Принципиальная схема подготовки нефти на месторождении

Опубликовано: 31.03.2012

На каждом нефтяном месторождении нефть, поступающая со скважин, проходит предварительную подготовку на дожимных насосных станциях (ДНС), либо установках подготовки нефти (УПН). Далее она транспортируется в центральный пункт подготовки нефти (ЦППН). Дело в том, что в нефти содержится попутный нефтяной газ (ПНГ) и вода, которые необходимо извлечь с целью повышения её товарного качества. На данный момент попутный нефтяной газ извлекается из нефти путём её сепарации в один или несколько этапов (ступеней). Количество ступеней сепарации зависит от физико-химических свойств нефти, а именно от её газосодержания (Гс). Из своей практики могу сказать, что в большинстве случаев на ДНС нефть подготавливается в две ступени сепарации. Да, встречались объекты, имеющие всего одну ступень сепарации, либо, ещё реже — три ступени. Однако, как я говорил, в большинстве случаев на ДНС нефть разгазируется в две ступени. Давление на сепараторе 1 ступени (P_1ст) всегда больше, чем на сепараторах 2 и последующих ступеней (P_Nст). К примеру, могут быть такие показатели: P_1ст = 4 кгс/см², P_2ст = 0,1 кгс/см². Показатели давления зависят от многих факторов, которые учитываются при разработке месторождения и вносятся в Технологическую схему. Количество сепараторов зависит от объёма добываемой нефти.

Пластовая нефть со скважин поступает на ДНС при определённом давлении, которое уменьшается в процессе её подготовки (разгазирования и сброса воды). После подготовки на ДНС нефть «дожимается» насосами и под давлением транспортируется на ЦППН. На ЦППН приходит нефть с разных ДНС, фактически образуя смесь нефтей, которую также необходимо подготовить (разгазировать и удалить воду), только уже более тщательно — до товарной кондиции.

В большинстве случаев на объектах подготовки нефти присутствуют подогреватели пластовой жидкости (далее — печи). Печи подогревают нефть, в результате чего улучшаются её транспортные свойства (она становится менее вязкой) и из неё выделяется больше газа. Температура подогрева нефти в печах обычно составляет 40÷60 ⁰С (в зависимости от свойств пластовой жидкости). Кстати, бывают месторождения, где температура пластовой нефти может достигать свыше 100 ⁰С. На моей практике было одно такое месторождение, где температура пластовой жидкости составляла 120 ⁰С! При этом, нефть этого месторождения содержала большое количество парафинов — веществ, затрудняющих транспортировку нефти по трубопроводам. В большинстве случаев печи в виде топлива используют попутный нефтяной газ (существуют также и те, которые на нефти работают, но я таких не встречал). Часть газа, выделяющегося из сепаратора нефти 1 ступени, направляется на печь. А печь, в свою очередь, подогревает нефть, выходящую из сепаратора 1 ступени. Далее подогретая нефть направляется в сепаратор 2 ступени, где также происходит её разгазирование. Количество печей зависит от объёма добываемой нефти.

Для полноценной работы каждого объекта добычи нефти необходима электроэнергия. Электроэнергия поставляется либо из вне, либо вырабатывается на самом объекте. Для выработки электроэнергии на месторождении используются электростанции различных типов (в зависимости от мощности и вида топлива). Это бывают газопоршневые (ГПЭС), газотурбинные (ГТЭС) и дизельгенераторные (ДГУ) электростанции. ГПЭС и ГТЭС работают на подготовленном попутном нефтяном газе 1 ступени сепарации. ДГУ работает на дизельном топливе — солярке. Выбор типа электростанции зависит от необходимой мощности электроэнергии. Кстати, ГТЭС достаточно мощный тип электростанций и может обеспечивать электроэнергией несколько объектов добычи нефти. ГПЭС менее мощный тип электростанций, но также как и ГТЭС может дополнительно вырабатывать и тепловую энергию. Что касается ДГУ, то этот тип электростанций используется на малых удалённых месторождениях, где строительство больших электростанций не целесообразно. Комплекс из нескольких ДГУ вполне обеспечивает электроэнергией небольшое месторождение.

Для обеспечения персонала теплом на объектах подготовки нефти обычно имеется котельная. В котельной установлено несколько котлов (например, 2 в работе и 1 резервный). В качестве топлива котлы используют попутный нефтяной газ 1 ступени. Потребление газа котельной зависит от температуры окружающей среды, а летом котельная вообще не используется. Кстати, на некоторых месторождениях используются полностью автоматизированные системы котлов, т.е. нет необходимости в котельщике — расход газа на котёл автоматически регулируется в соответствии с температурой окружающей среды.

Ну и обязательный атрибут любого объекта подготовки нефти — факельные линии (факела). Факел — это технологический объект, предназначенный для сжигания аварийных выбросов газа. Однако, ввиду того, что выделяющийся из нефти попутный газ не полностью расходуется на собственные нужды (печи, котельные, электростанции), и если нет возможности поставить его на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), излишки его сжигаются в факелах. Причём количество сжигаемого газа на факелах в некоторых случаях весьма существенное. На некоторых месторождениях доля неиспользуемого газа составляет 50÷70 %, а иногда и больше (удалённые месторождения). Объём сжигаемого газа зависит от газового фактора (Гф), т.е. количества выделяющегося газа из нефти. Ценный продукт сгорает в огромных объёмах просто потому, что иногда нет возможности его транспортировать для переработки. Об этом я рассказывал в статье «Использование попутного нефтяного газа». Что касается факелов, то они бывают двух типов: факел высокого давления и факел низкого давления. На факел высокого давления сбрасываются излишки газа 1 ступени. На факеле низкого давления сгорает газ 2 и последующих ступеней. Иногда (в очень редких случаях) может быть только один факел, куда сбрасывается смесь газов разных ступеней, но это скорее исключение, т.к. газ разных ступеней имеет разное давление и проблематично их объединять в один коллектор. Давление газа в факельной трубе высокого давления, к примеру, составляет 0,8 кгс/см², а на факеле низкого давления — 0,08 кгс/см². Примечательно, что попутный нефтяной газ 1 ступени всегда менее плотный, чем газ 2 и последующих ступеней. Например, плотность газа 1 ступени может составлять 900 г/м³, а плотность газа 2 ступени — 1800 г/м³. Это связано с тем, что при сепарации нефти на 1 ступени из неё «быстрее» выделяются лёгкие компоненты газа, и только после подогрева нефти и её сепарации на 2 ступени происходит выделение более тяжёлых компонентов газа.

Резюмируя вышесказанное, хочу привести принципиальную схему подготовки нефти на месторождении (ДНС, УПН). Ведь информация, представленная в графическом виде, как известно, лучше воспринимается.

Возможно, схема представлена в сильно упрощённом варианте (без газосепараторов и установок предварительного сброса воды), однако моя цель была показать именно принцип работы подобных объектов. Схему подготовки нефти я составлял опираясь на личный опыт, т.е. изобразил именно то, что видел на большинстве месторождений. Если у вас возникли некоторые вопросы, я с удовольствием на них отвечу.