Технологическая модель современной системы сбора промысловой продукции, транспорта и подготовки нефти и воды состоит из девяти элементов, которые представлены на рис.6.
Элемент 1. Участок от устья добывающих скважин до групповых замерных установок (ГЗУ), здесь продукция скважин в виде трехфазной смеси (нефть, газ, вода) по отдельным трубопроводам перекачивается до узла первичного замера и учета продукции.
Элемент 2. Включает участок от ГЗУ до дожимных насосных станций (ДНС), где продукция скважин разделяется на жидкую и газовую фазы (первая ступень сепарации). На данном участке возможно образование достаточно высокодисперсной водогазонефтяной эмульсии, стойкость которой будет зависеть от физико-химических характеристик конкретной нефти и воды.
Элемент 3. ДНС—газосборная сеть (ГСС). В этом элементе нефтяной газ из булитов (емкостей), являющихся первой ступенью сепарации, отбирается в газосборную сеть под давлением узла сепарации.
Элемент 4. ДНС — УКПН. Данный элемент включает участок от ДНС до установки комплексной подготовки нефти (УКПН). В некоторых нефтяных регионах такой узел называют «центральный пункт сбора продукции (ЦПС)».
Элемент 5. ДНС — установка предварительного сброса воды (УПСВ). Часто данный элемент бывает совмещенным с одновременным отделением газа первой ступени сепарации; затем вода проходит доочистку до нужного качества.
Элемент 6. УПСВ – КНС. Отделившаяся вода необходимого качества и количества из емкостей УПСВ (отстойные аппараты) силовыми насосами подается на кустовую насосную станцию (КНС) для нагнетания в пласт.
Элемент 7. УКПН – установка подготовки воды. Этот элемент также является совмещенным, т.к.одна из ступеней используется для отделения и очистки водной фазы, а вторая – для разделения и разрушения эмульсии промежуточного слоя, которая накапливается в резервуарах товарного парка.
Элемент 8. Установка подготовки воды – КНС. Вся водная фаза ( как сточная вода) с узла подготовки воды по отдельному трубопроводу транспортируется в этом элементе до кустовой насосной станции.
Элемент 9. КНС – нагнетательная скважина (пласт). На этом участке очищенная от мехпримесей и нефтепродуктов сточная вода силовыми насосами КНС закачивается в нагнетательную скважину и далее в пласт.
На основании обобщения передового опыта эксплуатации и научных исследований в отрасли разработаны унифицированные технологические схемы по сбору и подготовке нефти, газа и воды.
В основу этих схем положено совмещение в системе герметизированного нефтегазосбора процессов транспорта и подготовки продукции скважин для ее последующего разделения в специальном оборудовании при максимальном концентрировании основного оборудования по подготовке нефти, газа и воды на центральных нефтесборных пунктах (ЦНП). Это дает возможность автоматизировать промысловые объекты с наименьшими капитальными вложениями.
Существует несколько вариантов унифицированных технологических схем. Например:
1. I ступень сепарации размещается на площадке ДНС, осуществляется предварительное обезвоживание нефти при давлении I ступени сепарации. Качество сбрасываемой пластовой воды должно удовлетворять требованиям к ее закачке в трещиновато-пористые коллекторы как наиболее распространенные.
2. На месторождении размещается сепарационная установка без сброса воды.
Нефть совместно с выделившимся из нее газом в нормальных условиях не может транспортироваться на большие расстояния, т.к. объем выделившегося газа в несколько десятков раз превышает объем жидкости и для совместного их транспорта необходимо было бы сооружать трубопроводы большого диаметра, что очень дорого. Поэтому на нефтяных месторождениях совместный сбор и транспорт нефти и нефтяного газа осуществляют только на экономически целесообразные расстояния (табл. 2), а затем нефть и выделившийся из нее газ транспортируют отдельно. Для этого предварительно разделяют нефтегазовый (нефтеводогазовый) поток на два - нефтяной (водонефтяной) и газовый.
Таблица 2
Допустимая протяженность однотрубного транспорта в зависимости от рельефа трасс трубопроводов и вязкости продукции, км
|
Объем прдук-ции, тыс. т/год |
Давление в начале трубо-прово-да, Мпа |
Внутренний диаметр трубо-прово-да, м |
Вязкость продукции скважин (нефть, газ, вода), м2/с |
||||||||
|
10-5 |
8 * 10-5 |
2 * 10-4 |
|||||||||
|
Относительная сумма подъемов трассы трубопровода, м/км |
|||||||||||
|
15 |
30 |
40 |
15 |
30 |
40 |
15 |
30 |
40 |
|||
|
100 |
1,5 |
0,255 |
21,6 |
11,8 |
8,3 |
20,0 |
11,5 |
8,2 |
17,3 |
10,3 |
7,3 |
|
300 |
0,357 |
21,0 |
11,6 |
8,2 |
19,4 |
11,3 |
8,0 |
18,0 |
10,6 |
7,4 |
|
|
1000 |
0,509 |
19,7 |
11,3 |
8,1 |
17,9 |
10,8 |
7,8 |
16,3 |
10,0 |
7,2 |
|
|
100 |
2,0 |
0,255 |
36,7 |
19,6 |
14,6 |
34,0 |
19,0 |
14,3 |
29,1 |
17,0 |
12,5 |
|
300 |
0,357 |
35,7 |
19,4 |
14,5 |
33,3 |
18,7 |
14,1 |
30,0 |
17,4 |
12,7 |
|
|
1000 |
0,509 |
33,7 |
18,9 |
14,2 |
30,6 |
18,0 |
13,7 |
27,8 |
16,7 |
12,4 |
|
|
100 |
3,0 |
0,255 |
70,0 |
38,1 |
33,8 |
63,8 |
37,4 |
32,0 |
54,6 |
31,7 |
25,0 |
|
300 |
0,357 |
66,3 |
37,9 |
33,5 |
64,8 |
37,0 |
32,3 |
56,4 |
32,6 |
25,6 |
|
|
1000 |
0,509 |
65,5 |
37,2 |
32,2 |
60,0 |
35,6 |
31,5 |
53,5 |
31,5 |
25 |
|
Нефть, прошедшая установки подготовки, называется товарной.
Нефти различных месторождений отличаются по химическому составу и товарным свойствам. Из некоторых нефтей можно получить без дополнительной обработки высокооктановый бензин; другие, например, мангышлакская, содержат в большом количестве парафины, являющиеся ценным химическим сырьем.
Схема переработки нефти на заводе зависит от качества нефти. Например, при переработке сернистых нефтей в состав завода включаются установки по очистке продукции от серы, при переработке парафинистых нефтей – установки депарафинизации.
Но вводить раздельную перекачку нефтей в зависимости от их сортов нерационально, т.к. это усложнит нефтепромысловое хозяйство, увеличит размеры резервуарного парка, приведет к созданию сложной системы нефтепроводов.
Поэтому на практике нефти смешиваются в районах добычи и направляются на переработку в виде смеси.
По магистральному трубопроводу в пределах определенного региона перекачивается типовая нефть.
Смешиваются нефти после их исследования. Иначе может произойти обесценивание получаемой продукции. Например, если смешать сернистую и малосернистую нефти, то не удастся получить малосернистый кокс и т.д. От особенностей химического состава нефтей зависит направление их переработки: нефти, содержащие больше светлых фракций и меньше серы, перерабатываются по топливной схеме (производство моторных, реактивных и дизельных топлив), а нефтесмесь, типа усть-балыкской, содержащая больше масляных фракций – по топливно-масляной схеме.