Практичне заняття № 3 вибір схеми та обладнання для збору і підготовки до транспортування нафти, газу і води

4SОсновні теоретичні відомості

Першочерговим і найбільш складним завданням при проектуванні облаштування нафтового родовища є обґрунто-ваний вибір принципової технологічної схеми збору, яка б відповідала всім існуючим вимогам щодо забезпечення міні-мальних техніко-економічних витрат, достатньої надійності, забезпечення безпеки довкілля.

Впродовж 60-75 років на більшості родовищ проектува-лися і впроваджувалися порівняно прості герметизовані гру-пові системи збору. На групових збірних пунктах таких сис-тем здійснюється сепарація нафти від газу, почерговий вимір дебіту окремих свердловин, зберігання і попереднє відокрем-лення під товарної води із резервуарів. Підготовка нафти про-водиться в подальшому на установках підготовки, куди вона направляється із всіх групових установок. Подібні схеми збо-ру мають ряд недоліків (велика кількість різноманітних склад-них промислових установок, розташованих по території наф-тового родовища, наявність значної кількості резервуарних парків).

На сьогоднішньому етапі проектування облаштування нафтових родовищ і вибору оптимальної технологічної схеми збору необхідно враховувати надзвичайно багато факторів, починаючи від аналізу конкретних умов видобутку нафти, існуючих технологій та досягнень в області видобутку нафти та з врахуванням їхніх рекомендацій, які регламентують про-цес проектування сучасних систем збору.

Вказані вище норми технологічного проектування об'єктів збору, транспорту і підготовки нафти, газу і води на нафтових родовищах передбачають впровадження наступних наукових і промислових досягнень та прогресивних технологій:

-sраціональне використання природних ресурсів, економне витрачання матеріальних, паливноенергетичних та трудових ресурсів;

-sобов'язкове використання ЕОМ, системи САПР для багатофакторного аналізу різних варіантів облаштування родовищ та вибору найбільш оптимального, оптимізації розміщення основних об'єктів та транспортних систем;

-sобов'язкове використання герметизованих систем збору, транспорту та підготовки нафти, газу і води, їх обліку на всьо-му шляху від свердловин до споживачів готової продукції;

-sпроектування однотрубного транспортування нафти і нафтового газу від свердловин до сепараційних установок першої ступені сепарації нафти або, при можливості, і до центрального пункту збору;

-sмаксимальне використання безкомпресорного транспорту газу після першої ступені сепарації до споживача (ГПЗ) чи до віддалених компресорних станцій;

-sздійснення коридорної об'єднаної прокладки багатьох комунікацій: трубопроводів, ЛЕП, ліній зв'язку та доріг;

-sпереважне використання в максимально можливих об'ємах блоко-комплектного обладнання, використання суперблоків, проектування основних установок сепарації, збору і підготовки нафти в єдиному технологічному блоці закритого типу з багатоповерховим (ярусним) їх розміщенням.

На основі аналізу сучасного стану збору, транспорту і підготовки нафти і газу в нормальних умовах та сприятливих кліматичних зонах, а також і в екстремальних умовах розроблено уніфіковані технологічні схеми збору нафтопромислової продукції. Ці рішення сформовані на основі рекомендацій наведених нижче і у спрощеному вигляді наведені на рисунку 3.1.

Основними факторами, які потрібно враховувати при виборі тої чи іншої схеми є: місцевість в якій буде розташо-вана система збору, її розташування по відношенню до інших об’єктів, а також параметри продукції пласта.

На родовищах з рівним рельєфом місцевості (рис. 3.1,І,в) площі розбурюються нормальною сіткою свердловин, а викидні лінії до автоматичної замірної установки підключаються, як показано на схемі збору І.

І – блок збору і заміру продукції свердловин: 1 - устя свер-дловин; 2 - викидні лінії; 3 - устьові підігрівачі (печі); 4- автоматична замірна установка; ІІ – блок транспортування продукції свердловин: 6 і 5 – збірні колектори; 7 – дотискна насосна станція; 7 – збірний колектор; 9 – газовий колектор; ІІІ – блок підготовки нафти; ІV – блок підготовки стічної води; V – блок підготовки нафтового газу; VІ – блок товарних резервуарів нафти.

Рисунок 3.1 – Схема герметизованої блокової системи збору нафти газу і води

На родовищах, що мають сильно пересічену ярами та пагорбами місцевість, розбурювання площ здійснюється з декількох кущів (рис.3.1,І,г) похилими свердловинами, а викидні лінії підключаються до автоматичної замірної уста-новки, розташованої на груповій замірній установці.

На родовищах, що містять в нафті багато парафінів (6-20%), смол і асфальтенів, площі розбурюються нормальною сіткою свердловин, але безпосередньо біля устя цих свердловин (рис. 3.1,І,б), на початку викидної лінії 2 встановлюється автоматично працююча піч (нагрівач) 3.

На родовищах, що мають багаторічно мерзлотні породи (рис.3.1,І,а), площі розбурюються по нормальній сітці свердловин 1, а викидні лінії 2, що йдуть до автоматичної за-мірної установки 4, гідротеплоізолюються і прокладаються на опорах або на підсипці.

На родовищах, що мають сильну заболоченість, площі розбурюються із цілого ряду штучно створених намивних острівків (рис. 3.1,І,д) похилоскерованими свердловинами з підключенням їх до автоматичної замірної установки 4, розташованої на тому ж острівку.

Система транспортування (рис. 3.1,ІІ) має як правило один або два збірні колектори 5 і 6 та дотисну насосну станцію 7 – якщо площа родовища велика або витягнута, призначену в основному для встановлення дотискних насосів і сепараторів першої ступені, а в кінці розробки родовища – і для встановлення відстійників попереднього відділення пластової води. З дотискних насосних станцій 7 нафта транспортується насосом по трубопроводу 8 на блок підготовки нафти (рис.3.1,ІІІ), а газ під власним тиском в сепараторі направляється в газопровід 9, а потім – на блок підготовки газу (рис. 3.1,V).

Обладнання блоку підготовки нафти, де проходить її обезводнення і обезсолення, розташовується зазвичай на од-ній площадці з обладнанням блоку підготовки пластової води (рис. 1,ІV). Обидва ці блоки називають центральним пунктом збору або установкою підготовки нафти і установкою підготовки води.

Обладнання блоку підготовки газу, призначеного для отримання широкої фракції рідких вуглеводнів, як правило монтується тільки на родовищах, де наявні великі запаси нафтового газу.

Весь комплекс обладнання блоку V називається газо-переробним заводом.

Блок товарних (рис. 3.1,VІ) резервуарів призначений в основному для дводобового нагромадження і зберігання нафти, передачі її товарно-транспортній організації, а також при аварійних ситуаціях на промислах з трубопроводами і обладнанням.

Із товарних резервуарів нафта транспортується по магістральних нафтопроводах на нафтопереробні заводи.

Нафтові родовища за площею можуть бути великими (30x60км), середніми (10x20км) і малими (до 10км²). За формою ці родовища можуть бути витягнутими (рис. 3.2,а), круглими (рис. 3.2,б) і еліптичними (рис. 3.2,в). В залежності від форми і площі нафтового родовища система збору, транспортування нафти, газу і води може суттєво мінятися.

Аналіз систем збору, транспорту і підготовки для цих родовищ показує, що набір трубопроводів, обладнання і уста-новок один і той же, але розташовані вони по-різному.

а

б

в

Рисунок 3.2 – Герметизовані однотрубні високо-напірні системи збору і транспортування нафти, газу і води

Тому опишемо тільки схему руху нафти, газу і води від свердловин до споживача, що включає максимально можливе обладнання (рис. 3.2,в).

Нафта, газ і вода із видобувної свердловини 1 під власним тиском направляється у викидні лінії 2, а з них – на автоматичну групову замірну установку 3. В ній по черзі виміряються кількість нафти, газу і води, отримуваних від кожної підключеної свердловини, потім ця продукція змішується і направляється у збірний колектор 4. Із нього теж під власним тиском нафта, газ і вода поступають в сепаратори першої ступені, змонтованої на площадці дотискної насосної станції 12. Газ із сепараторів під власним тиском по газопроводу 10 подається на газопереробний завод 11, а нафта і вода насосами по збірному колектору направляються на установку підготовки нафти 8, яка знаходиться на значній відстані від дотискної насосної станції (10-20ікм). На установці підготовки нафти остаточно розділяються нафта, газ і вода. Вода із установки підготовки нафти поступає на установку підготовки води 7, із якої насосами подається на блокову кущову насосну станцію 5. Насоси високого тиску нагнітають пластову воду в нагнітальні свердловини 6. Газ з установки підготовки нафти 8 подається по збірному газопроводу 10 на газопереробний завод 11, а товарна нафта направляється через автоматизовану замірну установку 9 спочатку в товарний колектор нафти 16, а з нього – в парк товарних резервуарів 15. Із товарних резервуарів нафта подається на прийом насосів головної насосної станції 14, а звідти – в магістральний нафтопровід 13 із якого вона подається на нафтопереробний завод.

Якщо товарна нафта, що пройшла через автоматизовану замірну установку 9, виявиться некондиційною, то вона знову подається на установку підготовки нафти 8.