Легко ли добыть нефть. Как подготовить нефть-1
В прошлой теме я написал, как ведется учет добытого флюида – сложной смеси нефти, пластовой воды и газа, которая добывается из скважины: Легко ли добыть нефть. АГЗУ: учет и контроль
Естественно, что скважинная жидкость в чистом виде никому не нужна. Потребителю нужна товарная нефть и газ. Поэтому перед тем, как нефть и газ поступит к потребителю, происходит долгий и довольно затратный процесс их подготовки. Существует три группы товарной нефти, к которым имеются различные требования по содержанию влаги, хлоридов, механических примесей и растворенного газа
К сожалению, у меня нет возможности сделать фотографии на пунктах подготовки нефти и газа, нет соответствующего допуска, поэтому фотографий будет мало и они будут взяты из сети.
Процесс подготовки нефти включает в себя четыре этапа:
1. Отделение газа
2. Обезвоживание
3. Обессоливание
4. Отделение механических примесей
Практически всегда в нефти в пластовых условиях растворен газ. Кто помнит физику, тот помнит, что чем выше давление и тяжелее молекулы газа, тем больше газа растворяется в жидкости. Пластовое давление нередко бывает несколько сотен атмосфер, нефтяной газ по составу довольно сильно отличается от свободного газа чисто газовых месторождений. Этот газ более жирный, т. е. в нем больше гомологов метана. Если свободный газ практически полностью состоит из метана и этана, то в попутном нефтяном газе много примесей пропана, бутана и пентана. У них больше молярная масса, молекулы более крупные и он лучше растворяется в нефти.
Объем газа, который растворен в определенном объеме/массе нефти, обычно принимают метр кубический или тонне, называется газовым фактором. Он различен, и может достигать нескольких сотен, а то и тысяч метров кубических газа на 1м3/1 тонну нефти.
Давлением насыщения пластовой нефти называют максимальное давление, при котором газ начинает выделяться из нефти при изотермическом ее расширении в условиях термодинамического равновесия. (давление, при котором весь газ растворен в нефти, при его снижении газ начинает выделяться). Обычно в пластовых условиях нефть и попутная вода насыщены, хотя нередко бывают и недонасыщенные газом. При добыче, по мере подъема на поверхность давление падает и газ начинает выделяться из нефти. Но даже после того, как нефть от АГЗУ по трубопроводу попадет в ЦПНГ (цех подготовки нефти и газа), то в ней еще полно растворенного газа. Именно с отделения его и начинается процесс подготовки нефти.
Для дегазации нефти используют газосепараторы (нефтегазовые сепараторы). Они бывают разного типа, но принцип устройства большинства весьма схож. Это ёмкость из специальной коррозионностойкой стали. Внутри нее находится рабочая секция, состоящая из нескольких пластин (рабочих полок, желобов). В некоторых сепараторах их гораздо больше, например, такой мы использовали на освоении скважин. Жидкость попадает на них, площадь поверхности резко увеличивается и газ выделяется из жидкости.
Горизонтальный сепаратор
Часть жидкости уносится газом, поэтому в верхней части сепаратора устанавливают каплеуловители. Они представляют собой сетки с мелкими ячейками. Газ проходит через них, капли жидкости осаждаются на сетки и стекают вниз.
В нижней части сепаратора находится сборная секция. В ней собирается дегазированная жидкость и периодически выводится из сепаратора.
. Ка видим, сила, благодаря которой висят сиськи разделяется жидкость и газ - сила земного притяжения. Поэтому сепараторы такого типа называются гравитационными.
Для повышения эффективности его работы нередко газожидкостную смесь подогревают, а также снижают давление в сепараторе (создают вакуум). Кроме того, с помощью сепаратора осаждаются и механические частицы, которые всегда имеются в скважинной продукции. Это частицы скелета пласта, внутренней поверхности труб, нерастворенные соли и тд. Они обладают абразивными свойствами, и если их не удалять, то они разрушают металлические узлы трубопроводов.
Как правило, отделить весь газ в одном сепараторе не получается, поэтому жидкость проходит черед два-три сепаратора.
Гравитационные сепараторы весьма эффективны и недороги, но у них есть значительный недостаток – они слишком большие и громоздкие, занимают большую территорию, да и время дегазации может быть значительным.
Поэтому часто применяют еще один тип сепараторов – гидроциклонные. В них отделяет газ от нефти с помощью отбрасывания более тяжелых нефтяных капель к стенкам сепаратора под действием центробежных сил. Затем эти капли стекают вниз, отделяясь от газа. Т. е. если в гравитационном сепараторе дегазация осуществлялась под действием силы тяжести, то тут работает центробежная сила.
Эффективность работы любого сепаратора оценивается по трем основным показателям:
1. степень разгазирования и усадки углеводородной смеси;
2. степень очистки от мельчайших нефтяных капель выделяемого при сепарации попутного газа;
3. степенью очистки от газовых пузырьков поступающего в нефтепровод сепарированного сырья.
Помимо нефти, сепарация применяется и на газовых скважинах.
В следующей части речи пойдет про водонефтяные эмульсии и их разделение при подготовки товарной нефти