Сбор и подготовка нефти на промысле

Министерство образования и науки Российской Федерации
Национальный исследовательский
Томский политехнический университет
1
Сбор и подготовка нефти на
промысле
к.х.н., доцент каф. ХТТ
Tomsk, 2014
Бешагина Е.В.
В начале разработки новой скважины нефть безводная или
малообводненная.
По мере разработки месторождения обводненность возрастает и в
конечном итоге достигает 80-85%
I
III
II
IV
1
2
0
2
4
3
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24 Время, год
Рис.2– Динамика показателей разработки месторождения
1 – добыча нефти, 2 – стабильная добыча нефти, 3 – снижение добычи нефти и
увеличение обводненность, 4 - большие объемы добычи пластовой воды малые
объемы добычи нефти
2
Задача промысловой подготовки нефти
и газа – отделение от нефти основной
части попутного газа, пластовой
воды, солей, механических примесей, и
доведение сырья, до качества
соответствующего ГОСТ.
Технологический процесс сбора и обработки нефти и газа заключается в
последующем изменении состояния продукции нефтяной скважины
состоит из нескольких этапов:
1.
2.
Сбор нефти и газа;
Доведения нефти и газа до нормированных свойств.
Под сбором нефти и газа понимается их перемещение от замерных
установок к пунктам их подготовки .
4
Обобщенная схема сбора, транспорта и
подготовки нефти на промысле
Требования к качеству нефтей по ГОСТ
Показатель
Группа нефти
I
II
III
1. Максимальное содержание воды, %
0,5
1,0
1,0
2. Максимальное содержание хлористых
солей, мг/л
100
300
900
3.Максимальное
содержание
механических примесей, %
0,05
0,05
0,05
4. Максимальное давление насыщенных
паров (ДНИ) при температуре 37,8 °С,
кПа
66,67
66,67
66,67
Требования к подготовленному к газу
ОСТ 51.40-93
Норма для климата
умеренного
Параметр
холодного
с 01.05 по
30.09
с 01.10 по
30.04
с 01.05 по
30.09
с 01.10 по
30.04
1. Точка росы по влаге, не выше оС
-3
-5
-10
-20
2. Точка росы по углеводородам, не
выше, оС
0
0
-5
-10
3. Масса сероводорода (г/м3) не
более
0,007
0,007
0,007
0,007
4. Масса меркаптановой серы ( г/м3)
не более
0,016
0,016
0,016
0,016
5. Объемная доля кислорода (%) не
более
0,5
0,5
1,0
1,0
6. Теплота сгорания низшая МДж/м3
при 20 °С и 101,25 кПа, не менее
32,5
32,5
32,5
32,5
7. Температура газа, оС
Температура газа в самом газопроводе устанавливается
проектом
8. Масса механических примесей и
труднолетучих жидкостей
Условия оговариваются в соглашениях на поставку газа с
ПХГ, ГПЗ и промыслов
 С точки зрения органической химии нефть – это
смесь низко- и высокомолекулярных соединений,
относящихся к различным гомологическим
рядам.
 С позиций аналитической химии нефтяные
системы представляют собой смеси органических
соединений сложного состава. Расшифровка
проводится с помощью современных физикохимических методов анализа (масс –
спектрометрии, хромато-масс-спектрометрии,
ЯМР-спектроскопии и др.).
 В физической химии нефти можно определить
как многокомпонентную смесь сложного состава,
способную в широком интервале значений
термобарических параметров изменять
агрегатное состояние и, соответственно,
объемные свойства. До сих пор нефтяные
системы рассматриваются как молекулярные
растворы, а технологические расчеты
производятся на основе физических законов,
описывающих молекулярные растворы: законы
Рауля-Дальтона, Генри, Амага, Дарси и др.
 С позиций коллоидной химии нефть – это
сложная многокомпонентная смесь, которая в
зависимости от внешних условий проявляет
свойства молекулярного раствора или
дисперсной системы.
КОМПОНЕНТЫ НЕФТИ
 Парафиновые углеводороды
Содержание парафиновых углеводородов в нефти зависит от
происхождения. В нефти содержание парафинов колеблется от долей
процентов до 20%.
! При осуществлении технологического процесса следует учитывать
склонность их при определенных условиях к образованию ассоциатов.
С понижением температуры число молекул углеводородов в
парафиновом ассоциате возрастает, т.к. парафиновая цепь из
зигзагообразной формы переходит в распрямленную, линейную и в
этом состоянии молекулы ВМ парафинов являются склонными к
межмолекулярному взаимодействию (ММВ) и образуют
надмолекулярные структуры.
! Парафиновые надмолекулярные структуры могут существовать в
нефтяной системе только в области низких температур и полностью
дезагрегируются при повышении температуры.





Склонность к ассоциации ВМ парафиновых
углеводородов определяется:
длиной цепей;
наличием в них разветвлений;
концентрацией парафина и других ВМ углеводородов и
их соотношением;
растворимостью парафиновых углеводородов;
температурой системы и др. факторами.
 Нафтеновые углеводороды (циклоалканы)
Нафтеновые углеводороды в нефтях присутствуют в основном в
виде углеводородов гибридного строения. Структурными
звеньями гибридных углеводородов, кроме 5- и 6-членных
колец, являются парафиновые цепи и ароматические циклы.
Нафтены могут преобладать над другими классами
углеводородов в нефти. Содержание их колеблется от 25 до 75%
масс.
Наибольшей устойчивостью обладают 5- и 6-членные циклы,
например:
циклопентан, циклогексан, метилциклогексан, этилциклогексан.
!
В отличие от парафиновых углеводородов с тем же числом
атомов углерода циклоалканы находятся в ассоциированном
состоянии при более высокой температуре.
 Ароматические углеводороды
Арены представлены в нефтях различными гомологическими рядами:
моноциклические углеводороды ряда бензола; бициклические – ряда
нафталина; три- и тетра - циклические углеводороды.
Арены, особенно полициклические, имеют повышенную склонность к
ММВ. Полициклические ароматические углеводороды образуют
двумерную (плоскостную) структуру и склонны к ММВ и в области
высоких температур с образованием ССЕ.
 Смолисто-асфальтеновые вещества
Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ) – высокомолекулярные
гетероциклические соединения. Их содержание в нефти может доходить
до 25-50% вес.
Смолы – вещества, растворимые в низкокипящих алканах, в нафтеновых
и ароматических углеводородах.
Асфальтены – вещества, растворимые в сероуглероде CS2 и в
тетрахлоруглероде СС14, в ароматических углеводородах, но не
растворимые в низкокипящих алканах.
 Нефть представляет собой по отношению к асфальтенам
смесь растворителей, лиофобных (метановые
углеводороды и, возможно, нафтены) и лиофильных
(ароматические углеводороды и, особенно, смолы).
 Если дисперсионная среда (нефть) содержит
растворители (углеводороды) хорошо растворяющие
асфальтены, то они, как правило, не образуют ассоциатов.
Если же дисперсионная среда лиофобна по отношению к
асфальтенам, то в таких нефтях асфальтены образуют
ассоциаты, которые коагулируют и выпадают в твердую
фазу, если степень ассоциации асфальтенов высока.
Состав нефти, добытой из залежи пласта и оставшейся в пласте после
завершения разработки
Содержание, %
Нефть
Асфальтены
Смолы
Парафины
Сера
Добытая
1.70
10.30
5.70
1.40
Остаточная
26.36
14.23
6.24
1.66
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ
ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН

Сепарация нефти от газа;

Сброс пластовой воды (предварительное
обезвоживание).