ионов в водных растворах). К первой группе относятся малоэффективные деэмульгаторы НЧК (нейтрализованный черный контакт) и НКГ (нейтрализованный кислый гудрон), применявшиеся ранее для подготовки нефти и имеющие следующие недостатки: при взаимодействии с пластовой водой образуют твердые вещества, выпадающие в осадок (гипс, гидрат окиси железа и др.), являются эмульгаторами для эмульсий типа нефть в воде, что ухудшает качество воды, имеют большой удельный расход (0,5 ... 3 кг/т). Поэтому эти деэмульгаторы в настоящее время не используют. Неионогенные деэмульгаторы синтезируют на основе продуктов реакции окиси этилена со спиртами, жирными кислотами и алкилфенолами. Они имеют ряд преимуществ перед иногенными: не взаимодействуют с растворенными в пластовой воде солями металлов, не образуют твердых осадков, имеют незначительный удельный расход (5...50г/т), хорошо расворяются в воде и нефти, имеют меньшую стоимость. К неионогенным деэмульгаторам относятся: проксанол, проксамин, дипроксамин, сепорол, диссольван, из импортных - диссольван 4411, R-ll, диссольван 4490, сепарол 5084, вмско 3, серво, доуфас и др. Деэмульгаторы должны удовлетворять следующим требованиям: 1. хорошо растворяться в одной из фаз эмульсии (в нефти или воде); иметь достаточную поверхностную активность, чтобы вытеснить с границы раздела "нефть-вода" естественные эмульгаторы; обеспечивать максимальное снижение межфазного натяжения на границе фаз "нефть-вода" при малых расходах реагента; 4. не коагулировать в пластовых водах; 5. быть инертными по отношению к металлам. Одновременно с этим деэмульгаторы должны быть дешевыми, транспортабельными, не изменять своих свойств при изменении температуры, не ухудшать качества нефти после обработки, обладать универсальностью, то есть разрушать эмульсии различных нефтей и вод. Заключение Процесс подготовки добываемой газо-водонефтяной эмульсии заключается в отделении от нефти и утилизации попутно добываемого нефтяного газа, подтоварной воды и получении нефти товарной кондиции в соответствии с требованиями ГОСТ №9965-76. Подготовка поступившей по нефтесбору жидкости, осуществляется в несколько технологических ступеней и зависит от содержания попутного нефтяного газа и стойкости газо-водонефтяной эмульсии к отделению подтоварной воды, а также физических свойств. Поступившая на дожимную насосную станцию ДНС газо-водонефтяная эмульсия ступенчато сепарируется от попутного нефтяного газа и направляется на предварительное отделение воды на установки предварительного сброса воды УПСВ, размещаемые или на площадке ДНС или на отдельной площадке. В зависимости от проектных решений установки предварительного сброса воды оборудуются технологическими отстойниками, нагревателями, аппаратами, насосным оборудованием. Предварительно подготовленная нефть по системе напорных трубопроводов поступает на товарные парки, где на установках подготовки нефти УПН проходит трехступенчатую подготовку до товарной кондиции. Товарная нефть по системе трубопроводов поступает на коммерческие узлы учета объединенной измерительной системы Федоровской концевой сепарационной установки КСУ, где осуществляется прием-сдача нефти в систему трубопроводного транспорта нефти акционерной компании "Транснефть" и транспортируется на нефтеперерабатывающие заводы. Порядок приема-сдачи нефти по количеству и качеству определяется договором с акционерной компанией "Транснефть" и действующими инструкциями по учету нефти, эксплуатации узлов учета нефти и метрологическому обеспечению и положениями о взаимоотношениях нефтегазодобывающих организаций и акционерного общества "Транснефть". Список литературы1. Акульшин А.И., Бойко В.С., Зарубин Ю.А., Дорошенко В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1989 2. Бойко В.С. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений - М.: Недра, 1990 3. Бухаленко Е.И. Оборудование и инструмент для ремонта скважин - М.: Недра, 1983 4. Бухаленко Е.И. Нефтепромысловое оборудование - М.: Недра, 1990 5. Куцын П.В. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности - М.: Недра, 1987 6. Справочник для мастеров по добыче нефти и ремонту скважин ? Сургут, 1999 7. Ф.Ю.Алдакимов [и др.] Теория и практика добычи нефти ОАО "Сургутнефтегаз".- Сургут: РИИЦ "Нефть приобья", 2008 8. Девисилов В.А. Безопасность труда (охрана труда). -М.: Форум-Инфа-М,2006. 9. Карпеев Ю.С. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности.- М: Недра, 1991. |