Спосіб обезводнювання і знесолення нафти

1. Спосіб обезводнювання і знесолення нафти в умовах динамічної взаємодії вихідної водонафтової емульсії з водною промивною фазою, який 3 88736 4 льшення турбулізації водонафтової системи неріних режимах, специфічною особливістю яких є дко призводить до негативних результатів через формування плівкового режиму плину фазоутвоутворення кінетично стійких емульсій, які не розрюючих компонентів емульсії води і нафти на гідшаровуються за прийнятний час їхнього відстою рофобізованій плівкоутворювальній поверхні, до (Логинов В.И. «Обезвоживание и обессоливание матеріалу якої нафта має високу адгезію, і малу нефти», М., Химия, 1979). адгезію має вода. У силу різної величини адгезійНайбільш близьким до способу, що заявляєтьної взаємодії водної фази, яка виконує функцію ся, є спосіб обезводнювання і знесолення нафти в промивної, і нафтової фази із плівкоутворювальумовах динамічної взаємодії вихідної водонафтоною поверхнею забезпечується значний градієнт вої емульсії з водною промивною фазою (Авт. св. швидкостей їхнього руху. Мала товщина плівки СССР №904732, МКИ 3 В 01 D 17/04), обраний за «сирої» нафти, яка рухається, забезпечує можлипрототип. вість швидкого досягнення частками дисперсної До причин, що перешкоджають досягненню фази вихідної водонафтової емульсії - краплями зазначеного нижче технічного результату при випластової води між шарами води і нафти, які рукористанні відомого способу, відноситься те, що хаються, а різниця у швидкостях їхнього руху за відомий спосіб, реалізуючи визначені певні позирахунок виникаючих дотичних напружень, зумовтивні технічні рішення, не усуває недоліки, зазналюваних силами тертя, сприяє деформації крачені вище, зокрема, зберігається мала швидкість пель пластової води, руйнуванню захисних оболопротікання масообмінних процесів у системі «синок на їхній поверхні і швидкій коалесценції крапель з об'ємом пластової води. ра» нафта - промивна вода і, як наслідок, спосіб Плівкова форма руху нафтової фази визначає не забезпечує необхідної інтенсивності протікання значну поверхню міжфазного контакту потоків напроцесу деемульсації, досягнення високого ступефтової і водної фаз, яки рухаються, що з урахуня обезводнювання і знесолення нафти і високої ванням наявності градієнта швидкості їхнього руху якості товарної нафти, крім того, при реалізації створює необхідні умови для інтенсифікації масовідомого способу потрібні високі експлуатаційні обмінних процесів у розглянутій системі, причому, витрати. у способі, що заявляється, оптимальним є градієнт Суть винаходу, що заявляється, полягає в наступному. швидкостей від 0,5м/хв до 15м/хв. Інтенсифікація Вихідна продукція нафтових свердловин являє масообміну в остаточному підсумку підвищує засобою, як правило, водонафтову емульсію, вміст гальну ефективність процесів деемульсації нафти, води і солей у якій може досягати значних велиїї обезводнювання і знесолення і поліпшує технікочин. У зв'язку з цим, насущною задачею промисекономічні показники процесу. лової підготовки нафти є здійснення якісного обезВідомості, що підтверджують можливість здійводнювання і знесолення вихідної «сирої» нафти, снення винаходу з одержанням вищевказаного технічного результату, полягають у наступному. тобто виділення до нормованих значень пластової води і розчинених у ній солей з метою одержання Спосіб обезводнювання, і знесолення нафти, який заявляється, реалізують в умовах використоварної нафти необхідних кондицій технічно притання технологічної масообмінної апаратури, консйнятними й економічно доцільними методами. труктивні особливості якої і гідродинамічні режими Технічний результат - інтенсифікація процесу роботи дозволяють забезпечити виконання умови деемульсації, обезводнювання і знесолення нафформування плівкового плину нафтової фази при ти, підвищення ступеню обезводнювання і знесоодночасному її контактуванні з потоком промивної лення нафти, підвищення якості товарної нафти і фази, яка рухається зі швидкістю, що перевищує зниження експлуатаційних витрат. швидкість плівкового руху нафтової фази. Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що у відомому споПроцес моделюється на прикладі пілотної екссобі обезводнювання і знесолення нафти в умовах периментальної установки, яка представляє содинамічної взаємодії вихідної водонафтової емубою вертикальний колонний апарат діаметром льсії з водною промивною фазою, особливість 60мм і висотою 1300мм, споряджений системою полягає в тому, що обробку водонафтової емульсії трубопровідної обв'язки технологічних ємностей ведуть шляхом її пропущення в режимі плівкового для вихідної «сирої» нафти, промивної води, підплину по гідрофобізованій плівкоутворювальній готовленої нафти і дренажної води, яка відбираповерхні при контакті з водною фазою, яка рухається. ється прямотоком, і при наявності градієнта швидАпарат конструктивно виконаний у вигляді костей їхнього руху, що дорівнює 0,5-15м/хв. При трисекційної колони: верхня частина - зона змішунеобхідності у вихідну водонафтову емульсію довання оброблюваної емульсії з промивною водною фазою, середня частина - робоча зона, в об'ємі дають емульгатор. Спосіб, що заявляється, заснований на тому, якої розташовується система плівкоутворювальщо нафта і нафтопродукти відносяться до неполяних поверхонь, і нижня зона поділу водної і нафрних рідин з низьким поверхневим натягом порядтової фаз, яка забезпечує можливість безперервного добору товарної нафти і дренованої води. ку (20-35)⋅10-3Н/м і змочують практично всі тверді -3 Апарат споряджений штуцерами подачі вихідної тіла, а вода з поверхневим натягом 72,25⋅10 Н/м емульсії, промивної води, відводу нафти і дренажвідноситься до полярних рідин, і змочуваність нею ної води, а також системою циркуляції частини твердих тіл значно нижче. води, що відводиться, через робочу зону апарата. Дана задача вирішується шляхом деемульсаВихідну «сиру» нафту, що представляє собою ції, обезводнювання і знесолення дисперсної воводонафтову емульсію типу «вода в нафті», попедяної системи в умовах її обробки в гідродинаміч 5 88736 6 редньо нагрівають, якщо її в'язкістні характеристивиході з робочої зони масообмінного апарата факи не забезпечують можливості її вільного плину в зоутворюючі компоненти надходять у зону поділу, об'ємі масообмінної апаратури. Температуру при де відбувається швидке розшарування водної і цьому розраховують для кожного складу нафти нафтової фаз без утворення проміжних шарів. індивідуально, тому що практично всі природні Процес здійснюють без додавання деемульгатора, «сирі» нафти, мають різний склад і, відповідно, але з урахуванням специфіки і складу оброблюварізну в'язкість. Підготовлену водонафтову емульної нафти. сію подають у масообмінний апарат, де вона стіНа виході нафта характеризується наступними показниками: вміст води – 0,16%, вміст солей кає в плівковому режимі по плівкоутворювальній 118мг/л. гідрофобізованій поверхні або системі відповідних Приклад 2 (позитивний). поверхонь. При плині плівка «сирої» нафти контаУ вихідну водонафтову емульсію з показникактує з потоком водної промивної фази, який рухами відповідно до приклада 1, додають деемульгається прямотоком до неї, що оказує механічний тор, наприклад, ОП-10 у кількості 50мг/л. Показнивплив на плівковий шар. Крім гідродинамічного ки нафти після обробки: вміст води 0,22%, вміст впливу на рух нафтової плівки по плівкоутворювасолей - 136мг/л. льній поверхні впливають молекулярно-поверхневі Приклад 3 (негативний). процеси, до числа яких відноситься адгезійна взаВихідну водонафтову емульсію за прикладом ємодія і змочування контактуючих один з одним і 1 обробляють при швидкостях руху водної фази гiдрофобізованою поверхнею нафтової і водної 0,65м/хв і нафтової - 0,25м/хв., тобто при градієнті фаз. швидкостей менш ніж 0,5м/хв. Надходячи в робочу зону масообмінного апаПри зменшенні градієнта швидкостей менше рата, нафтова фаза емульсії рухається в напрямку 0,5м/хв на виході підготовлена нафта має показдії гравітаційних сил у вигляді плівки товщиною від ники: вміст води 0,56%, вміст солей 360мг/л. 50мкм до 1-1,5мм по плівкоутворювальній поверхні. Прямотоком до неї рухається потік водної фази, Приклад 4 (негативний). що формується або за рахунок вільної вологи воВихідну водонафтову емульсію за прикладом донафтової емульсії, яка обробляється, (у випадку 1 обробляють при швидкостях руху водної фази високої обводненості вихідної нафти), або шляхом 15,5м/хв і нафтової - 0,10м/хв., тобто при градієнті подачі циркуляційної промивної води на вхід у рошвидкостей вище ніж 15,5м/хв. бочій зоні апарата. Швидкість руху потоку водної При підвищенні градієнта швидкостей до фази в робочій зоні апарата істотно перевищує 15,5м/хв. і вище підготовлена нафта має показнишвидкість руху плівки нафти. Краплі пластової ки: вміст води 0,64%, вміст солей 450мг/л. води, що утримуються в об'ємі нафтової фази, за До переваг способу обезводнювання і знесоперіод міжфазної динамічної взаємодії зазначених лення нафти, що заявляється, відноситься висока потоків нафтової і водної фаз інтенсивно коалісцує якість підготовленої товарної нафти, а також просз об'ємом суцільної водної фази, що приводить по тота способу, його надійність, мала енергоємність мірі просування нафтової фази по плівкоутворюі матеріалоємність. вальній поверхні до зменшення вмісту вологи (її Таким чином, викладені відомості свідчать про вологовмісту) і, відповідно, зниженню вмісту совиконання при використанні способу, що заявлялей. ється, наступної сукупності умов: Приклад 1 (позитивний). - спосіб, що заявляється, при його здійсненні Вихідну водну емульсію із вмістом води 78% і призначений для використання в промисловості, а солей 12600мг/л нагрівають до температури 50°С і саме, у технології підготовки нафти, і може бути подають у масообмінний апарат при швидкості використаний у нафтовидобувній і нафтопереробруху потоку водної фази 5м/хв і швидкості плівконій промисловості; вого плину нафтової фази 0,24м/хв. При прохо- для заявленого способу в тому вигляді, як він дженні водонафтової емульсії через робочу зону охарактеризований у незалежному пункті формули апарата система плівкоутворювальних поверхонь винаходу, підтверджена можливість його здійсформує плівковий плин нафтової фази, що контакнення за допомогою описаних у заявці засобів і тує з потоком водної фази, який рухається. На методів. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601