Введение к работе
n
Актуальность темы. В условиях становления рыночных отношений предусматривается внедрение новых, юнкурентоспособныхтехнологий ипроцессов первичной подготовки нефти, направленных на улучшение качества товарной нефти и снижение потерь при ее добыче и транспортировке.
Особенностью нефти Казахстана является то, что она в ряде
месторождений характеризуется высокой вязкостью (Актау, Гурьев,
Мангышлак), повышенным' содержанием сероводорода и
меркаптанов (Жетыбай), а нефтяныес эмульсии некоторых
месторождений (Кенкияк) являются весьма стойкими й с большим
содержанием механических примесей?'" "
Все это лриводит к повсеместному применению нетрадиционных
методов подготовки продукции скважин (нефти, газа и воды),
дополнительной нейтрализации сероводорода и более надежной
герметизации процессов подготовки и транспорта продукции
скважин. '"
Кроме того в процессах подготовки нефти предусматриваются значительные затрать» электроэнергии, тепла, пресной воды, реагента. В создавшихся рыночных отношениях даже небольшое сокращение энергоресурсов и реагентов может привеста к заметному улучшению экономических показателей. Поэтому вызывают повышенный интерес те технологические приемы, которые направлены на применение в качестве разбавителя для тяжелой нефти легких углеводородов, выделенных на установке подготовки нефти из той же нефти.
Традиционные технологические схемы, техника и технология подготовки нефти предусматривают применение металлоемкого, крупногабаритного оборудования. Исполнение установки подготовки нефти в блочно-агрегатном варианте является главной технической политикой нефтяной отрасли Казахстана.
Для решения поставленных задач наиболее перспективными являются технологии подготовки нефти с применением легких углеводородов, выделенных с помощью гидроциклона. Этот технологический прием - гидроциклонирование нефти - позволяет ответить на ряд поставленных задач:
" f-tX.
Б. ,: . ,thA
С2ГрК
получить и использовать легкие углеводороды в качестве растворителя для подготовки тяжелой нефти, а также для разрушения стойких нефтяных эмульсий;
выделить значительную часть сероводорода из нефти вместе с пропаном и бутаном и улучшить техногенную обстановку нефтеперерабатывающих регионов Казахстана.
Однако, в многотоннажном производстве применение гидроциклонов ограничивает их пропускная способность. Поэтому необходимо: разделить один мощный поток на ряд мелких потоков, обеспечивающих условия режима истечения при скоростях потока в 30-35 м/с; равномерное распределение этого потока по отдельным элементам и последующее объединение в общий поток готового продукта. Все это удается осуществить при использовании мультигидроциклонов.
Но отсутствие исследований по улучшению реологических свойств нефти с помощью легких углеводородов (ЛУ), полученных при гидроциклонировании нефти, а также их взаимного влияния на процессы подготовки нефти, создание новых технологий с применением гидроциклонирования и значительного сокращения на этой основе металлоемкости аппаратов и энергоресурсов для осуществления этих технологий не позволяет в полной мере решать поставленные задачи.
Поэтому изучение вопросов выделения легких углеводородов при гидроциклонировании нефти на базе изменения коэффициента фазового равновесия системы "газ (пар) - жидкость" в центробежном поле, исследование режимных и конструктивных параметров мультигидроциклонов для гидроциклонирования нефти и создание на этой основе новых технологий выделения, подготовки высоковязкой нефти и разрушения стойких нефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей с помощью легких углеводородов, полученных при гидроциклонировании в мультигидроциклоне являются актуальными и представляют практический и научный интерес.
Цель работы. Исследование процессов разрушения стойких нефтяных эмульсий на стадии их образования на устье скважин с применением легких углеводородов, выделенных из нефти путем гидроциклонирования нефти и разработка новых устройств и
технологий подготовки высоковязкой нефти к транспорту и переработке, увеличение выхода продукта и повышение качества товарной нефти.
Основные задачи исследований.
-
Изучение влияния конструктивных параметров гидроциклонов и режимных условий их эксплуатации с целью максимального получения легких углеводородов.
-
Исследования влияния'легких углеводородов на разрушение агрегатного состояния АСПО путем растворения смол.
-
Разработка ресурсосберегающих технологий подготовки нефти путем использования легких углеводородов как растворителя и реагента.
Научная новизна. Впервые разрушение стойких нефтяных эмульсий с большим содержанием механических примесей осуществляют на устье скважин путем добавления реагента, причем в качестве реагента применяют композицию из легких углеводородов и реагента-деэмульгатора, при этом легкие углеводороды выделены путем гидроциклонироваиия этой же нефти, а подготовку высоковязкой нефти осуществляют путем обработки в(электрическом поле при одновременном снижении энергозатрат, достигаемом более эффективным расположением электродов в установке для обработки вязкой нефти.
Практическая ценность
1. Разработанный новый способ разрушения стойких нефтяных эмульсий с повышенным 'содержанием механических примесей непосредственно на устье скважин позволил сократить, время отстаивания эмульсий с 720 часов до 6 часов,, т.е. в 120 раз. В то же время затраты по использованию легких углеводородов, выделенных гидроциклонированием из нефти для подготовки этих нефтяных эмульсий сократились более чем в 10 раз.
, 2. Разработанное новое устройство для подготовки тяжелой нефти и технология применения этого устройства позволили увеличить выход товарной нефти на 50 % при одновременном сокращении расхода электроэнергии на 65 % и реагентов в 2 раза.
Реализация работы в промышленности. Технология разрушения нефтяной эмульсии на стадии ее образования с помощью легких углеводородов, полученных при гидроциклонировании нефти в смеси
с реагентами, внедрена на предприятиях нефтедобывающего управления (НГДУ) "Октябрьскнефть", в частности, в цехе комплексной подготовки нефти Самсыкского месторождения. Результаты исследований по оптимизации конструкции гидроциклонного аппарата переданы на завод центральной базы производственного обслуживания (ЦЕЛО) Акционерной нефтяной компании АНК "Башнефть". Технология получения реагента в виде легких углеводородов путем гидроциклонирования нефти применяется в НГДУ "Бавльшефть", "Елховнефть" АНК "Татнефть" и в НГДУ "Октябрьскнефть", "Чекмагушнефть", "Туймазанефть" АНК "Башнефть".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на:
Научно-технической республиканской конференции (Уфа, 1990);
ХХП школе-семинаре по проблемам механики сплошных сред в системе добычи, сбора, подготовки, транспорта и переработки нефти и газа (Уфа, декабрь 1998);
Научно-техническом семинаре "Совершенствование технологий и оборудования процессов переработки и транспорта нефти". Секция: Разработка новых конструкций и повышение эффективности работы действующего оборудования нефтехимических процессов (г. Новополоцк, 1989 г.);
Научно-техническом Совете КазТрансОйл (Казахстан, г. Актау, 1997 г.).
Область возможного наиболее широкого использования. Результаты проведенных исследований могут быть применены в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также в газовой промышленности в процессах разделения.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 научно-технических статей в различных научно-технических изданиях, в том числе иакадемических: получено 5 патентов РФ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений; содержит 162 страниц машинописного текста, 3 6 рисунков, 7 таблиц, 139 наименований литературы и 10 страниц приложений.
