Спосіб збезводнення та знесолення нафти

Спосіб збезводнення і знесолення нафти введенням у водонафтову емульсію деемульгатора, її нагріву та багаторазового контакту з потоком промивної води, який відрізняється тим, що обробку ви хідної водонафтової емульсії здійснюють шляхом її диспергування в об'ємі промивної водної фази при багатократній зміні концентраційного співвідношення водної та нафтової фаз, які забезпечують їхнє взаємне перетворення. (19) (21) 2001032070 (22) 29.03.2001 (24) 16.07.2001 (33) UA (46) 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001 р. (72) Пономарьов Валерій Миколайович, Кошовець Микола Володимирович (73) Пономарьов Валерій Миколайович, UA, Науково-виробничий центр "ПЕРСПЕКТИВА", U A, Кошовець Микола Володимирович, UA, Закрите ак 40499 сценції глобул пластової води з об'ємом промивної рідини. Підвищення дисперсності водонафтової емульсії, яка обробляється, за рахунок підвищення турбулізації водонафтової системи, часто приводить до негативних результатів по причині утворення множинних стійких емульсій. Найбільш близьким до рішення за винаходом є спосіб збезводнення і знесолення нафти шляхом введення у водонафтову емульсію деемульгатора, її нагріву та багаторазового контакту з потоком промивної фази (див.: А.с. СРСР № 904732, М. кл.3 B901D17/94, опубл. 15.02.1982, бюл. № 6). До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату використанням відомого методу, відноситься те, що відомий метод, реалізуючи деякі позитивні технічні рішення, не усуває недоліки, викладені вище, зокрема, зберігається мала швидкість протікання масообмін них процесів у системі "сира" нафта - промивна вода і, як наслідок, метод не забезпечує досягнення високого ступеня деемульсації нафти і необхідну інтенсивність протікання процесу. По суті винахід полягає в такому. Вихідна "сира" нафта представляє собою, як правило, достатньо складну багато компонентну водонафтову емульсію. Обводненість "сирої" нафти і вміст солей у ній може досягати значних величин, що обмежує можливості її транспортування і подальшої переробки. У зв'язку з цим насущною задачею промислової підготовки нафти є здійснення деемульсації вихідної продукції нафтових скважин і видалення до регламентного рівня пластової води та солей з метою отримання кондиційної нафти технічно обгрунтованими і економічно прийнятими способами. Задача вирішується шляхом термохімічної обробки диспергованої до капельного стану ви хідної водонафтової емульсії у обсязі промивної водної при багаторазових змінах концентраційних співвідношень водної і нафтової фаз, що забезпечують їх взаємне перетворення. Технічний результат - підвищення ефективності процесу промислової підготовки нафти, підвищення ступеня збезводнення та знесолення нафти шляхом інтенсифікації масообмінних процесів, підвищення якості товарної нафти, зниження експлуатаційних затрат. Вказаний технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що у відомому способі збезводнення і знесолення нафти введенням у водонафтову емульсію деемульгатору, її нагріву та багаторазовому контакту з потоком промивної води особливість полягає у тому, що обробку вихідної водонафтової емульсії здійснюють шляхом її диспергування в об'ємі промивної водної фази при багаторазової зміні концентраційного співвідношення водної та нафтової фаз, які забезпечують їх взаємне перетворення. При зміні концентраційного співвідношення водної і нафтової фаз у діапазонах, що забезпечують можливість перетворення емульсії типу "нафта у воді" в емульсію типу "вода у нафті" і зворотно відбувається різка інтенсифікація масообмін них процесів, що сприяють переходу глобул пластової води з розчиненими у ній солями в об'єм водної промивної фази, отже, збільшується ефективність процесу збезводнення і знесолення, під вищується якість товарної нафти, інтенсифікація процесів, що відбуваються, напряму впливають на підвищення продуктивності і рівнозначно зменшенню габаритів обладнання. Дані, які підтверджують можливість впровадження винаходу з отриманням вищевказаного технічного результату, полягає у наступному. У вихідну водонафтову емульсію, як правило, емульсію "вода у нафті" вводять деемульгатор, потім нагрівають до заданої температури і подають в об'єм промивної фази, диспергують до крапельного стану, наприклад, перемішуванням. При розподіленні диспергованої емульсії в об'ємі промивної води формується нова нестійка емульсійна система, де краплі вихідної водонафтової емульсії представляють собою дискретну фазу, поділену в об'ємі суцільної водної фази. Процес відносного взаємного руху водної та нафтової фаз здійснюється по причині різноманітності їхніх щільностей, при цьому краплі "сирої" нафти спливають в об'ємі промивної фази. Формування в локальних ділянках водної фази зон з підвищеним вмістом крапель вихідної водонафтової емульсії здійснюється, наприклад, шляхом встановлення по ходу р уху крапель, які підіймаються, перегородок різноманітного конструкційного оформлення, при цьому утворюють концентраційні співвідношення водної і нафтової фаз, що забезпечують протікання у вказаних зонах процесу взаємного перетворення фаз (інверсія фаз), при цьому збільшення об'ємної частки дискретної фази у даній концентраційній зоні утворює концентраційне співвідношення водної і нафтової фаз, які забезпечують протікання в указаних зонах процесів перетворення фаз (процеси інверсії фаз). Відтворюють процес послідуючим диспергуванням сформованої емульсійної системи в об'ємі промивної фази в наступній зоні технологічної апаратури. При цьому процеси, які повторюються багаторазово, диспергування вихідної водонафтової емульсії до краплеутвореного стану, промивка утворених крапель, їх коалесценція та інверсійні перетворення в об'ємі сформованої водонафтової системи різко інтенсифікують протікання масообмінних процесів переведення глобул пластової води і розчинених у них солей в об'єм водної промивної фази і забезпечують досягнення високого ступеня деемульсації нафти. Спосіб збезводнення та знесолення нафти, згідно з винаходом, може бути реалізований в умовах різноманітної технологічної та масообмінної апаратури, конструктивні особливості якої і гідродинамічні режими роботи дозволяють забезпечити виконання умов багаторазового перетворення водної та нафтової фаз при проходженні вихідної водонафтової емульсії через робочу зону апаратури, що застосовується. Процес моделюється на прикладі лабораторної установки, яка представляє собою ємність висотою, наприклад, 1,5 метра і діаметром 0,12 метра. Ємність рівномірно секціонована по висоті у даному випадку чотирнадцятьма перегородками, між якими розташовані мішалки. У нижній частині ємності розташовано штуцер введення вихідної водонафтової емульсії і штуцер виведення промивної води, а у верхній частині ємкості - штуцер введення промивної води і штуцер виведення обробленої нафти. 2 40499 Приклад 1 Вихідна водонафтову емульсія з вмістом води (обводненістю) 85% і вмістом солей 72300 мг/л з введеним до неї деемульгатором - Диссолван 11 у кількості 45 мг/л, нагрівається до температури 58°С і подається у ємність лабораторної установки. Подача вихідної водонафтової емульсії здійснюється через штуцер у нижній частині ємкості, яка заповнена водною промивною фазою з температурою, аналогічній температурі вихідної емульсії. При крапельному розподіленні вихідної емульсії в об'ємі промивної рідини, що досягається у даному випадку за рахунок турбулізації об'ємів рідини під час їхнього перемішування у робочих зонах апарату, формується водонафтову система, у якій вода представляє собою суцільну, а краплі вихідної емульсії - дискретну фази. Краплі нафти, які спливають, збираються у локальних зонах під дисками, встановленими перпендикулярно вихідному потоку нафтової фази. При цьому у вказаних зонах відбувається концентрування нафтової фази, що приводить до зміни співвідношення взаємодіючих фаз і, як наслідок, до нового перетворення системи. Емульсія типу "нафта у воді" переходить в емульсію типу "вода у нафті". При наступному розподіленні останньої в об'ємі промивної води цикл повторюється. Багаторазова реалізація вказаного процесу, здійснюваного при проходженні нафтової фази всіх зон ємкості, забезпечує досягнення високого ступеня деемульсації нафти. Нафта, яка відбирається з верхньої зони ємкості, характеризується вмістом води 0,19% та солей 120 мг/л. Приклад 2 У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 85% та вмістом солей 72300 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 52 мг/л, нагрівають до температури 65°С і обробляють у ємкості лабораторної установки аналогічно прикладу 1. Після обробки нафта характеризується такими ми показниками: вміст води - 0,12%, вміст солей 85 мг/л. Приклад 3 У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 85% та вмістом солей 72300 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 45 мг/л, емульсію нагрівають до температури 45°С і обробляють у ємкості аналогічно прикладу 1. Показники нафти після обробки: вміст води 0,24%, вміст солей - 127 мг/л. Приклад 4 У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 45% і вмістом солей 10800 мг/лвводять деемульгатор Диссолван у кількості 35 мг/л, емульсію нагрівають до температури 70°С і обробляють у ємкості аналогічно прикладу 1. Показники нафти після обробки: вміст води 0,06%, вміст солей -22 мг/л. Приклад 5 У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 45% та вмістом солей 10800 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 35 мг/л, емульсію нагрівають до температури 55°С і обробляють у ємкості аналогічно прикладу 1. Показники нафти після обробки: вміст води 0,24%, вміст солей - 128 мг/л. Приклад 6 У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 45% та вмістом солей 10800 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 45 мг/л, емульсію нагрівають до температури 42°С і обробляють у ємкості аналогічно прикладу 1. Показники нафти після обробки: вміст води 0,08%, вміст солей - 65 мг/л. Для порівняння винахід ілюструється прикладами обробки вихідної водонафтової емульсії різного складу, наведених у прикладах 1-6 при тих самих параметрах, але в умовах, які виключають багаторазову інверсію фаз, наприклад, при використанні несекційованої ємкості. Приклад 7 (негативний) У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 85% та вмістом солей 72300 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 52 мг/л, емульсію нагрівають до температури 65°С і піддають багаторазовому контакту з промивною водою. Показники нафти після обробки: вміст води 81,5%, вміст солей - 68000 мг/л. У вихідну водонафтову емульсію з вмістом води 45% та вмістом солей 10800 мг/л вводять деемульгатор Диссолван у кількості 35 мг/л, емульсію нагрівають до температури 70°С і піддають багаторазовому контакту з промивною водою. Показники нафти після обробки: вміст води 42%, вміст солей - 8200 мг/л. Таким чином, викладені дані свідчать про виконання при використанні способу за винаходом наступні сукупності умов: спосіб за винаходом при його здійсненні призначений для використання у промисловості, а саме у технології підготовки нафти, і може бути використаний у нафтодобувній і нафтопереробній промисловості; для методу за винаходом у тому вигляді, як він охарактеризований у незалежному пункті викладеної формули винаходу, підтверджена можливість його здійснення з допомогою поданих у винаході або відомих до дати пріоритету засобів і методів. 3 40499 __________________________________________________________ ДП “Український інститут промислової власності (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4