Приоритеты для проектирования эффективных процессов добычи, сбора, подготовки, транспортировки и хранения нефти Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 665.6/.7

Сайдахмедов Э.Э. заместитель председателя правления, АО «O'ZLITINEFTGAZ», Ташкент, Республика Узбекистан Saydakhmedov E.E.

Deputy Chairman of the Board, JSC «O'ZLITINEFTGAZ», Tashkent, Republic of Uzbekistan E-mail: m.toshmatova@liting.uz

Приоритеты для проектирования эффективных процессов добычи, сбора, подготовки,

транспортировки и хранения нефти

Priorities for designing efficient processes of extraction, collection, preparation,

transportation and oil storage

Аннотация: В статье приводятся результаты системного анализа процессов при добыче, сборе, подготовке, транспортировании и хранении нефти на месторождения Узбекистана и дана методика, обеспечивающая устойчивую работу установок подготовки нефти (УПН).

Abstract: The article presents the results of a systematic analysis of processes during the extraction, collection, preparation, transportation and storage of oil to the fields of Uzbekistan and provides a methodology that ensures the stable operation of oil treatment plants (UPN).

Ключевые слова: единичный базисный процесс; сложная дисперсная система; термохимическое обезвоживание и обессоливание нефти; методология комплексности решения подготовки сложных множественных эмульсий на УПН; поэтапная модернизация нефтепромысловой технологии.

Keywords: single basic process; complex dispersed system; thermochemical dewatering and desalination of oil; methodology of complexity of the solution for the preparation of complex multiple emulsions at UPN; phased modernization of oilfield technology.

Проектирование новых объектов и модернизация существующих сооружений и технологических процессов к ним для месторождений с

трудноизвлекаемыми запасами (ТИЗ) имеет свои особенности и главная из которых комплексный и системный подход при принятии решения по внедрению гибкой нефтепромысловой технологии. Гибкая нефтепромысловая технология, предназначенная для разработки и эксплуатации месторождения нефти с ТИЗ, вбирает в себя достижения двух целей — обеспечение высокого показателя конечного коэффициента извлечения нефти (КИН) и организация эффективной подготовки нефти для нефтепереработки. Двуединая задача требует генерирования и внедрения инновационных решений, в основе которых используются процессы, обеспечивающие эффективность ресурсо- и энергосбережения, в итоге позволяющие оптимально распределять средства и повысить эффективность инвестиций.

Рассмотрим особенности решения второй задачи обеспечение подготовки нефти для нефтепереработки. Для проектирования эффективной УПН в условиях добычи нефти из ТИЗ необходимы:

— надежная база исходных данных;

— проведение комплексной научно-исследовательской работы (НИР) по формированию специальной базы исходных данных;

— на основе результатов специальной НИР выработка мер по регулированию свойств сложных дисперсных эмульсионных смесей в нужном направлении;

— поэтапное внедрение модернизаций в единичные базисные процессы нефтепромысловой технологии в целях обеспечения разрушения сложных множественных водонефтяных эмульсий (ВНЭ).

Классика приоритетов для термохимического обезвоживания и обессоливания (ТХОиО) нефти на УПН сводится к выполнению следующих условий:

— обеспечение укрупнения капель эмульгированной воды в дисперсной системе нефть — пластовая вода до значений 200 мкм в основной массе 90% и более;

— поддержание разности плотностей нефти и пластовой воды в приемлемых интервалах и регулирование вязкости нефти в заданном диапазоне;

— механическое ослабление прочности бронирующих оболочек вокруг капель воды и создание благоприятных гидравлических условий для коалисценции капель воды;

— подбор эффективного деэмульгатора и способа его дозирования в эмульсию с уточнением оптимального времени отстоя при расслоении.

Классическая методика проектирования УПН предусматривает поступление на подготовку из месторождения(ий) усредненного сырья в составе нефть, попутный газ, пластовая вода и их смеси заданного свойства, не изменяющегося во времени. Однако при эксплуатации месторождения с ТИЗ нефти на практике имеем дело с различными случаями отступления состава и, особенно свойств сырья от проектных подаваемых на УПН.

Системный анализ многолетнего мониторинга за эксплуатацией УПН и результаты выполненных специальных исследований сырья и товарной нефти на месторождениях Узбекистана позволили установить следующие наиболее характерные причины некачественной подготовке нефти в процессах сепарации, обезвоживании, обессоливании, а также причины дополнительной экологической нагрузки на природную среду:

1) частая корректировка удельного расхода деэмульгатора;

2) недостаточный нагрев эмульсии;

3) отсутствие линии внутренней перекачки для повторной подготовки некачественной нефти, скапливаемой в резервуарах хранения;

4) неполный дренаж вод из резервуаров;

5) неэффективное использование существующего оборудования;

6) вовлечение ловушечной нефти и нефти других месторождений без увязки с технологическим регламентом;

7) эксплуатация нефтедобывающих скважин с осложняющими факторами - высокая обводненность, прорыв газа из газовой шапки, частые КРС по удалению АСПО в ПЗП и стволе скважин;

8) бесконтрольное применение земляных ловушек для стабильных эмульсий и прудов испарителей пластовых вод;

9) отсутствие стратегии по утилизации низконапорного газа.

Основными факторами, влияющими на перечисленные выше отклонения

в работе УПН, были определены следующие:

— изменение по времени физико-химических свойств нефтегазоводяной смеси добывающих скважин;

— низкая эффективность деэмульгатора из-за неправильного его применения;

— недостаточный лабораторный контроль над процессом разрушения эмульсии;

— отсутствие гибкости в схеме УПН, не позволяющей оперативно вносить коррективы к изменившимся условиям на месторождении(ях);

— отсутствие плана работы для УПН при поступлении на подготовку сложных дисперсных эмульсионных смесей.

На практике в таких ситуациях дорабатывали нефтепромысловую технологию «на ходу» без научного обоснования и, как правило, эти решения включали в себя следующие:

— нагрев эмульсии до температур 80оС (обеспечивается разрушение кристаллической решетки тугоплавких парафинов и церезинов, удерживающих капельки воды в нефтяной фазе);

— смешивание с легкой нефтью (создаются условия увеличения скорости расслоения эмульсии на нефть и воду);

— обращение фаз с одновременным разрушением бронирующих слоев вокруг капель эмульгированной воды (обеспечивается разрушение и вынос основной массы стабилизаторов эмульсии — углистых частичек и механических примесей, которые с избытком содержатся в ловушечной нефти);

— ранний ввод деэмульгатора в поток сырой нефти через скважины (исключается образование стабильных водонефтяных эмульсий и замедляется процесс ее старения);

— использование вторичного тепла и остаточного деэмульгатора в подтоварной воде технологических резервуаров путем рециркуляции ее части на прием аппарата предварительного сброса воды;

— применение линии внутренней перекачки для периодической зачистки товарных резервуаров и подачи нижних слоев нефти, не отвечающих требованиям стандарта на качество.

Все выше отмеченные условия, критерии оптимальности, приоритеты и предложения по обеспечению эффективности в работе УПН нашли свое отражение в работах [1, 2]. А в целях устранения спонтанности решений и хаотичности в действиях персонала УПН даны дополнения по уточнению выполняемых работ при проектировании, которые учтены в разработанном документе «Правила комплексного проектирования при разработке (доразработке) месторождений углеводородного сырья» (NGH 39.0-110:2021, Ташкент, АО «Узбекнефтегаз»). То есть при проектировании надо рассматривать вариант поэтапной модернизации нефтепромысловой технологии, по мере внедряемых геолого-технических мероприятий по интенсификации добычи нефти с выдачей единого проекта (параллельное проектирование подземной и наземной частей) для объекта добычи нефти с ТИЗ.

Заключение

Эффективность выбора наиболее доступной нефтепромысловой технологии подкрепляется выполнением:

— системного комплексного анализа объекта добычи нефти с разбиением технологии на элементарные процессы, происходящие — в пласте, скважине, системах сбора, подготовки, транспорта и хранения;

— установление связи происходящих явлений (на уровне единичного процесса события, приводящие к изменению физического состояния флюида

(нефть, газ, вода и их смеси) в рассматриваемом объекте нефтепромысловой технологии) на формирование событийных факторов и выборка из них для последующего изучения — в нашем случае это будет касаться формирования, упрочнения и стабилизации сложно множественной эмульсионной дисперсной смеси;

— идентификацию и группирование базисных процессов, которые следует подвергать коррекции для ослабления структурно-механических свойств сложных дисперсных систем;

— составление программы НИР специальных исследований флюидов по выработке исходных данных о составе и свойствах нефти и ее дисперсных систем в диапазоне температур 5-60оС с варьированием состава приближенного к условиям эксплуатации на всех этапах жизненного цикла проекта;

— разработку мер коррекции базисного процесса с учетом наработки исходных данных по программе НИР с генерированием новых инновационных способов регулирования и управления над ними;

— уточнение точки воздействия на эмульсии поэлементно для рассматриваемого объекта и установление порядка подачи сырья на УПН;

— управление процессом разрушения эмульсий на УПН;

— выработку генеральной схемы нефтепромысловой технологии с УПН при обязательном обеспечении энерго и ресурсосберегающих мер.

Список литературы

1. Шафиев Р.У. Методические основы промысловой подготовки нефти на различных этапах разработки месторождений // Автореферат дисс. к.т.н., — Ташкент, — 2007. — 24 с.

2. Шафиев Р.У. Методологические основы совершенствования нефтепромысловых технологий // Автореферат дисс. д.т.н., — Ташкент, — 2021. — 61 с.