foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Очистка сточных пластовых вод на установках подготовки нефти

Большинство современных  систем очистки сточных пластовых вод (СПВ), которые функционально и территориально совмещаются с установкой подготовки промысловой продукции, можно классифицировать следующим образом:

Схема 1. Подготовка СПВ на основе использования вертикальных стальных резервуаров-отстойников (РВО).

Схема 2. Подготовка СПВ отстаиванием в РВО и фильтрованием в напорных фильтрах.

Схема 3. Подготовка СПВ в напорных отстойниках (НО).

Схема 4. Подготовка СПВ отстаиванием в НО и фильтрованием в напорных фильтрах.

Схема 5. Открытая очистка СПВ.

Схема 6. Подготовка СПВ отстаиванием в нефтеловушках и прудах с последующим напорным фильтрованием.

Кроме указанных технологий очистки СПВ, на установках подготовки нефти, воды и газа применяются различные специальные технологии, среди которых необходимо выделить две:

Технология 1, предназначенная для подготовки смешанных пластовых вод, поступающих из различных продуктивных горизонтов, например девонского и угленосного:


Технология 2 , предназначенная для подготовки и очистки промысловой продукции с высоким содержанием механических примесей и высокоплотных компонентов типа сульфида железа.

Рис. 25  Схема подготовки СПВ при помощи вертикальных отстойников:

1-СПВ от УКПН и товарного парка; 2-промежуточная емкость; 3,6-насосы; 4-резервуары отстойники; 5-премная камера очищенной воды; 7-очищенная СПВ на КНС; 8-СПВ от технологических резервуаров

Схема 1 нашла достаточно широкое  распространение  на промыслах страны. В классическом виде она реализована, например, на Каменноложской УКПН с производительностью по СПВ до 6000 м3 /сут (рис.  25 ). использовано три водоочистных вертикальных стальных резервуара единичной вместимостью 5000 м3 , обвязанных по параллельной схеме и работающих в статическом режиме отстаивания. По данным Е. А. Миронова, эта схема обеспечивает высокую степень очистки СПВ (табл. 1.6).

Характеристика Каменноложской УКПН по очистке сточных вод

Таблица 1.6

Показатели Каменноложской УКПН

Место измерения на водоочистных резервуарах

Вход

выход

Температура потока, 0 С

12 - 42

6 – 33

Содержание примесей , мл/л :

Углеводородных

Механических

         77 - 967

53 - 155

         16 – 36

12 - 44


Схема с вертикальными резервуарами-отстойниками имеет многочисленные вариации по технологической обвязке и материальной начинки водоочистных резервуаров. Например,  на объектах объединения Татнефть в качестве резервуаров-отстойников часто используют жидкостные гидрофобные резервуары, в которых очищаемая вода проходит через слой нефти.

Рис. 26  Схема подготовки СПВ при помощи вертикальных отстойников и напорных фильтров:

1-ввод неочищенных СПВ; 2-первая группа отстойников; 3-подача коагулянта; 4-вторая группа отстойников; 5,8,11-насосы, 6-напорный песчаный фильтр; 7-резервуар для очищенных СПВ; 9-подача очищенных СПВ в нагнетательные скважины; 10-циркуляционная линия для регенерации фильтра

Схема 2 позволяет  обеспечить проектную очистку в условиях ограниченного объема водоочистных резервуаров. Технология, реализованная по этой схеме, в частности на УПН НГДУ Горскнефть, предусматривает использование всего 2600 м3  резервуарной емкости при производительности по очищаемой сточной воде до 5000 м3 /сут. (рис. 26  ) удельный расход резервуарной емкости в данном случае составляет около 0,5 м3 на 1 м3 /сут. производительности, т.е. в 5 раз меньше, чем на объекте   напорного фильтрования.

Параметры подготовки СПВ

Производительность,  м3/сут                              2500 – 5000

1 группа резервуаров-отстойников:

тип                                                                          РВС – 700

число                                                                      2

периодичность удаления осадков, мес.              2    

2 группа резервуаров-отстойников:

       

тип                                                                          РВС – 300

число                                                                      4

периодичность удаления осадков, мес.              2

Расход коагулянта, мг/л                                              30 – 40

Группа напорных фильтров:

тип  вертикальные , кварцевые

число                                                                     7

диаметр, м                                                            2

высота фильтрующего слоя, м                           0,9

скорость фильтрации при производительности  5000 м3 /сут, м/ч 10

продолжительность цикла, ч                              4 – 6

перепад давления при отключении фильтра, Мпа  0,06 – 0,07

температура очищенной воды, 0С                    35 – 50

Доля очищающей воды от объема очистки, %           10                                

   

Схема  предусматривает очистку СПВ под определенным избыточным давлением, обычно в горизонтальных буллитах объемом до 200 м3. Технологическая цепочка включает в себя дополнительный элемент-дегазатор, т.к. поступающая с установки подготовки нефти неочищенная СПВ при указанном давлении содержит некоторое количество растворенного газа. Дегазатор в комплексе с регулятором давления устанавливается непосредственно  за напорным отстойником на линии очищенной СПВ. Уловленная в отстойнике нефть возвращается на УПН, а осадок периодически удаляется в шламосборник.

Техническая характеристика и показатели очистки СПВ на ТХУ Покровского месторождения, где реализована подобная схема , следующие:

Производительность, м3/сут

< 7000

Остаточное избыточное давление на входе в напорные

          отстойники, Мпа

0,15 – 0,20

Вместимость единичная, м3 :

          Напорных отстойников

200

          Дегазаторов

50

Периодичность удаления осадков, сут

5 – 7

Длительность отстаивания, ч

1,6

Содержание нефтепродуктов в СПВ, мг/л:

          До очистки

< 70

          После очистки

< 20

Содержание механических примесей в СПВ, мг/л:

          До очистки

< 55

          После очистки

< 29

Схема , как правило, «примыкает» к термохимическим установкам  подготовки нефти, но предусматривает более глубокую очистку по сравнению со схемой .

Параметры системы очистки сточных пластовых вод, поступающих от одной из термохимических установок НГДУ Лениногорскнефть, следующие:

Напорные отстойники:

     Число

2

     Обвязка

Последовательная

     Вместимость единичной емкости, м3

100

     Тип

Горизонтальный

     Длительность отстоя при расходе 1600 м3/сут, мин

22

Фильтры:

     Число

4

     Обвязка

Параллельная

    Диаметр, м

1,6

     Тип

Вертикальный

Фильтрующий материал

Песок

     Толщина нижнего слоя (d =1,5 – 2 мм), см

30

     Толщина верхнего слоя ( d = 0,5 – 1,2 мм), см

100

     Скорость фильтрации при 1600 м3/ч, м/ч

8,4

     Периодичность промывки, ч

7 – 14

     Интенсивность промывки, л/(с  м2)

15

     Длительность промывки, мин

15 –25

     Периодичность замены песка, мес

7 – 8

Показатели процесса очистки приведены в таб. 1.7

Надо отметить,  что подготовленная таким образом СПВ закачивалась в нагнетательные скважины с проницаемостью от 0,17 до 0,80 мкм2 . В скважинах  с проницаемостью более 0,25 мкм2 снижение проницаемости не значительно.

Показатели процесса очистки сточных вод, поступающих от термохимических установок

Таблица 1.7

показатели

Место измерения

До НО

После НО

После фильтров

Температура среды, 0С

42 – 54

40 - 50

38 – 46

Содержание примесей, мг/л:

Углеводородных

46

35

20

механических

48

42

25

Необходимость использования специальных технологий и схем очистки СПВ возрастает в связи с возвратом к отбору пластовой продукции из верхних горизонтов. Строительство параллельных установок для подготовки продукции двух и более горизонтов на одной площади, как правило, неэффективно. Совмещенные технологии используются на месторождениях Волго – Уральского региона. Параметры системы очистки СПВ, поступающей с одной из ТХУ НГДУ Бугурусланнефть, приведены ниже.

Производительность, м3/сут

3000

Характеристика смешиваемых вод

Основ. элементы системы

Очистки

Содержащие FeS и содержащие H2S Ливнесброс, нефтеловушка, пруд-отстойник, водоочистные резервуары (ВР)

Характеристика ВР:

Число

3

Обвязка

последовательная

Единичный объем, м3

1000

Тип

вертикальный

Показатели процесса очистки смешанных СПВ

показатели

Место изменения

Вход СПВ

После нефтело-вушки

После

пруда-от-

стойника

После водоочистных резервуаров ВР

Без реаген-тов

С реагента-ми

Содержание, мг/л:

нефтепродуктов

50

43

40

19

10

Механических примесей

50

38

32

19

12

H2S

28

26,5

26,1

21

18

Водородный показатель рН

5,8

5,8

5,8

7,2

5,1

Надо сказать, что технология очистки смеси железосодержащих и сероводородсодержащих вод в качестве специфического элемента включает в себя процесс отработки химреагентами: известью (СаО) в количестве 75 мг/л и глиноземом (Al2O3) – 50 мг/л. Ввод химреагентов осуществляется через напорный смеситель непосредственно перед ВР. Другая особенность  очистки смешанных   (H2S, Fe) вод – развитая, система удаления осадков, так как  при смешении исходных  вод и особенно при их обработке известью и глиноземом образуется нерастворимое сернистое железо.

Результаты сравнения различных технологий очистки СПВ, для одинаковых условий, приведены в табл. 1.8

Сравнительные показатели технологий очистки СПВ

Таблица 1.8

Показатели очистки

фильтрование

Отстаивание в гидрофобных РВС

Пруды-отстойники

Содержание нефти, мг/л:

Диапазон

4 – 43

5 – 71

19 – 81

Среднее

12,5

30,3

45,3

Относительное загрязнение

1

2,4

3,6

При проектировании и эксплуатации систем очистки СПВ, входящих в состав УПН, необходимо учитывать влияние смежных объектов: технологических (нефтяных) резервуаров, средств утилизации, в том числе коммерческой, углеводородных и иных примесей.

Очистка сточных пластовых вод на нагнетательных скважинах

Очистка СПВ непосредственно на нагнетательных скважинах осуществляется чаще всего с целью восстановления их приемистости. На режиме самоизлива из полости нагнетательной скважины и из загрязненной призабойной зоны пласта выносятся СПВ. Механические примеси и углеводородные компоненты отделяются обычно с использованием трех схем.

По первой схеме загрязненная вода отбирается непосредственно из нагнетательной скважины, очищается на передвижной установке и снова закачивается в пласт. Состав передвижной водоочистной установки входят буферная емкость, фильтры и высоконапорный насос с дизельным приводом. Производительность установки - 30 – 40 м3/ч

По второй схеме у каждой нагнетательной скважины сооружаются резервуары-накопители или накопители СПВ суммарным объемом около 250 м3 с водонепроницаемыми днищем и стенками. Промывная вода из накопителей вывозится автоцистернами на базовые установки подготовки СПВ и УПНиВ.

По третье схеме загрязненные СПВ по давлением самоизлива подаются на очистные сооружения на УПНиВ. При этом на учасках от водораспределительного пункта (ВРП) до КНС и от КНС до УПНиВ сооружаются специальные водоводы либо используются вторые нитки рабочих водоводов. На КНС и ВРП

устанавливаются переключающие устройства. Исследования ТатНИПИнефти и Гипровостокнефти показали, что в первые 20 – 50 мин. Самоизлива, т.е. в период опорожнения полости скважины, в СПВ содержится фоновое количество примесей. Далее степень загрязнения резко возрастает до 10 г/л, а затем постепенно снижается. Продолжительность отбора загрязненных СПВ лимитируется дебитом самоизлива, от которого зависит скорость выноса механических примесей.  В таблице 1.9 приведены данные о динамике самоизлива нагнетательных скважин Ромашкинского (скв. 2040) и Мухановского (скв. 11, 602) месторождений.

Динамика самоизлива нагнетательных скважин Мухановского и Ромашкинского месторождений.

Таблица 1.9

Время самоизлива, ч.

Скважина 11

Скважина 602

Скважина 2040

Дебит,

м3/ч

Накопленный дебит,

М3/ч

Дебит,

м3/ч

Накопленный дебит,

М3/ч

Дебит,

м3/ч

Накопленный дебит,

М3/ч

0,17

33

5,5

48,3

7,3

45

7,9

0,33

29

10

36

13,3

44,1

15

0,50

25

15,1

33

18,8

42,8

22,5

1

22

28

29,7

33,7

36

41,8

2

18

43,5

26,4

61,1

21,6

69,6

3

16

60

23,7

85,9

-

-

6

14

102,5

20,2

149,3

-

-

10

12

150,8

14,7

170,8

-

-

33

9

373,6

8,8

453,1

-

-

160

4

1114

0,7

819

-

-

Минимальная скорость выноса для этих скважин достигается при дебите самоизлива около 20 м3/ч. Следовательно , продолжительность отбора в скв. 11 и 2040 составляет 1 – 2 ч, а в скважине 602 – около 6 часов.

Статистика



Яндекс.Метрика