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).