способ подготовки нефти и использования попутно добываемого газа

Формула изобретения

Способ подготовки нефти и использования попутно добываемого газа, включающий разделение продукции скважин на воду, нефть и газ, смешение нефти и газа и их совместную транспортировку, отличающийся тем, что продукцию скважин подают в путевые подогреватели для ее нагрева до температуры 30-45°C, затем эту продукцию разделяют, после разделения продукции скважин часть газа подают в трубопровод транспортировки нефти в условиях, исключающих принудительное смешение с нефтью, и транспортируют совместно с нефтью до нового потребителя газа, при этом из отделившегося и свободного газа отделяют газовый конденсат при давлении 0,03-0,20 МПа, а в путевых подогревателях используют часть этого газа в качестве топливного газа, перед каждым новым потребителем эти операции повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке и транспорте нефти и газа и использовании попутного нефтяного газа.

Известен способ совместного транспорта нефти и газа, включающий отделение от нефти воды и газа с последующим смешением нефти и газа для совместного транспорта (авторское свидетельство СССР № 623049, опубл. 05.09.1978 г.).

Известен способ транспортирования газоводонефтяной смеси, включающий отбор продукции из скважин, создание давления нагнетания и транспортирование ее по трубопроводу, подачу в концевой делитель фаз, расслоение на фазы, отбор газа, нефти и воды отдельными потоками, отличающийся тем, что отбор газа и нефти из концевого делителя фаз производят одновременно, причем перед подачей на прием многофазного насоса дополнительно смешивают в соединительном трубопроводе, затем смесь направляют в центробежный сепаратор, откуда нефть в количестве 2-10% объемн. подают на прием многофазного насоса, а выделившийся газ вводят в основной поток нефти непосредственно перед транспортированием на установку подготовки нефти (Заявка № 96117647, опубл. 20.11.1998).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ транспортирования газоводонефтяной смеси с помощью многофазного насоса, согласно которому поступающая с групповых установок газоводонефтяная эмульсия по сборному трубопроводу поступает в концевой делитель фаз, где разделяется на три фазы - газ, нефть и воду. Отделившаяся вода с остаточным содержанием нефти по трубопроводу направляется потребителю, где используется для закачки в пласт. Выделившийся газ и газоводонефтяная смесь одновременно, раздельными потоками поступают в фильтр-смеситель, где происходит дополнительная очистка от мехпримесей и перемешивание нефти, газа и воды до однородной среды, подаваемой затем на прием многофазного насоса (Патент РФ № 2098714, опубл. 10.12.1997 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является длительная транспортировка газа, выполняемая совместно с нефтью, наличие затрат на транспортировку газа, нерациональное использование газа, который чаще всего в конце транспортировки сжигают на факеле.

В предложенном изобретении решается задача рационального использования газа и сокращение затрат на его транспортировку.

Задача решается тем, что в способе подготовки нефти и использования попутно добываемого газа, включающем разделение продукции скважин на воду, нефть и газ, смешение нефти и газа и их совместную транспортировку, согласно изобретению, после разделения продукции скважин часть газа направляют потребителю, оставшуюся часть газа подают в трубопровод транспортировки нефти в условиях, исключающих принудительное смешение с нефтью, и транспортируют совместно с нефтью до нового потребителя газа, перед новым потребителем газа, отделяют газ от нефти и отделившийся газ и свободный газ из трубопровода направляют новому потребителю, выполняют дальнейшую транспортировку нефти.

При наличии нескольких потребителей по пути транспортировки нефти и достаточного количества газа перед каждым потребителем отделяют газ от нефти и часть отделившегося газа и часть свободного газа из трубопровода направляют новому потребителю, оставшийся газ подают в трубопровод транспортировки нефти в условиях, исключающих принудительное смешение с нефтью, и транспортируют совместно с нефтью до нового потребителя газа, где операции повторяют.

Сущность изобретения

На промысле продукцию нефтедобывающих скважин разделяют на воду, нефть и газ, отделяют механические примеси. Долее газ сжигают в факелах, в лучшем случае частично используют на сжигание в печах теплообменников. Если газа достаточно много, его стараются направить потребителям, часто отстоящим от места разделения на многие километры. В основном такие потребители являются технологическими спутниками при транспортировке нефти и располагаются по пути нефтепровода. При этом для транспортировки газа строят дорогостоящие протяженные трубопроводы, находящиеся постоянно под давлением. Строительство и эксплуатация таких газопроводов весьма обременительна для промысла, поэтому зачастую жертвуют газом и сжигают его в факелах, но отказываются от строительства газопроводов. В предложенном изобретении решается задача рационального использования газа и сокращение затрат на его транспортировку. Задача решается следующим образом.

Продукцию нефтедобывающих скважин собирают на групповой замерной установке и через дожимную насосную станцию направляют на подготовку к транспорту. При этом в сепараторах выполняют разделение продукции скважин на воду, нефть и газ. Воду очищают и направляют в систему поддержания пластового давления. Газ частично используют на технологические нужды узла первичной подготовки нефти, сжигают в печах и теплообменниках и подогревают нефть для сепарации. Оставшуюся часть газа направляют в трубопровод транспортировки нефти, на входе в которых отсутствуют какие-либо устройства для смешения нефти и газа. Нефть и газ изначально транспортируют по трубопроводу в виде двух фаз. По мере продвижения газ частично растворяется в нефти, снижая вязкость нефти и облегчая течение нефти. Отсутствие устройств для смешения вызвано тем, что не имеет смысла добиваться смешения газа и нефти в трубопроводе, т.к. в конце концов придется снова разделять текущую среду на нефть и газ. Наличие частично не растворившегося газа облегчает сепарацию нефти и газа при таком разделении.

После транспортировки по нефтепроводу перед новым потребителем газа, отделяют газ от нефти и отделившийся газ и свободный газ из трубопровода направляют новому потребителю, выполняют дальнейшую транспортировку нефти.

При наличии нескольких потребителей по пути транспортировки нефти и достаточного количества газа перед каждым потребителем отделяют газ от нефти и часть отделившегося газа и часть свободного газа из трубопровода направляют новому потребителю, оставшийся газ подают в трубопровод транспортировки нефти в условиях, исключающих принудительное смешение с нефтью, и транспортируют совместно с нефтью до нового потребителя газа, где операции повторяют.

За счет такой транспортировки удается поставить газ потребителю газа без строительства газопровода.

Пример конкретного выполнения

На фиг.1 представлено устройство для подготовки нефти и использования попутно добываемого газа, которое включает: 1 - путевые подогреватели ПП-0,63АС; 2 - нефтегазосепаратор Е-1; 3 - горизонтальный отстойник Е-2; 4 - технологическую емкость Е-7; 5 - буферную емкость для сырой нефти Е-5; 6 - установку подготовки высокосернистой нефти (УПВСН-2); 7 - отстойник с гидрофобным фильтром (ОГЖФ) Е-3; 8 - буферную емкость для сточной воды Е-4; 9 - газосепаратор Е-6; 10 - конденсатосборник; 11 - компрессорную установку.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь (ГЖС) с групповой замерной установки обводненностью 60% под давлением до 0,5 МПа и температурой 5-10°C поступает на путевые подогреватели емкостного типа с промежуточным теплоносителем ПП-063АС № 1 и № 2, работающие параллельно, где происходит ее нагрев до 30-45°C. Нагретая в путевых подогревателях ГЖС поступает в нефтегазосепаратор (НГС) Е-1 (V-32 м³), где осуществляется 1 ступень сепарации жидкости. С НГС Е-1 промысловая жидкость поступает в горизонтальный отстойник Е-2 (V-200 м³ ), где под давлением 0,09-0,49 МПа происходит горячий отстой и сброс пластовой воды. Далее нефть с отстойника Е-2 поступает в технологическую емкость Е-7 (V-100 м³), где происходит остаточный сброс пластовой воды. С Е-7 сырая нефть поступает в буферную емкость Е-5 (V-25 м³), откуда насосным агрегатом объемного типа (Н-1) откачивается на установку подготовки высокосернистой нефти УПВСН-2.

Пластовая вода, после сброса с отстойника Е-2 направляется на очистку в отстойник жидкостной с гидрофобным фильтром (ОГЖФ) Е-3 (V-100 м³ ). После очистки от нефтепродуктов в Е-3, вода подается в буферную емкость Е-4 (V-200 м³), откуда с содержанием нефтепродуктов не более 60 мг/л и взвешенных частиц до 50 мг/л откачивается насосом типа ЦНС под давлением до 10 МПа в систему поддержания пластового давления.

Выделившийся попутный нефтяной газ из емкостей Е-1, Е-3, Е-4, Е-5, Е-7 поступает в газосепаратор Е-6 (V-4 м³), где при давлении от 0,03-0,2 МПа происходит отделение газового конденсата. Из Е-6 нефтяной попутный газ поступает в путевые подогреватели ПП-0,63 АС № 1, 2, где используется в качестве топливного газа. Часть газа, через конденсатосборник с помощь компрессорной установки К-33 подается в напорный нефтепровод и далее перекачивается на УПВСН-2, где снова отделяется от нефти и используется в качестве топлива в печах подогрева нефти.

Температурный диапазон 30-45°C нагрева в путевых подогревателях обеспечивает не полное разделение продукции скважин, а лишь частичное. Количество выделяемого газа достаточно для нужд потребителя газа с небольшим запасом. Этот запас не потребленного газа возвращают в трубопровод транспортировки нефти. Оставшийся неотделенным газ в продукции скважин способствует меньшему увеличению вязкости, возникающему при отделении газа, за счет чего снижаются затраты на транспортировку продукции скважин по трубопроводу транспортировки нефти.

Условия, исключающие принудительное смешение газа с нефтью, обеспечивают меньшее смешение газа с нефтью при транспортировке и уменьшение затрат на отделение газа перед следующим потребителем газа. Эта часть газа практически не влияет на снижение вязкости продукции скважин, поэтому нет смысла полностью смешивать этот газ с нефтью для транспортировки. Однако при выделении газа для следующего потребителя этот не смешавшийся с нефтью газ оказывается весьма полезен и позволяет экономить средства на выделение газа для потребителя. Условия, исключающие принудительное смешение газа с нефтью, могут быть осуществлены разными способами, например, организацией ламинарного течения жидкости по трубопроводу, выполнением трубопровода с нулевым или минимальным уклоном без перехода уклона в противоположную сторону, т.е. без вершин и впадин, применением трубопровода диаметром, заведомо большим, чем необходимо для максимального наполнения трубопровода и т.п.

Диапазон давлений 0,03-0,20 МПа при отделении газового конденсата из отделившегося и свободного газа позволяет не полностью отделить газовый конденсат из газа. Часть оставшегося в газе газового конденсата практически не влияет на теплотворную способность газа в путевых подогревателях при использовании его в качестве топливного газа, но способствует снижению вязкости продукции скважин при возвращении части газа в трубопровод транспортировки нефти. Газовый конденсат, являясь жидкостью, легче газа смешивается с нефтью, понижая ее вязкость, что облегчает ее транспортировку по трубопроводу.

В результате удается транспортировать газ по нефтепроводу потребителю с достижением полезного использования газа.

Применение предложенного способа позволит добиться рационального использования газа и сокращения затрат на его транспортировку.