авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Интенсификация процессов очистки продукции скважин от сероводорода и меркаптанов

-- [ Страница 3 ] --

Результаты испытаний реагента «Дарсан-Н» по очистке газа от сероводорода при указанных режимах показывают, что реагент «Дарсан-Н» при подаче его в соотношении 8 весовых частей реагента с 1 частью сероводорода обеспечивает полную очистку газа от Н2S.

На рисунке 3 показаны результаты испытаний при величине дозировки реагента в соотношении с сероводородом 8:1.

Отработанный реагент «Дарсан-Н» после насыщения его сероводородом был испытан на биоцидную активность по подавлению сульфатвосстанавливающих бактерий по схеме. Результаты экспериментов совпали с полученными при лабораторных исследованиях и описанными во второй главе.

  Результаты испытаний при дозировке реагента 8:1 По результатам-5

Рисунок 3 Результаты испытаний при дозировке реагента 8:1

По результатам эксперимента для очистки попутного газа на УПСВ «Вятка» предложена установка, принципиальная схема которой представлена на рисунке 4. Данная установка состоит из вертикальной емкости с внутренним контактным устройством 1. Сверху в емкость в процессе работы подается реагент «Дарсан-Н» 2, а снизу попутный газ 3. Попутный газ, проходя через реагент, в вертикальной емкости очищается от сероводорода. Для более полного использования реагента выходящий из емкости реагент 4 отправляется в специальную дополнительную емкость 5, в которую подается исходный газ 6.

Отработанный реагент «Дарсан-Н» используется как биоцид для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий в системе поддержания пластового давления (ППД). Избыток отработанного реагента можно реализовывать в качестве товарного продукта (биоцида).

Таким образом, применение в технологических процессах нейтрализатора сероводорода «Дарсан-Н» позволяет подготовить попутно добываемый газ для использования на собственные нужды или реализации на сторону, снизить загрязнение окружающей среды сернистыми соединениями, исключить сжигание кислого газа на факеле, получить ценный товарный продукт – биоцид.

Рисунок 4 – Принципиальная схема установки по очистке газа

Приводятся данные по опытно-промышленным испытаниям реагента «Дарсан-Н» при очистке газа от сероводорода в системах сбора продукции удаленных скважин и малодебитных месторождений.

При добыче нефти на удаленных скважинах или малодебитных месторождениях их обустраивают по индивидуальной схеме сбора. Подобные объекты обычно имеют низкие газовые факторы, причем газ является низкокалорийным, в его составе отмечается высокое содержание азота при значительном содержании сероводорода. Зачастую газ трудно сжигать на факеле и его направляют на свечу рассеивания. Нефть с таких месторождений вывозится автотранспортом.

Единственно возможным вариантом защиты атмосферного воздуха на подобных объектах является химическая нейтрализация сероводорода в газе, направляемом на свечу рассеивания или факел. Предложен метод для ее осуществления. Испытание его на промыслах затруднительно из-за нестабильной работы скважин и сложности осуществления контроля за состоянием воздушной среды в условиях пробкового режима течения газожидкостной смеси, поступающей в сепаратор.

С целью обеспечения точности и достоверности эксперимента по испытанию метода эксперименты были проведены на сливных эстакадах ОАО «Югтранзитсервис». Расход реагента, обеспечивающий 100 %-ное улавливание всего сероводорода и меркаптанов в мазуте и их отсутствие в воздушной среде, составляет до 60 кг на 1 цистерну.

В главе излагаются результаты опытно-промышленных испытаний технологии очистки мазута от сероводорода и легких меркаптанов с использованием реагента «Дарсан-Н» на Астраханском ГПЗ. Мазут в данном эксперименте является аналогом высоковязких нефтей. Установлено, что время очистки высоковязких углеводородных сред в 3…5 раз больше, чем для очистки маловязкого продукта. Перемешивание, подогрев ускоряют процесс и углубляют степень очистки.

В четвертой главе рассмотрены вопросы интенсификация процессов разделения и очистки продукции скважин от сероводорода и меркаптанов гидроциклонированием.

В результате лабораторных и промысловых исследований показано, что реагент «Дарсан-Н» является эффективным нейтрализатором сероводорода и легких меркаптанов в жидких и газовых средах. Процесс нейтрализации можно интенсифицировать, если заменить принятое на промыслах гравитационное разделение газожидкостных смесей на разделение в вихревых аппаратах. Подобный эффект может достигаться при использовании известных в нефтяной промышленности гидроциклонов. Гидроциклон является одним из наиболее оптимальных блочных аппаратов для стабилизации нефти на установках подготовки. Однако следует учесть, что интенсивность гидроциклонирования не должна превышать некоторых критических значений, чтобы избежать дробления пузырьков и уменьшить отрицательное влияние дробления на сепарацию в гидроциклоне.

В гидроциклоне, используемом для очистки нефти путем удаления сероводорода и меркаптанов, переход их из закрученного потока жидкости в центр вращения потока (парогазовый шнур) осуществляется за счет:

- механической сепарации пузырьков газа, выделившихся из жидкости до входа в гидроциклон за счет смещения термодинамического равновесия;

- диффузного переноса из жидкости в газовые пузырьки внутри гидроциклона и их последующего выделения в парогазовый шнур;

- образования газовых пузырьков за счет изменения коэффициента фазового равновесия системы «газ (пар) – жидкость» и их последующего выделения в центр вращения потока.

В главе представлены результаты аналитических исследований действия сил в гидроциклоне, механизма дробления пузырьков газа. Установлены зависимости критического диаметра газового пузырька газа и размера газового шнура от параметра

,

характеризующего степень закрученности потока и коэффициент падения начальной циркуляции Г, отражающих конструктивные параметры гидроциклона, позволяющие выполнить его расчет:

,

где rсл – радиус сливного патрубка; Н, – геометрические характеристики гидроциклона; rk радиус цилиндрического канала.

Предложена методика расчета гидроциклонного сепаратора.

На основе выполненных научных исследований и анализа применяемых при очистке углеводородного сырья способов, технологий, технологических схем, устройств автором сделан ряд предложений, обеспечивающих интенсификацию процессов разделения продукции скважин и удаления сероводорода и меркаптанов. Одним из них является способ удаления и нейтрализации сероводорода и меркаптанов при комбинированной обработке гидроциклонированием с нагревом и обработкой реагентом «Дарсан-Н».

Особенностью технологической схемы, реализующей способ, является наличие гидроциклона, в котором обеспечивается предварительный нагрев продукции за счет снабжения его нагревательным устройством, осуществляющим нагрев с помощью электроэнергии. Кроме того, гидроциклонный элемент выполнен так, что на расстоянии 1/3 от основания конической части угол конусности уменьшается на 30 %. По сравнению с традиционными гидроциклонными элементами это изменение конструкции позволило интенсифицировать процесс гидроциклонирования за счет увеличения степени разрежения в центре газового шнура. Применение усовершенствованной конструкции гидроциклона увеличивает величину разрежения приблизительно на 15…20 % и обеспечивает создание устойчивого парогазового шнура в центре вращения потока.

Непосредственный нагрев продукции в гидроциклонном элементе дает возможность более полного удаления сероводорода и меркаптанов с одновременным уменьшением потерь углеводородов. Для улавливания капельной жидкости парогазовую смесь направляют в емкость-накопитель и далее в конденсатор-холодильник. Стабильную продукцию скважин после удаления из нее в результате гидроциклонирования значительной части сероводорода и меркаптанов откачивают насосом, на прием которого подают реагент-нейтрализатор. В конденсаторе-холодильнике тяжелые фракции легких углеводородов выделяют в виде конденсата и подают вместе с другими газами в бензосепаратор, в котором происходит гравитационное отделение сероводорода и меркаптанов с «сухими» газами от жидкости. Выделившийся в бензосепараторе сероводород и меркаптаны вместе с «сухим» газом подают в низ массообменной объемной насадки, выполненной из регулярной проволочной насадки и постоянно смачиваемой реагентом. Продукты нейтрализации сероводорода и меркаптанов вместе со сточными водами подают на кустовые насосные станции (КНС)
с целью поддержания пластового давления и подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Углеводородные газы и конденсат направляют
потребителям.

Апробирование этого способа производилось на установке нефтесборного пункта «Алаторка» ООО «Башминерал». Там же были проведены опытно-промышленные испытания комбинированной системы сероочистки, в которых исследовались различные сочетания интенсифицирующих факторов: подогрева, наличия гидроциклона, реагента. Результаты исследований представлены на рисунке 5.

1 в емкости с нагревом; 2 в емкости с нагревом и нейтрализатором;
3 – в гидроциклоне; 4 – алгебраическая сумма эффектов очистки
в гидроциклоне с нагревом и нейтрализатором; 5 – фактический эффект
очистки в гидроциклоне с нагревом и нейтрализатором

Рисунок 5 – Степень очистки нефти от сероводорода в зависимости
от температуры

Испытания показали, что эффект совместного воздействия теплового и центробежного полей и реагентов-нейтрализаторов сероводорода выше, чем алгебраическая сумма эффектов очистки в гидроциклоне, нагрева и нейтрализации реагентом.

Таким образом, установлен синергизм воздействия реагентов-нейтрализаторов сероводорода в сочетании с тепловым и центробежным полями на процесс очистки продукции скважин от сероводорода.

Применение гидроциклонов способствует раннему и более глубокому разделению продукции скважин.

Для нефтесборного пункта «Алаторка» ООО «Башминерал» предложена технологическая схема, реализующая комбинированный способ сероочистки углеводородного сырья.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Выполнив аналитический обзор методов подготовки продукции скважин, установлено:

- наименее разработанными являются вопросы подготовки попутного газа, включающие как выбор метода, так и подбор реагентов;

- опыт заводской очистки углеводородного сырья от сероводорода и легких меркаптанов в большинстве случаев не может быть адаптирован к промысловым условиям из-за экономической нецелесообразности при малых объемах обрабатываемой продукции и специфических особенностей установок сбора и подготовки нефти, газа и конденсата;

- наиболее приемлемым методом очистки углеводородного сырья от сероводорода и легких меркаптанов на месторождениях нефти, содержащих сероводород, является вариант химической нейтрализации универсальными реагентами, действующими как в жидкой среде различной вязкости, так и в газовой среде.

2. Результаты лабораторных исследований эффективности реагента «Дарсан-Н» показали:

- при взаимодействии реагента «Дарсан-Н» с исходным сырьем происходит эффективное снижение содержания сероводорода и легких меркаптанов в очищенном продукте;

- глубина очистки прямо пропорциональна концентрации реагента;

- эффективность очистки повышается при более высокой температуре ведения процесса;

- применение дополнительных контактных диспергирующих устройств способствует повышению эффективности процесса очистки.

3. В результате выполненных промысловых исследований установлено:

- реагент «Дарсан-Н» при подаче его в соотношении 8 весовых частей реагента с 1 частью сероводорода обеспечивает полную очистку газа от Н2S, что позволяет его полную утилизацию. По результатам эксперимента для очистки попутного газа на УПСВ «Вятка» предложена принципиальная схема абсорбционной установки;

- для активации действия реагента необходимо его постоянное движение, т.е. необходимо обеспечение тесного контакта очищаемого газа и реагента. Процесс нейтрализации сероводорода осуществляется более эффективно, если смесь продукта и реагента турбулизировать в потоке, что может быть осуществлено за счет применения вихревых аппаратов гидроциклонов.

4. Определены аналитические зависимости критического диаметра газового пузырька и размера газового шнура от параметра, характеризующего степень закрученности потока и коэффициент падения начальной циркуляции, отражающих конструктивные параметры гидроциклона, позволяющие выполнить его расчет. Предложены методика расчета гидроциклонного сепаратора и технологическая схема с использованием усовершенствованной конструкции гидроциклона.

5. Предложены новые технико-технологические решения по интенсификации процессов очистки продукции скважин от сероводорода и меркаптанов путем совместного воздействия теплового и центробежного полей и реагентов-нейтрализаторов сероводорода. Разработаны технология и схема комбинированного разделения продукции скважин и очистки ее компонентов от сероводорода и меркаптанов с использованием термогидрорегулирования потоков и обработки регентом «Дарсан-Н», обеспечивающие достижение нормативных показателей.

6. Установлено, что отработанный после очистки газа от сероводорода реагент «Дарсан-Н» способен подавлять рост сульфатвосстанавливающих бактерий в сточной воде УКПН «Ашит» при дозировке его не менее 300 мг/дм3, т.е. может применяться в качестве биоцида.

7. При проведении промысловых испытаний на различной продукции ОАО «Югтранзитсервис» и Астраханского ГПЗ установлена возможность эффективного применения реагента «Дарсан-Н» для нейтрализации серосодержащих испарений в системах хранения и ж/д перевозки нефти и нефтепродуктов (конденсата, мазута).

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

  1. Бийбулатов А.М., Колесников А.Г., Ахсанов Р.Р. Механизм удаления сероводорода и меркаптанов из нефти гидроциклонированием // Нефтегазовый сервис – ключ к рациональному использованию энергоресурсов. Матер. научн.-практ. конф. 14-15 ноября 2007 г. – Уфа, 2007. С. 224-231.
  2. Ахсанов Р.Р., Колесников А.Г. Удаление и нейтрализация сероводородов и меркаптанов гидроциклонированием // Нефтегазовое дело. 2008.
    Т. 6. С. 212-215.
  3. Костилевский В.А., Ахсанов Р.Р., Колесников А.Г. Расчет гидроциклонного сепаратора для стабилизации нефти // Проблемы освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и газа. 2008. Вып. V. С. 307-313.
  4. Костилевский В.А., Караченцев В.Н., Колесников А.Г., Ахсанов Р.Р. Механизм разделения неоднородных систем в гидроциклонах // Роль науки в развитии топливно-энергетического комплекса. Матер. научн.-практ. конф. 24 октября 2007 г. в рамках VII Российского энергетического форума. – Уфа, 2007. С. 14-15.
  5. Бийбулатов А.М., Ахсанов Р.Р., Колесников А.Г. Интесификация процесса получения легких углеводородов гидроциклонированием продукции скважин // Роль науки в развитии топливно-энергетического комплекса. Матер. научн.-практ. конф. 24 октября 2007 г. в рамках VII Российского энергетического форума. – Уфа, 2007. С. 74-76.
  6. Пат. 2341722 РФ, МПК F 17 D 1/08. Герметизированная установка сбора и подготовки продукции скважин / Р.Р. Ахсанов, А.М. Бийбулатов, А.Г. Колесников, В.Н. Караченцев, А.Г. Латипов (РФ). 2007119738; Заявлено 28.05.2007; Опубл. 20.12.2008; Бюл. 35.
  7. Пат. 68093 РФ, МПК F 17 D 3/05. Установка подготовки нефти / Р.Р. Ахсанов, А.М. Бийбулатов, А.Г. Колесников, В.Н. Караченцев, А.Г. Латипов (РФ). 2007119738; Заявлено 25.05.2007; Опубл. 10.11.2007; Бюл. 31.
  8. Патент (положительное решение) МПК С 10 G 29/50. Способ удаления и нейтрализации сероводорода и меркаптанов и установка для его осуществления / А.И. Бийбулатов, Р.Р. Ахсанов, А.Г. Колесников (РФ). 2351633; Заявлено 21.06.2007; Опубл. 10.04.2009; Бюл. 10.
  9. Коханчиков Л.А., Андрианов В.М., Колесников А.Г. Установка для подготовки сероводородсодержащей нефти к транспорту // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. 2009. – Вып. 2(76). – С. 35-38.
  10. Колесников А.Г., Коханчиков Л.А. Очистка углеводородного сырья от сероводорода и легких меркаптанов // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. 2009. – Вып. 2(76). – С. 39-42.
  11. Карамышев В.Г., Костилевский В.А., Колесников А.Г. Улавливание нефти из потока пластовых вод // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. 2008. – Вып. 2(72). – С. 7-10.

Фонд содействия развитию научных исследований.

Подписано к печати 19.06.2009 г. Бумага писчая.

Заказ № 240. Тираж 100 экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР». 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.