Кожна система збору продукції нафтових свердловин складається з широкого комплексу різноманітних об'єктів та обладнання, включаючи нафтопроводи, газопроводи, водопроводи, газосепаратори, установки виміру продукції свердловин, резервуари, насосні та компресорні станції, які призначені для збору рідини та нафтового газу і їх транспорту на установки підготовки нафтопромислової продукції.

Впродовж багатьох століть нафта, яка піднімалась на поверхню з неглибоких колодязів чи свердловин, відстоювалась в земляних амбарах і звідти відвантажувалась для подальшого використання. Перші системи збору появляються в кінці ХІХ століття, коли почалося застосування трубопровідного транспорту нафти, спорудження металічних резервуарів для їх зберігання та нафтоналивних танкерів для транспортування на значну відстань. Такі системи були негерметичними (відкритими) та самоплинними. Біля кожної свердловини встановлювався газосепаратор та вимірювальна ємність. Періодично, після виміру дебіту свердловини, рідина направлялась в самоплинний промисловий колектор і дальше в бригадні резервуарні парки. Газ, що відділявся в сепараторах, як правило, відводився на факел і спалювався. При подальшій реконструкції таких систем збору нафтовий газ міг збиратись та використовуватись. що означало необхідність прокладки від кожної свердловини газопроводу (двохтрубна система збору). Рештки таких систем збору збереглися і до сьогоднішнього часу на старих нафтодобувних площах Західної України (Борислав, Битків).

Очевидна необхідність зменшення втрат вуглеводнів при зборі нафтопромислової продукції призвела до розробки та застосування групових напірних герметизованих систем збору.

Принциповий або класичний варіант такої системи показано на рис. 1.1.

розподільча гребінка;

вимірний газосепаратор;

робочий газосепаратор;

вимірювальний резервуар;

робочі сировинні резервуари;

сепаратор високого тиску.

Рисунок 1.1 - Групова герметизована напірна система збору.

Згідно з рисунком 1.1, продукція свердловин, під'єднаних до групової установки, направляється спочатку на розподільчу гребінку 1. Звідти певну кількість свердловин можна переключити на вимір дебіту, в залежності від кількості вимірних газосепараторів 2 та резервуарів 4. Продукція решти свердловин в цей час поступає в робочі сепаратори 3. Рідина після відділення газу подається в робочі резервуари 5 і дальше на установку підготовки нафти (УПН). Газ під тиском сепарації або за допомогою компресора направляється на газопереробний завод (ГПЗ) або іншим споживачам.

До однієї групової установки може бути під'єднано 30-50 свердловин. Тому в залежності від кількості свердловин на кожному конкретному нафтовому родовищі може бути розташована різна кількість групових збірних пунктів, як це показано на рис.1.2.

_____ - нафтопроводи;

_ _ _ _ - газопроводи.

Рисунок 1.2 - Схема розміщення групових збірних пунктів на нафтовому родовищі

В склад групових збірних пунктів входять також такі об'єкти, як котельня для підігріву нафти в резервуарах та для побутових потреб, насосна станція для подачі нафти на установку її підготовки та ін.

Розглянута вище групова напірна система збору з тими чи іншими відмінностями споруджувалась на нафтових родовищах України в 1950-1970 роках. Основним недоліком подібних систем збору нафтопромислової продукції є велика кількість розкиданих по нафтопромислу об'єктів, а, значить, значні капітальні та експлуатаційні витрати на їх спорудження та обслуговування. Крім того, велика кількість резервуарів і складність їх герметизації призводять до істотних втрат вуглеводнів, внаслідок їх випаровування та до значних втрат тепла.

Виходячи з аналізу існуючих технологічних схем збору нафтопромислової продукції та враховуючи досягнутий в останні десятиліття науково-технічний прогрес в нафтопромисловій галузі, можна сформулювати основні вимоги до сучасних технологічних схем збору нафти і газу, які повинні впроваджуватись на нових нафтових родовищах або там, де назріла необхідність реконструкції застарілих схем. Основними з них являються: повна герметизація системи збору та підготовки нафти і газу на всьому шляху руху нафтопромислової продукції від гирла свердловин до споживачів готової продукції; корисне використання всієї кількості нафтового газу; спорудження мінімальної кількості розкиданих по території нафтопромислу об'єктів, їх максимальна централізація; максимальне використання універсального і високопродуктивного обладнання, виготовленого заводським способом в блочному вигляді. Таке обладнання в готовому вигляді, включаючи системи контролю та автоматизації, поставляється на територію нафтових промислів, дозволяє значно скоротити період вводу родовища в промислову розробку; найбільш можлива універсальність основних технологічних процесів збору та підготовки нафти і газу; висока надійність систем збору і підготовки, екологічний захист довкілля. Виходячи з вказаних вимог, сучасну систему збору нафтопромислової продукції можна зобразити в такому вигляді, як це показано на рис.1.3.

- видобувні свердловини;

- нагнітальні свердловини.

Рисунок 1.3 - Сучасна централізована система збору.

У відповідності з даною схемою, продукція свердловин за рахунок тиску на їх викиді направляється спочатку на автоматизовані групові вимірні установки АГЗУ і дальше - на центральний пункт збору. Тут, в газосепараційних установках (ГСУ), газ відділяється від рідини і подається на газопереробний завод, а рідина поступає на установку комплексної підготовки нафти (УКПН).

Попутня пластова мінералізована вода, після відділення від нафти, проходить очистку на установці підготовки води (УПВ) і поступає в систему підтримання пластового тиску для закачки в пласт.

Реалізувати подібну систему збору можна тільки на порівняно невеликих за площею нафтових родовищах, при видобуванні малов'язкої нафти та відсутності значних ускладнень при транспортуванні газорідинної суміші від свердловин до центрального пункту збору. Основними такими ускладненнями є інтенсивне парафінування промислового обладнання, пульсації тиску в ньому тощо. Крім того, необхідність підтримання на викиді свердловин високого тиску (іноді до 3.0 МПа) призводить до ускладнень в процесі експлуатації свердловин або до зниження їх дебіту. Тому реальні системи збору, як правило, значно складніші, з більшою кількістю різноманітних промислових об'єктів.

В останні роки на основі узагальнення практики експлуатації різноманітних систем збору нафтопромислової продукції, в т. ч. і в екстремальних умовах (райони Західного Сибіру, Аляски та при видобуванні нафти з аномальними властивостями) розроблені уніфіковані технологічні системи збору, транспортування і підготовки нафти, газу і води. Це універсальні схеми, які забезпечують облаштування будь-яких різних за розмірами родовищ або їх групи і які враховують фізико-хімічні властивості продукції свердловини, рівень обводненості, енергетичні можливості, кліматичні та географічні умови збору і транспорту.

Для кожного нафтового родовища або нафтопромислового району в цілому передбачається спорудження одного центрального пункту збору (ЦПЗ), на якому здійснюються процеси кінцевої сепарації нафти, її зневоднення та знесолення, очищення води з подальшою подачею її в систему підтримання пластового тиску. При необхідності тут проводиться і первинна підготовка газу для забезпечення можливості його транспортування на значну відстань.

Всього рекомендується для впровадження 7 базових варіантів уніфікованих технологічних схем (рис.1.4).

Рис 1.4 Уніфіковані технологічні схеми збору нафти і газу: АГЗУ - автоматична групова замірна установка; СУ - сепараційна установка; п - підігрів; УПС - установка скиду вільної води; БВ - блок водовідстійника; НС - насосна станція; Р - рідина; Г - газ; Н - нафта; В - вода.

Перша найпростіша схема відповідає тій, що зображена на рис.1.3, тобто передбачає наявність на території родовищ тільки викидних ліній, автоматизованих групових замірних установок (АГЗУ) та промислових колекторів. Якщо АГЗУ розміщено безпосередньо біля ЦПЗ, то відпадає необхідність і в промислових колекторах.

Схема ІІ передбачає наявність на родовищі сепараційної установки (перша ступінь сепарації). Тиск сепарації в ній підтримується таким, щоб створити можливість безкомпресорного транспортування газу до ГПЗ, а також безнасосної подачі рідини на ЦПЗ. Схема включає і вузол бригадного обліку нафти, який обладнується ротаційним лічильником.

Використання першої ступені сепарації, розміщеної на значній відстані від УПН чи ЦПЗ пов'язано з необхідністю ліквідації або зменшення ускладнень, які виникають при транспорті газорідинних сумішей в промислових трубопроводах.

Схема ІІІ доповнюється насосною установкою для відкачки нафти. Вона розміщується переважно безпосередньо біля сепараційної установки або являється її складовою частиною.

Схема ІV застосовується при значній обводненості продукції свердловин і передбачає наявність установки попереднього обезводнення нафти або попереднього відокремлення вільної води. Вода, що відділяється у відстійнику В-1 використовується для заводнення пласта. Після додаткового відстою в блочному відстійнику БВ вона попадає в блок дегазатора БД. Нафта та водонафтова емульсія із відстійника В-1 та дегазатора БД поступає на вхід насоса Н-1 і подається на ЦПЗ.

Схема V включає в себе підігрівачі рідини і застосовуються в першу чергу при зборі високов'язкої нафти. Після підігріву свердловинної продукції доцільно проводити додаткову сепарацію нафти (друга ступінь сепарації), технологічні схеми VІ і VІІ (на рисунку 1.4 вони не показані) переважає наявність додаткових ступенів сепарації, підігріву і транспорту особливо високов'язкої нафти і проектуються дуже рідко.

Остаточний вибір технологічної схеми збору здійснюється на основі всебічних техніко-економічних розрахунків багатьох альтернативних варіантів з врахуванням вище сформульованих вимог та очевидною необхідністю зменшення витрат (капітальних та експлуатаційних) на облаштування даного родовища.

2. Вимір продукції свердловин

"Супутник-АМ”

1. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. Учебник / Г.С. Лутопжин. - М: Недра, 1979. - 318с.

2. В.П. Тронов. Промысловая подготовка нефти М: Недра, 1977 - 271 с.

3. Р.М. Попадюк, В.Г. Боднарук. Збірник задач. Розрахунок збору та підготовки нафтопромислової продукції. - 1ФДТУНГ. 1996 - 95 с.

4. Р.В. Капитонов. Совершенствование сепараторного оборудования. Обзорная информация. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М: ВНИИЭгазпром, 1984, вып 7, - 37с.

5. Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.Й. Бухаленко. 2-е изд. - "М: Недра, 1990. - 559 с.

6. Степанова Г, С. и др. Расчет фазовых равновесий углеводородных смесей. - М: Недра, 1969. - 230с.

7. В.И. Бараз. Добыча, подготовка и транспорт нефтяного газа. - М: Недра, 1975. - 150с.

8. Т.М. Бекиров, А.Т. Шаталов. Сбор и подготовка к транспорту природных газов, - М: Недра, 1986. - 260 с.

9. Н. Н. Репин и др. Предупреждение образования эмульсий при добыче и сборе нефти. - М: ВНИОЭНГ, 1979. - 50 с.

10. О.Т. Ткачев, П.Й. Тугунов. Сокращение потерь нефти при транспорте и хранении. - М: Недра, 1988 - 116с.

Размещено на Allbest.ru