СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ (ВАРИАНТЫ)
SYSTEM OF PREPARATION AND TRANSPORTATION OF HIGH-VISCOSITY OIL (OPTIONS)

Изобретение относится к транспорту нефти и может быть использовано для подготовки и транспортировки высоковязкой нефти в нефтяной промышленности.
Известен способ подготовки нефти и использования попутно добываемого газа [RU 2501944, МПК Е21В 43/34, B01D 19/00, опубл. 20.12.2013 г.], осуществляемый с помощью устройства, которое включает путевые подогреватели, нефтегазосепаратор, горизонтальный отстойник, технологическую емкость, буферную емкость для сырой нефти, установку подготовки высокосернистой нефти, отстойник с гидрофобным фильтром, буферную емкость для сточной воды, газосепаратор, конденсатосборник и компрессорную установку.
Основным недостатком известного устройства является необходимость транспортировки нефти в условиях, исключающих смешение газа с нефтью, например, путем организации ламинарного течения жидкости по трубопроводу, выполнения трубопровода с нулевым или минимальным уклоном без перехода уклона в противоположную сторону, применением трубопровода диаметром, заведомо большим, чем необходимо для наполнения трубопровода и т.п., что практически исключает возможность применения известного устройства в промышленности.
Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка подготовки тяжелых нефтей (варианты) [RU 2471853, МПК C10G 33/00, C10G 33/04, B01D 17/00, опубл. 10.01.2013 г.], которая включает трехфазный сепаратор с линией подачи продукции скважин, сырьевой насос, коалесцер с внутренними коалесцирующими элементами и отстойник с внутренней коалесцентно-осадительной секцией, а также буферную емкость с насосом и узлом учета товарной нефти (блок насосов внешнего транспорта) и очистные сооружения (блок подготовки воды). Установка может быть оснащена блоком подачи реагента и нагревателем, размещаемым перед коалесцером.
Недостатками данной установки являются потери попутного нефтяного газа, избыток которого, не использованный для собственных нужд, сжигается на факелах, а также большие затраты на энергообеспечение дожимных насосных станций и/или путевых подогревателей нефти, предусматривающее создание дорогостоящей инфраструктуры для обеспечения электроэнергией и топливом.
Задачей изобретения является уменьшение потерь попутного нефтяного газа и снижение затрат на транспортировку нефти.
Техническим результатом является уменьшение потерь попутного нефтяного газа и снижение затрат на транспортировку нефти за счет ее перекачки в виде нефтегазовой смеси путем установки мультифазных насосных станций, а также оснащения дожимных насосных станций и/или путевых подогревателей блоками разгазирования нефти, подготовки топливного газа и получения электрической и тепловой энергии, нагрева и перекачки.
Предложено три варианта системы подготовки и транспортировки высоковязкой нефти.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой системе, включающей трехфазный сепаратор с линиями подачи продукции скважин и вывода газа сепарации, блоки насосов внешнего транспорта и подготовки воды, особенностью является то, что система включает по меньшей мере один трехфазный сепаратор, в качестве блока насосов внешнего транспорта установлена мультифазная насосная станция с линией подачи нефтегазовой смеси, соединенная с линией вывода газа сепарации, на которой установлен блок подготовки топливного газа, а на линии подачи нефтегазовой смеси размещена по меньшей мере одна дожимная насосная станция и/или по меньшей мере один путевой подогреватель нефти, оснащенные блоками разгазирования нефти, подготовки топливного газа, получения электрической и тепловой энергии, нагрева и перекачки нефти, а также установка стабилизации нефти или концевая сепарационная установка.
Второй вариант отличается тем, что для улучшения качества сепарации нефти после трехфазного сепаратора установлен блок фракционирования, соединенный линией подачи циркулирующей легкой фракции с линией подачи продукции скважин.
Третий вариант отличается тем, что для улучшения качества сепарации нефти после трехфазного сепаратора установлены насос, электродегидраторы и блок термической доподготовки нефти, соединенный линией подачи циркулирующей легкой фракции с линией подачи продукции скважин.
Мультифазная насосная станция может включать буферную емкость, мультифазные насосы и узлы учета товарной нефти и газа. Блок разгазирования может быть выполнен в виде сепаратора с нагревателем. Блок подготовки газа может включать сепаратор, узел метанирования и узел осушки. Блок получения электрической и тепловой энергии может быть выполнен в виде газопоршневой или газотурбинной электростанции с узлами утилизации тепла отходящих газов. Блок нагрева и перекачки нефти может представлять собой мультифазную насосную станцию, оснащенную теплообменником. Блок фракционирования может быть выполнен в виде нагревателя и сепаратора. Блок термической доподготовки нефти может состоять, например, из рекуперативного теплообменника, блоков сепарации и стабилизации, фракционирования и термолиза, а также печи. Остальные элементы системы могут быть выполнены в виде любых устройств соответствующего назначения, известных из уровня техники.
Размещение на линии подачи нефтегазовой смеси дожимных насосных станций с путевыми подогревателями или без них, оснащенных блоками разгазирования нефти, подготовки топливного газа, получения электрической и тепловой энергии, нагрева и перекачки нефти позволяет использовать газ, растворенный в нефти, для энергообеспечения транспортировки, за счет чего уменьшить потери попутного нефтяного газа и снизить затраты на транспортировку нефти. Установка после трехфазного сепаратора блока фракционирования, соединенного линией подачи циркулирующей легкой фракции с линией подачи продукции скважин, позволяет снизить вязкость нефти и повысить качество подготовки нефти. Установка после трехфазного сепаратора насоса, электродегидраторов и блока термической доподготовки нефти позволяет снизить вязкость нефти путем термического превращения высокомолекулярных парафинов тяжелых фракций нефти в легкие углеводородные фракции, что снижает энергозатраты на транспортировку нефти, а соединение линии вывода циркулирующей легкой фракции с линией подачи продукции скважин позволяет уменьшить вязкость нефти и повысить качество подготовки нефти. Циркулирующая легкая фракция может подаваться как в жидком, так и в парообразном виде.
Первый вариант предлагаемой системы (фиг. 1) включает трехфазные сепараторы 1 (условно показан один аппарат), мультифазную насосную станцию 2 и блок подготовки газа 3, дожимные насосные станции 4 (условно показана одна станция) с путевыми подогревателями нефти или без них, оснащенные блоками разгазирования нефти 5, подготовки топливного газа 6, получения электрической и тепловой энергии 7, нагрева и перекачки нефти 8, а также установку стабилизации нефти или концевую сепарационную установку 9. Второй вариант (фиг. 2) отличается установкой блока фракционирования 10 на линии 19 после сепараторов 1. Третий вариант (фиг. 3) отличается установкой на линии 19 после сепараторов 1 насоса 11, электродегидраторов 12 (условно показан один аппарат) и блока термической доподготовки нефти 13.
При работе первого варианта системы нефть по линии 14 направляют в сепаратор 1, где выделяют газ, выводимый по линии 15, часть которого после подготовки в блоке 3 подают по линии 16 на собственное потребление, а неиспользованную часть по линии 17 - на станцию 2, пластовую воду, выводимую из системы по линии 18 (блок подготовки воды условно не показан), и обезвоженную нефть, которую в смеси с неиспользованной частью газа с помощью мультифазной насосной станции 2 по линии 19 подают на стабилизацию в установке стабилизации нефти или концевой сепарационной установке 9, и далее в магистральный трубопровод (условно не показан). На линии 19 установлена дожимная насосная станция 4 с блоками 5-8. В блоке 5 нефть частично разгазируют с получением газа, подаваемого по линии 20 в блок 6, из которого топливный газ по линии 21 направляют в блок 7, из которого электроэнергию и/или тепло по линиям 22 и 23 направляют в блок 8, с помощью которого частично разгазированную нефть нагревают и/или перекачивают в магистральный трубопровод. Работа второго варианта системы отличается тем, что обезвоженную нефть после сепараторов 1 подвергают фракционированию в блоке 10 с получением циркулирующей легкой фракции, подаваемой по линии 24 в линию 14. При работе третьего варианта системы обезвоженную нефть после сепараторов 1 насосом 11 подают в электродегидратор 12, а далее - в блок 13, где подвергают термической конверсии с получением циркулирующей легкой фракции, подаваемой по линии 24 в линию 14.
Таким образом, предлагаемая система позволяет уменьшить потери попутного нефтяного газа, снизить затраты на транспортировку нефти и может быть использована в промышленности.