Вопрос 3.14: Факторы, влияющие на расчет сепараторов по газу и жидкости

Расчеты сепараторов любых типов, кроме вертикального, без всяких внутренних отбивающих или коалесцирующих устройств на пропускную способность по нефти и газу существенно затрудняются, так как они зависят от целого ряда факторов, исключительно трудно учитываемых.

На работу любого нефтегазового сепаратора значительное влияние оказывают следующие факторы:

1. Физико-химические свойства нефти. В вязких с большой плотностью нефтях, как и в стой­ких нефтяных эмульсиях, пузырьки газа отделяются от жидкости и поднимаются крайне мед­ленно. Это значит, что пропускная способность сепаратора для таких нефтей и эмульсий будет очень низкой, т.е. сепараторы будут работать с большим уносом пузырьков газа.

2. Производительность скважин или скорость подъема уровня нефти в сепараторе. Чем больше производительность подключенных к сепаратору скважин, тем больше скорость подъема уровня в сепараторе. Это значит, что газовые пузырьки с меньшей относительной скоростью будут всплывать в нефти, и сепарация нефти от газа, как и в первом случае, будет плохой. При большой скорости подъема уровня нефти в сепараторе газовые пузырьки, особенно маленького размера, вследствие гравитационных сил не успевают подняться до уровня нефти и будут уноситься из сепараторов потоком этой нефти.

3. Давление в сепараторе и температура нефти. Чем выше давление в сепараторе, тем больше плотность газа, а значит, меньше скорость всплытия пузырьков газа в нефти и падения капелек нефти в потоке газа. Таким образом, увеличение давления в сепараторах приводит к ухудше­нию их работы. Температура нефти и газа в сепараторе играет двоякую роль: увеличение ее снижает вязкость нефти и скорость подъема пузырьков газа из нефти увеличивается, что при­водит к улучшению разделения нефти от газа; с увеличением температуры газовой фазы вяз­кость ее также увеличивается, а это значит, что скорость оседания капелек нефти в газе будет уменьшаться, что приведет к увеличению уноса капелек нефти за пределы сепаратора.

4. Способность нефти образовывать пену и ее стойкость к разрушению. Пенообразующие неф­ти исключительно трудно сепарируются и пока нет широкого выбора эффективных средств по предотвращению образования стойких пен в сепараторах. Пены разрушаются в сепараторах в основном механическим способом и реже физико-химическим.

5. Конструктивные элементы внутреннего устройства сепараторов. Они, как и все перечис­ленные выше факторы, играют при сепарации нефти от газа исключительно большую роль.

6. Обводненность нефти. Наличие в нефти воды и возможность получения стойких вязких эмульсий.

Таким образом, видно, что на пропускную способность нефтяных сепараторов оказывает влияние большое число факторов, учесть или регулировать которые не представляется возможным. Для расчета се­параторов существуют методики отдельных конструктивных элементов сепараторов. На пропускную способ­ность по нефти и газу довольно точно можно рассчитать только вертикальный гравитационный сепаратор без всяких внутренних отбивающих или коалесцирующих устройств, могущих существенно улучшить его сепарирующую способность.

Блочные автоматизированные установки типа БАС-1 имеют две модификации: БАС-1-100 и БАС-Ь,! 200. Технологический процесс отделения пластовой воды от нефти в установках типа БАС-1 аналогичен^ процессу в установках КССУ: сырая нефть смешивается с горячей водой для инверсии фаз эмульсий, и | эмульсия прямого типа вводится в слой воды технологической емкости. В маловязком слое воды капли нефти всплывают быстрее, чем осаждались бы капли воды в слое высоковязкой нефти.

Установка типа БАС-1-100 предназначена для предварительного сброса пластовой воды на первой ступени сепарации. Ее используют на нефтяных месторождениях с содержанием воды в нефти более 30 %, обустраиваемых системами совместного сбора нефти и газа. Технологическая емкость этой установки имеет сепараиионный отсек. Пропускная способность установки типа БАС-1-100 по нефти 3000 т/сут и по газу 360 тыс. \г^5/сут.

Установки типа БАС-1-200 предназначены для предварительного сброса пластовой воды на второй ступени сепарации. Конструкция установки БАС-1-200 приведена на рис. 17. Пропускная способность блоч­ной сепарационной установки типа БАС-1 по сырой нефти 5000 т/сут, по газу 50 тыс. м³ /сут.