Сбор и подготовка скважинной продукции. Сбор и подготовка скважинной продукции

• Название: Сбор и подготовка скважинной продукции
• Дата: 16.09.2022
• Размер: 2 Mb.
• Имя файла: Сбор и подготовка скважинной продукции.docx
• Тип: Документы; #680879
• страница: 26 из 49

8.2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ СБРОС ПЛАСТОВЫХ ВОД

Для уменьшения коррозии трубопроводов и повышения производительности установок подготовки нефти применяется предварительный сброс пластовой воды, т.к. действующие типовые установки неспособны справиться с возрастающим объемом поступающей жидкости, в частности, из-за использования малообъемной отстойной аппаратуры).

Байков считает целесообразным применение предварительного сброса воды при обводненности начиная с 30%.

В зависимости от степени обводненности нефти и некоторых других факторов, различают следующие варианты предварительного сброса:

• 
  Без дозировки реагента-деэмульгатора;
  
• 
  Без подогрева и использования дренажных вод (применяется при большой обводненности нефти на поздней стадии разработкиместорождения);
  
• 
  С использованием реагентов и эффектов разрушения эмульсии в трубопроводе;
  

• 
  С применением дренажных вод;
  
• 
  Комбинированное воздействие перечисленных выше факторов.
  

В связи с неустойчивостью газоводонефтяных смесей, способностью их к повторному диспергированию и стабилизации (за счет эффекта "старения"), отбор газа и воды необходимо осуществлять дифференцированно во всех точках технологической схемы, где они выделяются в виде свободной фазы, начиная от подводящего коллектора, депульсатора, сепараторов первой и последующих ступеней.

Этот принцип является универсальным, т.к. позволяет снизить нагрузки на сепараторы последующих ступеней, отстойники, печи, насосное оборудование, повысить их эксплуатационную надежность, а иногда и исключить из технологической схемы часть перечисленного оборудования.

В зависимости от места осуществления предварительного сброса воды в технологической цепи сбора и подготовки нефти можно выделить:

1. 
   Путевой сброс;
   
2. 
   Централизованный сброс: на ДНС и непосредственно перед установками подготовки нефти.
   

Путевой сброс на ДНС осуществляется в случае, если давление скважин не обеспечивает транспорт всей жидкости до УПН и имеется возможность утилизации пластовой воды в районе ДНС. По мнению Тронова такая практика экономически целесообразна при обустройстве мелких месторождений, расположенных на расстоянии 100-120 км от крупных узлов подготовки нефти и воды.

Особенностью сброса на ДНС является необходимость осуществления процесса сброса воды под избыточным давлением, обеспечивающим транспорт газонасыщенной нефти до узлов подготовки и второй ступени сепарации.

В любом случае, предварительный сброс воды является частью общего процесса подготовки нефти и очистки воды.

8.2.1. РАЗРУШЕНИЕ ЭМУЛЬСИЙ

Разрушение эмульсии, т.е. оседание капель воды или всплытие капель нефти в среде воды, описывается законом Стокса:

W_r = d² _*(_Ч-_СР) _* g / 18 _СР.

где W_r – скорость оседания шарообразной частицы.

Известно:

=4/3*d(_Ч-_СР)g/(W²_Ч*_СР),

где  - коэффициент гидравлического сопротивления среды.

Проведем преобразование:

d(_Ч-_СР)g /_СР =  _* 3/4 _* W²_Ч (45)

Для того, чтобы получить обобщенное уравнение для определения скорости осаждения W_0, перемножим левую и правую части уравнения (1) на d²/². Получим:

d³ _* (_Ч-_СР) _* g /(²) = *3/4*W²_{0 *} d ²/ ² = Re² (46)

или

Ar = *3/4 _* Re² (47)

где Ar – критерий Архимеда.

Ar = d ³ _*  _* (_Ч-) g /² (48)

Подставив в уравнение (47) значение , можно найти W₀ для всех режимов движения частицы: ламинарный, переходный, турбулентный.

Область ламинарного режима осаждения характеризуется значениями параметра Рейнольдса: 10^-4  Re  2.

Коэффициент гидравлического сопротивления среды движению капли при этом режиме равен:

_о = 24 / Re (49)

С учетом уравнения (3):

Re = Ar / 18 (50)

Граничные значения критерия Ar для ламинарного режима осаждения капель:

18*10^-6  Ar  36 (51)

В области переходного режима осаждения:

2  Re  500 ₀=18.5 / Re^0.6 – по формуле Аллена, отсюда Re = Ar^0.714 / 6.545

36  Ar  83.3*10³ (52)

Т.к. критерий Re:

Re = W_{0 *} d _* _СР / _СР, (53)

то при известном диаметре частицы и Re, скорость осаждения частицы:

W₀ = Re _* _СР / (d _* _СР) (54)

Таким образом, в области ламинарного режима скорость осаждения частицы равна:

W₀ = Ar _*  / (18d _* _СР) , (55)

в области переходного режима осаждения:

W₀ = Ar^0.714 _*  / (6.545 _* d _* _СР) (56)

Таким образом, чтобы рассчитать скорость свободного оседания капель при известном диаметре капель: 1)Ar; 2)W_о по (55) или (56), в зависимости от режима.

Однако, исследованиями было установлено, что при содержании дисперсной фазы более 5% об. необходимо учитывать стесненность осаждения (всплытия) капель:

W_0g = W_{0 *} (1-)ⁿ, (57)

где W_0g – скорость стесненного осаждения частицы;

 - объемная доля дисперсной фазы в системе, т.е., например, обводненность эмульсии;

W₀ – скорость свободного осаждения частицы;

n – в первом приближении может быть принят равным + 4.7.

Тогда в области ламинарного режима осаждения, относительную скорость оседания капель воды в нефти в зависимости от ее обводненности можно определить:

W_0g / W₀ = (1-В)^4.7, (58)

где В – обводненность нефти (% объемн.).