УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ТЯЖЕЛЫХ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ

Предложение относится к нефтяной промышленности, в частности, к установкам подготовки тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов на промыслах.
Известна установка подготовки нефти, включающая ступень предварительного сброса воды - первая ступень подготовки нефти, ступень глубокого термохимического обезвоживания и обессоливания нефти - вторая ступень подготовки нефти (Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти М.; Недра, 1977, с.14).
Недостатками известной установки являются недостаточно высокая эффективность ее работы, в частности, недостаточная степень обессоливания, большой расход пресной воды, высокая температура товарной нефти на выходе из установки, значительные энергетические затраты, нестабильность работы в целом.
Ближайшим техническим решением является «Установка подготовки нефти» (см. патент RU 2104739, МПК 6 В01D 19/00, опубл. БИ №5 от 20.02.1998 г.), включающая первую ступень подготовки с резервуаром предварительного сброса воды, имеющим нефтепровод, и вторую ступень подготовки с трубопроводом вывода слабоминерализованной подтоварной воды, а также дополнительную промежуточную ступень подготовки, содержащую технологический резервуар, соединенный нефтепроводом с резервуаром предварительного сброса воды, а трубопровод вывода слабоминерализованной подтоварной воды соединен с нефтепроводом перед технологическим резервуаром.
Недостатками данной установки, особенно при подготовке тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов, являются большой объем отстойного оборудования, значительные энергетические затраты на нагрев нефти и битумов, высокий расход деэмульгатора, нестабильность работы в целом.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение объема отстойного оборудования, снижение энергетических затрат на нагрев нефти и битумов, снижение расхода деэмульгатора, повышение стабильности работы установки в целом.
Техническая задача решается установкой подготовки тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов, включающей нефтепровод, первую ступень подготовки с трехфазным отстойником предварительного сброса воды, вторую ступень подготовки с отстойником обезвоживания.
Новым является то, что на второй ступени подготовки после отстойника обезвоживания дополнительно установлен активатор.
Принцип действия активатора основан на ударно-волновом воздействии на углеводородное сырье, в результате чего происходит разрушение (деструкция) высокомолекулярных соединений с получением соединений с меньшими молекулярными массами, что приводит к снижению вязкости углеводородного сырья, а также при этом вода вовлекается в ряд химических реакций с углеводородами, приводящих к образованию кислородсодержащих соединений (спиртов, простых и сложных эфиров), что приводит к снижению содержания воды в углеводородном сырье.
На чертеже представлена схема установки.
Установка включает нефтепровод 1, первую и вторую ступень подготовки.
Первая ступень подготовки содержит трехфазный отстойник предварительного сброса воды 2 и предусматривает подачу деэмульгатора II в системе нефтесбора.
Вторая ступень подготовки нефти содержит сырьевую буферную емкость 3, сырьевой насос 4, нагреватель 5, отстойник обезвоживания 6, активатор 7, товарную буферную емкость 8, товарный насос 9 и предусматривает подачу деэмульгатора II на прием сырьевого насоса 4.
Установка работает следующим образом.
Добыча тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов осуществляется методом парогравитационного дренажа, т.е. закачкой пара в пласт. При этом продукция скважин поступает на установку с температурой 50-60°С и содержит слабоминерализованную воду и незначительное количество попутного газа.
Продукция скважин (водонефтяная, водобитумная эмульсия) I, обработанная деэмульгатором II, по нефтепроводу 1 поступает в трехфазный отстойник предварительного сброса воды 2, где при температуре 50-60°С осуществляется предварительный сброс свободной пластовой воды IV и отделение попутного газа III. Отделившаяся вода IV из трехфазного отстойника предварительного сброса воды 2 поступает на очистные сооружения (на чертеже не показаны).
После трехфазного отстойника предварительного сброса воды 2 предварительно обезвоженная водонефтяная, водобитумная эмульсия с содержанием воды до 10% поступает в сырьевую буферную емкость 3, откуда подается сырьевым насосом 4 в нагреватель 5. На прием сырьевого насоса 4 подается деэмульгатор II. Нагретая до температуры 70-75°С предварительно обезвоженная водонефтяная, водобитумная эмульсия после нагревателя 5 поступает в отстойник обезвоживания 6, где происходит ее обезвоживание. Из отстойника обезвоживания 6 обезвоженная тяжелая высоковязкая нефть и природный битум
с содержанием воды 1-2% поступает в активатор 7, предназначенный для снижения вязкости и содержания воды до 0,5% в тяжелой высоковязкой нефти и природном битуме.
Применение активатора 7 для снижения содержания воды в тяжелой высоковязкой нефти и природном битуме до 0,5% позволяет снизить температуру нагрева сырья с 80-90°С, характерную для подготовки тяжелой высоковязкой нефти и природного битума, до температуры 70-75°С, при этом энергетические затраты на нагрев сырья снижаются до 50%, сократить в два раза время отстаивания водонефтяной, водобитумной эмульсии, при этом объем отстойного оборудования уменьшается до 50%, снизить расход деэмульгатора для разрушения водонефтяной, водобитумной эмульсии.
Отделившаяся вода IV из отстойника обезвоживания 6 поступает на очистные сооружения (на чертеже не показаны).
Поскольку добываемая методом парогравитационного дренажа водонефтяная, водобитумная эмульсия содержит слабоминерализованную воду, то исчезает необходимость в ступени обессоливания.
После активатора 7 тяжелая высоковязкая нефть и природный битум с содержанием воды до 0,5% поступает в товарную буферную емкость 8, где предусмотрено отделение остаточного газа III, выделяющегося в процессах ударно-волнового воздействия на углеводородное сырье.
Из товарной буферной емкости 8 подготовленная тяжелая высоковязкая нефть и природный битум V насосом 9 откачивается потребителю.
Предлагаемая установка подготовки тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов имеет следующие преимущества: позволяет до 50% уменьшить объем отстойного оборудования, снизить энергетические затраты на нагрев сырья до 50%, снизить расход деэмульгатора, повысить стабильность работы всей установки в целом.