25195 (Технология добычи нефти), страница 2

- потери от вентиляции газового пространства 60-65 %;

- от "больших дыханий" 32-34%;

- от "малых дыханий" 3-6%;

Высокий процент потерь при вентиляции газового пространства объясняется нарушением требований герметизации резервуаров (особенно крыш), потери от "больших дыханий" обусловлены высокой оборачиваемостью резервуаров. В условиях длительного хранения нефтепродуктов потери происходят в основном при "малых дыханиях".

На начальной стадии разработки месторождения, вплоть до 1972 г., определяющим фактором негерметичности была индивидуальная технологическая схема внутрипромыслового сбора нефти и газа.

На месторождении горели сотни факелов, находились в работе насосы откачки, трапы, открытые мерники, функционировали промежуточные и центральные нефтепарки. С переходом на герметизированную систему сбора центр тяжести потерь углеводородов переместился в резервуарные нефтепарки.

1.4 Оценка величины потерь углеводородов

Большинство исследовательских работ, проведенных в различные годы по определению величины потерь из промысловых резервуаров к настоящему времени устарели. Изменения в системе сбора и подготовки нефти наряду с изменением режимов разработки месторождений приводят к изменениям не только величины, но и качества потерь продуктов. Поэтому исследования потерь на месторождениях должны проводиться периодически и регулярно. Правильный и своевременный учет потерь позволит более точно определить количество извлеченного из недр продукта. Необходимо знать величины и качество потерь на всем пути движения нефти от скважин до НПЗ.

Таблица 2 - Величины потерь с распределением их по промысловым объектам[7].

Из таблицы 2 видно, что наибольшие потери нефти и газа имеют место на участке от скважин до установок по подготовке нефти , где сумма потерь составляет 1,399% .

Наибольшие потери наблюдаются из мерников групповых установок, сырьевых резервуаров в процессе их больших и малых дыханий.

На этих объектах суммарная величина потерь составляет 1,235% или 86,64% от общей величины потерь на пути от скважины до установок по подготовке (система безнапорная открытая).

Непосредственно на установках по подготовке потери составляют 0,51% или 26,7% от общей величины промысловых потерь нефти.

Наибольшие потери на этом участке технологической схемы сохраняются также, как и в предыдущем случае, в резервуарах в процессе малых и больших дыханий.

Из табл.2 видно, что наибольшую часть потерь составляют газообразные и парообразные компоненты, тогда как величина потерь жидких продуктов составляет лишь 16,3 % от общей величины потерь.

1.5 Выводы и предложения по уменьшению потерь углеводородов

Расчеты и измерения, выполненные различными исследователями, показали, что выбросы паров нефти из резервуаров весьма значительны.

В настоящее время для утилизации (снижения потерь) легких фракций углеводородов при хранении нефти и нефтепродуктов применяются газоуравнительные системы, факельное сжигание, мембранное разделение смеси ЛФУ, азотное охлаждение, адсорбция (активированный уголь), абсорбция (нефтяные масла), плавающие крыши, понтоны и др.

Все эти разнообразные организационно-технические меры по сокращению потерь можно разбить на три группы:

- предупреждающие испарение нефти;

- уменьшающее испарения;

- меры по сбору продуктов испарения.

К первой группе относится обеспечение герметичности резервуаров. Ее отсутствие часто объясняется неисправностью кровли, что приводит к постоянному испарению и выветриванию выделяющихся из нефти газа и паров. Для поддержания резервуаров в технически исправном состоянии требовались значительные средства и сложная работа.

Вторым мероприятием первой группы является совершенствование технологии подготовки нефти с целью максимального отделения легких фракций до поступления ее в резервуары. Начиная с 1963 г., обезвоженная и обессоленная нефть стала подвергаться стабилизации в ректификационной колоне под давлением. По технологической схеме нефть из буферной емкости насосом подавалась через теплообменник и печь, в которых нагревалась до 200ºС, в стабилизационную колонну. Широкая фракция легких углеводородов из верхней части колонны поступала в кондесатор - холодильник и затем в газосепаратор. Газ из газосепаратора использовался в печах для нагрева нефти, а нестабильный бензин насосом подавался в емкости высокого давления и из них откачивался на газобензиновый завод. Часть бензина подавалась на верх колонны для орошения с целью поддержания заданной температуры. Товарная нефть, из которой были отобраны легкие фракции, с нижней части колонны насосом через теплообменники откачивалась в товарный парк.

Стабилизация нефти позволила значительно сократить потери легких фракций из товарных резервуаров. Если потери обессоленной нестабильной нефти составляли 0,52%, то у стабильной нефти они снизились до 0,16%. Отбор легких фракций составлял 3% от обессоленной нефти, что равно 70-75% потенциально возможного извлечения компонентов.

В 1982 г. появилась необходимость замены стабилизационных колонн и коренной реконструкции блоков стабилизации. В связи с повышенной опасностью дальнейшей эксплуатации оборудования и сооружения и неспецифичностью этой технологии для нефтедобывающих предприятий стабилизация нефти была прекращена[2].

Параллельно с внедрением блоков стабилизации на УКПН-1 проводили испытания плавающей крыши в резервуаре. Плавающая на поверхности нефти крыша почти полностью устраняла газовое пространство резервуара и таким образом предотвращала потери легких фракции от малых и больших дыханий. Однако это мероприятие после испытания развития не получило из-за несовершенства уплотнения со стенками резервуара.

"Принципами технической эксплуатации нефтебаз" для снижения потерь нефтепродуктов рекомендуется применять понтоны и диски отражатели, которые сокращают выбросы соответственно на 80 и 20 %. Однако, как показывают исследования, выполненные специалистами УГНТУ, рекомендуемые средства эффективны лишь в ограниченных областях: для понтонов при емкости резервуаров 5 тыс. м³ и более для дисков отражателей при коэффициенте более 60%.

Длительное время, до 1994 г., нефтяники "Туймазанефть" ограничились мероприятиями, уменьшающими испарения. Среди них - применение красок с высоким коэффициентом отражения. Наиболее распространенными из них были белые и алюминиевые, но причем белые краски в 1,48-1,8 раза эффективнее алюминиевых, но последние более практичны из-за долговечности и простоты процесса нанесения.

Все эти технологии имеют один главный недостаток – не могут гарантировано обеспечить решения задачи улавливания легких фракций углеводородов.

В 1994 г. началось внедрение мероприятий третьей группы, предусматривающих сбор продуктов испарения нефти из резервуаров. Сущность этого метода заключается в оснащении резервуарных нефтепарков специальной системой улавливания легких фракций. В настоящее время существует большое число данных установок, имеющих различные конструктивные исполнения и принцип работы.

Применение системы УЛФ на объектах ОАО "Башнефть" позволило:

1. Улучшить экологическую обстановку и условия труда обслуживающего персонала не только непосредственно на самих объектах сбора хранения и подготовки нефти, но и в населенных пунктах районов добычи нефти.

2. Уменьшить пожароопасность объектов.

3. Повысить срок службы технологического оборудования на объектах за счет снижения интенсивности процессов внутренней коррозии и снятия напряжения в сварных стыках и швах кровли и верх поясов резервуаров.

4. Сохранить кондиционные свойства нефти.

5. Получить дополнительную прибыль от реализации уловленной продукции.

1.6 Эффективность использования систем УЛФ

В институте проблем нефтехимпереработки АН РБ была проведена сравнительная оценка загрязнения атмосферы в результате внедрения описанных методов в товарно-сырьевых парках НПЗ. Оценка выполнена по принципу нормирования приведения массы выброса к эквивалентной массе диоксида серы, который используется в расчетах индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Установлено, что ИЗА при использовании стального резервуара с дыхательной арматурой составляет 220, стального резервуара с понтоном – 88, группы стальных резервуаров с газоуравнительной линией – 66, резервуара с конденсаторной системой – 35, технологии УЛФ – 2.

Из приведенных данных видно, что наиболее эффективным с точки зрения снижения выбросов в атмосферу паров нефтепродуктов являются установки УЛФ.

1.7 Опыт применения УЛФ

Начиная с 1990 г. накоплен большой опыт эксплуатации установок для УЛФ нефти испаряющихся в резервуарах на многих нефтепромысловых объектах республики Башкортостан, а также на промыслах Татарстана, Оренбургской области, Сибири.

Областью применения систем УЛФ являются объекты добычи нефти, установки подготовки продукции скважин, НПЗ, нефтебазы, объекты хранения нефти и нефтепродуктов.

Система УЛФ предназначена для предотвращения потерь нефти и нефтепродуктов за счет улавливания и утилизации, испаряющихся легких фракций, улучшения условий охраны окружающей среды, решения проблемы больших и малых дыханий резервуаров.

Оборудование установок УЛФ расположено в обогреваемом блок - боксе, в котором автоматически поддерживается заданный температурный режим . Режим работы циклический.

Вся система УЛФ сконструирована для непрерывной работы в автоматическом режиме без присутствия обслуживающего персонала в режиме частых включений и выключений в условиях агрессивных и высокоагрессивных сред. Резервуары для нефти и нефтепродуктов соединяются единой газоуравнительной трубопроводной системой, по которой легкие фракции поступают на прием блочной компрессорной установки БКУ.

При достижении заданных допустимых давлений компрессор включается и через конденсатосборник откачивает газ из резервуаров в газопровод. Выделившийся из конденсатосборника конденсат насосами снова попадает в резервуары.