Выпускная работа «Разработка предложений и их технико-экономическое обоснование по совершенствованию технологии сбора и подготовки нефти на Игольско-Таловом месторождении НГДУ «Васюганнефть» (стр. 13 )

Таблица 315

Расчет компонентного состава смеси (программа в Excel) Для давления Рабс - 0,105 МПа

№	Компонент	М,	M,*N,	N,,%	M,*N,	Ni" (P, T)	Ni'(P, T)	Mi*Ni"(P, T)	Mi*Ni
1	Азот (N 2 )	28	0,38084	0,02	0,00	0,51304	0,000682	0,143652	0,000191
2	Диоксид углерода (СО2)	44	0,60288	0,04	0,02	0,88262	0,007883	0,388351	0,003469
3	Сероводород (Н25)	34	0	0,00	0,00	0	0	0	0
4	Метан (СН4)	16	5,18858	1,01	0,16	27,9127	0 139522	4 466033	0,022324
5	Этан (С2Н6)	30	8,03735	0,86	0,26	15,5107	0,380409	4,653211	0,114123
6	Пропан (С3Н8)	44	82,9033	3,56	1,57	31,9357	2,642905	14,05173	1,162878
7	изо-Бутан (i-C4H10)	58	64,0273	2,02	1,17	8,82561	1,797621	5,118851	1,04262
8	норм-Бутан (п-С4Н10)	58	185,376	4,73	2,75	14,1565	4,429544	8,210757	2,569136
9	УКС5+	108	2391,53	30,22	29,31	0,14771	31,19178	0,159528	33,68713
10	Не летучие компоненты	266,12		57,79	153,79		59,66446		173,6236
			27,3805	100,24	189,02	99,8846	100,2548	37,19211	212,2255

3.5 Расчет давления насыщенных паров.

Назначение, классификация и конструкция сепараторов

Сепарация жидкости (разделение нефти, газа и воды) в различных сепараторах осуществляется для:

1) получения нефтяного газа, используемого как химическое сырье
или топливо;

2)  уменьшения перемешивания нефтегазового потока и снижения тем
самым гидравлических сопротивлений;

3)  разложения образовавшейся пены;

4)  отделения воды от нефти при добыче нестойких эмульсий;

5) уменьшения пульсации при транспортировании нефти от
сепараторов первой ступени до установки подготовки нефти.

Степень технического совершенства сепаратора характеризуется:

1)  минимальным диаметром капель жидкости, задерживаемых в
сепараторе;

2)  максимально допустимой средней скоростью газового потока в
свободном сечении сепаратора, а также в каплеуловительной секции;

3)  временем пребывания жидкости (нефти или нефти и воды) в
сепараторе, за которое происходит максимальное отделение свободного
газа от жидкости. Допустимое значение удельного уноса капельной жидкости
Кж не должно превышать 50 см3 на 1000 м3 газа, в то время как удельный
унос свободного газа потоком жидкости при условиях в сепараторе
рекомендуется принимать равным Кг <20103 см3 на 1 м3 жидкости.

Величина Кг зависит от многих факторов, главными из которых являются вязкость и плотность нефти, а также способность нефти к вспениванию.

Для невспенивающихся и маловязких нефтей время пребывания их в сепараторе рекомендуется принимать равным от 2 до 3 мин, для вспенивающихся и вязких нефтей - от 5 до 20 мин. Маловязкими считаются нефти с вязкостью до 510~3 Пас, а вязкими - с вязкостью более 1,510'3 Пас (1 сП=1 10"3Пас).

В нефтяных сепараторах любого типа различают следующие четыре секции.

(.Основная сепарационная секция, служащая для выделения из нефти газа. На работу сепарационной секции большое влияние оказывает

47

конструктивное оформление ввода продукции скважин (радиальное, тангенциальное, использование различного рода насадок - диспергаторов, турбулизирующих ввод газожидкостной смеси).

II.  Осадительная секция, в которой происходит дополнительное
выделение пузырьков газа, увлеченных нефтью из сепарационной секции.
Для более интенсивного выделения окклюдированных пузырьков газа из
нефти последнюю направляют тонким слоем по наклонным плоскостям,
увеличивая тем самым длину пути движения нефти, т. е. эффективность ее
сепарации. Наклонные плоскости рекомендуется изготовлять с небольшим
порогом, способствующим выделению газа из нефти.

III.  Секция сбора нефти, занимающая самое нижнее положение в
сепараторе и предназначенная как для сбора, так и для вывода нефти из
сепаратора. Нефть может находиться здесь или в однофазном состоянии,
или в смеси с газом - в зависимости от эффективности работы
сепарационной и осадительной секций и времени пребывания нефти в
сепараторе.

IV. Каплеуловительная секция, расположенная в верхней части
сепаратора и служащая для улавливания мельчайших капелек жидкости,
уносимых потоком газа.

Работа сепаратора любого типа, устанавливаемого на нефтяном месторождении, характеризуется двумя основными показателями: количеством капельной жидкости, уносимой потоком газа из каплеуловительной секции IV, и количеством пузырьков газа, уносимых потоком нефти из секции сбора нефти III. Чем меньше эти показатели, тем лучше работает сепаратор.

В ЦППН-2 на концевой ступени сепарации установлены два сепаратора типа НГС (40 и 50 м3).

Сепарационные установки НГС широко применяются при обустройстве нефтяных месторождений и предназначаются для отделения газа от продукции нефтяных скважин на первой и последующих ступенях сепарации, включая горячую сепарацию на последней степени под вакуумом.

В настоящее время выпускается нормальный ряд сепарационных установок на проектную пропускную способность по нефти от 2000 до 30000 т/с.

В шифре установок приняты обозначения: НГС—горизонтальный нефтегазовый сепаратор; первое число - рабочее давление, второе - диаметр сепаратора (в мм).

Сепарационная установка НГС (рис.5) состоит из горизонтальной емкости 1, оснащенной патрубками для входа продукции 2, для выхода нефти 10 и газа 7. Внутри емкости непосредственно у патрубка для входа нефтегазовой смеси смонтированы распределительное устройство 3 и наклонные желоба (дефлекторы) 4 и 5. Возле патрубка, через который выходит газ, установлены горизонтальный 8 и вертикальный 6 сетчатые отбойники из вязаной проволоки. Кроме того, аппарат снабжен штуцерами и муфтами для монтажа приборов сигнализации и автоматического регулирования режима работы.

Газонефтяная смесь поступает в аппарат через входной патрубок 2, изменяет свое направление на 90° и при помощи распределительного устройства нефть вместе с остаточным газом направляется сначала в верхние наклонные 4, а затем в нижние 5 желоба. Отделившийся от нефти газ проходит сначала вертикальный 6, а затем горизонтальный 8 каплеотбойники. Эти каплеотбойники осуществляют тонкую очистку газа от капельной жидкости (эффективность свыше 99 %), что позволяет отказаться от установки дополнительного сепаратора газа.

Выделившийся в сепараторе газ через патрубок 7, задвижку и регулирующий клапан (на рисунке 5 не показаны) поступает в газосборную сеть. Отсепарированная нефть, скопившаяся в нижней секции сбора жидкости сепаратора, через Выходной патрубок 10 направляется на следующую ступень сепарации или, в случае использования аппарата на последней ступени, в резервуар. Для устранения возможности воронкообразования и попадания газа в выкидную линию над патрубком выхода нефти устанавливается диск 9.

49

Рис. 5 Схема нефтегазового сепаратора типа НГС

Максимальное выделение из нефти углеводородов и сопутствующих газов наступает при равновесном состоянии между нефтью и газом, т. е. когда давление и температура в каждой точке газа и нефти постоянные. Пока такого состояния нет, система не может находиться в равновесии. Незначительное изменение давления или температуры в какой-либо точке (или зоне) системы, находящейся в равновесии, приведет к нарушению равновесного состояния, которое может продолжаться до тех пор, пока указанное изменение давления или температуры не распространится на весь объем жидкой и газовой фаз. После этого давление и температура в системе станут опять постоянными по всему объему обеих фаз и наступит опять равновесное состояние. Но оно будет отличным от первого как по температуре или давлению, так и по количеству и составу газовой фазы. Продолжительность установления равновесного состояния и перехода от одного равновесного состояния в другое зависят от степени термостатирования системы, от величины изменения температуры и давления, от массы нефти и газа и от соотношения их масс.

Строго говоря, равновесного состояния между газом и нефтью в природе не может быть. Оно может очень приближаться к нему, беспрерывно нарушаться вследствие изменения температуры или давления в какой-либо точке (или зоне) системы и устанавливаться вновь. Поэтому систему, в которой быстро чередуются друг за другом равновесные состояния при

бесконечно малых изменениях давления и температуры, называют также равновесной.

Приведенные рассуждения относятся к условиям, в которых нефть и газ находятся в неподвижном состоянии. Встряхивание нефти ускоряет процесс приведения системы в равновесное состояние. В промысловых газосепараторах нефть и газ поступают непрерывно, а иногда пульсирующим потоком, с температурой и давлением несколько отличными, чем установленными в газосепараторе, и вывод их происходит относительно быстро. Эти явления, а также различное влияние внешней среды (солнечные лучи, ветер и др.) не способствуют установлению равновесного состояния системы нефть-газ в газосепараторе. Вследствие этого углеводороды и сопутствующие газы не могут полностью выделиться из нефти даже при температуре газовой фазы выше температуры нефти, что имеет место в летнее время под влиянием солнечных лучей. Поэтому в нефти могут оставаться больше, чем это следует по закону межфазного равновесия, углеводородов, азота, обладающих относительно высоким давлением насыщенных паров.