новые технопозии Ж
В последние 10 лет по ряду установок комплексной подготовки газа (УКПГ) Оренбургского ГКМ наблюдается утяжеление конденсата за счет увеличения в нем доли попутной нефти, а соответственно, смол и асфальтенов. Например, с 1991 г. по 2000 г. доля нефти в объеме жидких углеводородов увеличилась с 15 до 40% (рис.1). Увеличение в сырье смол и асфальтенов, являющихся эмульгаторами, приводит к эмульгированию пластовой воды и, как следствие, к увеличению объемов воды, выносимой из нефтяных и газовых скважин.
Выполненный пофакторный анализ технологической транспортной цепи «скважина — УКПГ-ДКС-ГПЗ» показал, что в наиболее сложном положении по подготовке сырья находятся: УКПГ-10, подготавливающая продукцию различных месторождений (ОГКМ, Копанского НГКМ, Северо-Копанская залежь) и ДКС-1 (из-за отсутствия необходимой технологии подготовки сырья, осложненного появлением в нем относительно стойких водных эмульсий). Следует отметить, что ДКС-1, являющаяся последним звеном перед Оренбургским ГПЗ в технологической транспортной цепи, приобретает особую роль в
Ф.М. ХУТОРЯНСКИЙ, Н.Ф. ГАФАРОВ, З.В. МОЛЧАНОВА, К.В. ДОНСКОВ,
A.Г. МИХАЛЕВ,
B.И. НИКИТИН, А.Н. ШВЕЦ
ООО «Оренбурггазпром», НИФ «ИНЖЕНЕР-СЕРВИС ВНИИНП»
Техническими условиями на сырье, поступающее на установки ЭЛОУ Оренбургского ГПЗ, предназначенные по проекту для обезвоживания и обессоли-вания конденсатов Оренбургского и Карачаганакс-кого месторождений, установлено предельное содержание хлористых солей 400 мг/дм3 и эмульгированной воды 0,5%.
Обследования и анализ работоспособности установки У-731 (ЭЛОУ) Оренбургского ГПЗ показали, что её технические возможности с учетом выполненной модернизации оборудования и технологической схемы промывки водой, а также совершенствования технологии (в частности, подача нефтерастворимого деэмульгатора) позволяют обеспечивать требуемый уровень подготовки сырья (по нормативу ОСТ — не более 10 мг/дм3 хлористых солей) при исходном качестве сырья, соответствующем показателям ТУ.
При увеличении доли нефтей в сырье, сопровождающимся ростом содержания хлористых солей выше 400 мг/дм3 (до 2000-5000 мг/дм3) требуемый уровень подготовки на ЭЛОУ не обеспечивается.
формировании потоков жидких углеводородов требуемой кондиции.
Так как качество продукции на выходе ДКС-1 напрямую зависит от первичной промысловой подготовки, то прежде всего, на УКПГ-10 в 1999-2000гг. была проведена модернизация технологической схемы, подобран и внедрен нефтерастворимый деэ-мульгатор [1,2]. Выполненные мероприятия позволили в значительной мере стабилизировать процесс подготовки сырья и улучшить его качество.
Однако сырье с УКПГ-10 составляет только 6070% продукции, поступающей на ДКС-1. Остальная его часть приходится на продукцию ООО «СНГ», где наблюдаются значительные колебания качества продукции по содержанию хлоридов и воды.
В анализируемый период ДКС-1 эксплуатировалась при следующем технологическом режиме (предельные усредненные величины): загрузка по сырью 36,0-47,2 м3/ч в среднем 41,2 м3/час
давление на входе 17,9-54,0 кгс/см2 в среднем 25,3 кгс/см2
давление на выходе 37,3-68,5 кгс/см2 в среднем 44,1 кгс/см2
Месяц Параметры технологического режима Аналитический контроль
Загрузка по конденсату м3/час Давление, кгс/см2 Вход ДКС-1 Выход ДКС-1
на входе на выходе свободная вода, % эмульсионная вода, % свободная вода, % эмульсионная вода, % хлориды, мг/дм3
Апрель 47,2 17,9 37,3 следы 0,20 следы 0,18 727
Май 45,1 19,5 38 0,07 0,41 0,02 0,27 1173,1
Июнь 38 18 39 0,77 0,45 0,01 0,18 776
Июль 3,14 0,48 0,17 0,15 1329,32
Август 39,9 17,4 37,8 0,52 0,97 следы 0,36 974,7
Сентябрь 36,0 54 68,5 следы 0,79 следы 0,07 536
Среднее 41,2 25,3 44,1 0,75 0,55 0,03 0,20 919,3
Табл. 1.
Усредненные
технологические
параметры и
показатели
качества
подготовки
сырья на ДКС-1
Л« новые технологии
(1ГЕН1Е I 1Е*Т!
Рис. 1.
Доля нефти в общем объёме жидких углеводородов (сырьё ДкС-1)
ДОЛЯ
нефти 15%
1991
ДОЛЯ
конденсата 85%
ДОЛЯ
нефти 38%
1994
ДОЛЯ
конденсата 62%
ДОЛЯ
нефти 40%
2000
ДОЛЯ
конденсата 60%
При этом на ДКС-1 поступало сырье с содержанием свободной воды: «следы» — 3,14% (в среднем 0,75%), эмульсионной воды — 0,20-0,97% (в среднем 0,55% масс) и хлоридов — 850-4500 мг/дм3.
После ДКС-1 продукция содержала свободной воды: «следы» — 0,17% (в среднем 0,03%), эмульсионной воды — 0,07-0,36% (в среднем 0,20%) и хлоридов — 536-1329 мг/дм3 (в среднем 919,3 мг/дм3).
Таким образом, из данных анализа работы ДКС-1 (табл. 1) видно, что в её продукции в основном обеспечивается требуемое остаточное содержание воды (не выше 0,5%), однако не обеспечиваются требования по остаточному содержанию хлоридов (не выше 400 мг/дм3), т.е. для более глубокого обезвоживания газоконденсата и нефти недостаточно применения только деэмульгаторов (даже современных высокоэффективных), а необходимо совершенствование технологии подготовки, в частности, применение промывки пресной водой.
Как видно из данных табл. 1, простое обезвоживание смеси нефти и конденсатов до остаточного
содержания воды в среднем 0,2% приводит к соответствующему снижению уровня хлоридов в среднем до <919 мг/дм3, а учитывая, что соленость пластовой воды в настоящем примере составляет в среднем 460 г/дм3 (в пересчете на МаС!) и отсутствуют хлориды в виде кристаллических солей, то обезвоживание до нормируемого ТУ остаточного содержания воды не более 0,5% привело бы к остаточному содержанию хлоридов в сырье <2300 мг/дм3, а нормируемое остаточное содержание хлоридов в сырье (не выше 400 мг/дм3) могло бы быть достигнуто только при глубоком его обезвоживании — до <0,09% остаточной воды, что практически не достигается при термохимическом отстое, применяющемся на ДКС-1.
Как показывают расчеты, без промывки сырья пресной водой (обессоливания) можно было бы обойтись при условии, если соленость пластовой воды не превышала бы 80 г/дм3.
В табл. 2 приведены результаты расчета минимального объема промывной воды, требуемой для промывки смеси конденсатов и нефти на ДКС-1, необходимой для обеспечения нормируемой по ТУ подготовки сырья до остаточного содержания хлоридов 400 мг/дм3 и воды — 0,5%.
Исходное содержание хлоридов в сырье принято равным 4600 мг/дм3, воды — 1,0% (на основании анализа качества поступающего на ДКС-1 сырья, приведенного в табл.1).
При расчете приняты следующие условия:
■ отстойник позволяет обеспечить во всех случаях разрушение эмульсии до остаточного содержания воды — 0,5% (вариант 1) и 0,3% (вариант 2) (при применении достаточного уровня нагрева эмульсии и эффективного деэмульгатора);
■ эффективность смешения промывной воды с сырьем принята равной 80%;
■ содержание хлоридов в промывной воде — 300 мг/дм3.
Расчет осуществляли по следующей формуле:
5
пласт. пласт.
+ (5 *К) Жвых.
у пром. пром. '
Свых.------------------+ ■
ж
+ (Ж *К)
пром.
100
где:
Свых. — содержание хлоридов в сырье после отстойника, мг/дм3;
5 — соленость пластовой воды, мг/дм3.
С„,
100,
ж
пласт.
где Жвых. — содержание воды после отстойника,
%;
Свх. — исходное содержание хлоридов в сырье, мг/дм3;
Жг1иаст — содержание пластовой воды в сырье, %; 5пром. — соленость промывной воды, мг/дм3 (принята равной 300 мг/дм3);
1Упром — объем промывной воды, % на сырье; К — коэффициент, характеризующий эффективность (степень) смешения промывной воды с пластовой (принято К = 0,8).
новые технопозии Ж
Подача пресной промывной воды, % об на сырье Результаты подготовки сырья Примечания
Остаточное содержание
воды, % хлоридов, мг/дм3
0 0,5/0,3 2300/1380 Простое обезвоживание
2 0,5/0,3 885/530
3 0,5/0,3 678/-400 Минимальная потребность пресной промывной воды при остаточном содержании воды в сырье - 0,3%
4 0,5/0,3 -550/330
6 0,5/0,3 -400/-240 Минимальная потребность пресной промывной воды при остаточном содержании воды в сырье - 0,5%
7 0,5/0,3 -350/-210
Табл. 2.
Результаты
расчета
минимальной
потребности
пресной
промывной воды
БУРЕН1Е I НЕФТЬ
Ж новые mexHonosuu
Как видно из приведенных в табл. 2 результатов расчета, для обеспечения обессоливания сырья с исходным содержанием хлоридов 4600 мг/дм3 и воды 1% до нормируемого по техническим условиям качества (остаточное содержание хлоридов и воды: 400 мг/дм3 и 0,5% соответственно) требуется не менее 6% на сырье промывной пресной воды (при одноступенчатом обессо-ливании). В случае достижения в термохимическом отстойнике более глубокого обезвоживания (до остаточного содержания воды — 0,3%) минимальная потребность составит ~3% на сырье.
На рис. 2 приведена рекомендуемая принципиальная технологическая схема узла промывки пресной водой смеси конденсатов и нефти на ДКС-1.
Смесь газоконденсатов и нефти из конденсатопроводов УКПГ-7,8,9,10 и нефтепровода УСНГ-УКПГ-10-ДКС-1 поступает с температурой 5оС и давлением 1,8-1,6 МПа в теплообменник «конденсат-ДЭГ», где нагревается до 35оС.
Перед поступлением на ДКС-1 в сырьё подается нефтерастворимый деэмульгатор (например, типа «Геркулес»). Для обеспечения эффективного смешения деэмульгатора с сырьем, его подачу желательно осуществлять перед смесительным клапаном (задвижкой), на котором создается перепад давления.
Обессоливание сырья осуществляется путем подачи в него пресной промывной воды (минимум 36% на сырье) и смешения последней за счет создания перепада давления (0,05-0,15 МПа) на специально установленном смесительном клапане.
Нагретая нефтеконденсатная смесь поступает в отстойник (выветриватель) В-108, где под воздействием температуры подаваемых в сырье деэмульгатора и пресной промывной воды, а также выдержки во времени, происходит разбавление пластовой воды, разрушение эмульсии и отделение свободной воды. Вода из В-108 вместе с перешедшими в нее солями отводится по уровню в трубопровод ВМС, газы дегазации отводятся на прием эжекторов ДКС-1. Подготовленная смесь конденсата и нефти из выветривателя В-108 поступает на прием трехфазных сепараторов V-201+203 дожимной насосной ДКС-1.
Распределение хлоридов в смеси конденсатов и нефти и дренажной воде приведено на рис. 3. Из рисунка
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.