2014-02-02
1661
Схема установки подготовки морских вод для целей ППД
Подготовка морских вод для целей ППД
С одной стороны, морская вода более предпочтительна для целей ППД, чем сточная, т.к. она:
- всегда имеется в неограниченном количестве;
- бесплатна.
С другой стороны, морская вода менее предпочтительна для целей ППД, чем сточная, т.к. она:
- зачастую, менее солёная (порядка 35000 мг/л), а это означает, что она хуже отмывает нефть от породы и сильнее вызывает разбухание глин;
- как правило, более холодная;
- содержит в растворённом состоянии нежелательные газы, в первую очередь такие как сероводород, кислород и углекислый газ. Так, например, содержание кислорода может доходить до 7 – 10 мг/л.
- содержит значительное количество планктона, микробов и микроводорослей. Так, например, содержание аэробных бактерий может достигать 10 ед/мл, а анаэробных – 1 ед/мл;
- содержит соли тяжелых металлов в количествах до 3 мг/л;
- и, наконец, может содержать большое количество механических примесей. Количество механических примесей зависит от типа акватории и глубины отбора воды. Так, для глубоководных акваторий Северного моря концентрация механических примесей укладывается в диапазон 0,1 – 0,2 мг/л, а для глубоководных акваторий тропических морей - в диапазон 0,2 – 1,0 мг/л. В акваториях мелководных морей их концентрация находится в диапазоне 1-2 – 20 мг/л, а в при
|
|
|
При глубине отбора 15 м (Северное море) содержание механических частиц составляет величину порядка 0,7 мг/л; при глубине отбора 30 м – 0,4 мг/л; при глубине отбора 50 м – 0,2 мг/л; 60 м – 0,1 мг/л.
|
1 – забор воды; 2 – хлорирование воды; 3 – предварительная фильтрация; 4 – деаэрация; 5 – окончательная фильтрация воды; 6 – хим.обработка воды; 7 – дожимной насос; 8 – КНС.
I – морская вода; II – вода на хлорирование; III – хлорированная вода; IV – вода после предварительной фильтрации; V – деаэрированная вода; VI – вода после окончательной фильтрации; VII – хим.обработанная вода; VIII – вода на КНС; IX – вода на цели ППД.
Забор воды осуществляется электропогружными насосами, расположенными на середине глубины между поверхностью и дном.
Хлорирование воды осуществляется добавкой бактерицида – гипохлорида или чистого хлора из расчета 0,5 – 2,0 мг/л.
Предварительная фильтрация обычно осуществляется в две ступени с последующим нагревом воды не менее чем до 12 оС.
Деаэрация осуществляется для снижения содержания в морской воде кислорода, способного вызвать осмоление нефти в пласте и коррозию труб до 0,1 мм/год. Деаэрацию осуществляют либо продувкой морской воды газом, либо её вакуумированием. В первом случае остаточное содержание кислорода превышает 0,2 мг/л; во втором случае – оно менее 0,2 мг/л. В любом случае в воду добавляют SO2 – способствующий удалению кислорода, и биосульфат аммония, являющийся поглотителем кислорода.
|
|
|
Окончательная фильтрация морской воды осуществляется на диатомитовых фильтрах; в результате, остаточное содержание механических примесей снижается ниже 1 мг/л.
Хим.обработка сводится к подаче в морскую воду ингибиторов коррозии, пеногасителей (иногда и перед деаэрацией), ингибиторов солеотложения и дополнительного количества биоцидов.
Нефтяное месторождение «Тюриханс» в Норвежском море на глубине 285 м. в 35 км от месторождения «Кристин».
Впервые для целей ППД будет использоваться неочищенная морская вода. Компания «Statoil» в сотрудничестве с «Aker Kvaerner Subsea» разработала насосы для такой воды мощностью 2,8 МВт, устанавливаемые под водой.
Лекция № 8
На сегодняшний день подводная подготовка продукции скважин сводится исключительно к подводной сепарации, да и то, в основном, только для газлифтного способа эксплуатации скважин.
Для маргинальных и глубоководных месторождений, а также для замерзающих акваторий – это самый целесообразный путь.
Различают два варианта подводной сепарации:
- все технологические аппараты располагают в одном герметичном комплексе с нормальным давлением и температурой (так называемый сухой вариант);
- все технологические аппараты объединяют в один комплекс и располагают прямо на дне (так называемый мокрый вариант) с повышенным давлением и пониженной температурой, характерными для окружающей морской среды. Комплекс снабжают дистанционным управлением с берега или платформы. Комплекс состоит из легко съёмных модулей, легко поднимаемых на поверхность. Мелкий ремонт осуществляют либо с помощью водолазов, либо с помощью дистанционно управляемых манипуляторов.
Первый вариант характерен для Российской Федерации.
Второй – для Западного Мира.
Но в любом случае – это только единичные опытные проекты.
Пример № 1:
1989 г, месторождение Артджилл (Северное море), фирма «Квернер эйч энд Джи».
На дне вблизи скважины (или группы скважин) устанавливают сепаратор и раздельно транспортируют газ и жидкость на берег или на платформу. Если расстояние не превышает 25 км., то насос устанавливается только на жидкостной линии. Если расстояние достигает 100 км., то на газовой линии устанавливается компрессор. Подвод энергии осуществляется с берега или платформы.
Всё оборудование собирается в модуль с габаритными размерами 12 х 16 м и массой до 200 т. Модуль закрепляется на дне 4 скважинами по углам и имеет 3 насоса – 2 рабочих и 1 – резервный. Модуль рассчитан на 6 скважин и имеет на выходе две трубы одного диаметра. Трубы рассчитаны на пропуск очистного устройства, с его возвратом по другой трубе.
Пример № 2:
Проект «Закум» – реализован в Северном море в начале 70-х годов. На глубине 25 метров устанавливается трёхфазный сепаратор. Выделившийся газ через отдельный факельный сепаратор направляется на платформу, где и сжигается на факеле. Нефть и вода объединяются и по одной трубе длиной 4 км направляются на лёгкое основание, откуда насосом по трубе в 80 км направляются на берег.
Пример № 3:
Проект «PRIME», фирма АТЕ.
На дне устанавливаются три модуля:
- первичный;
- вторичный;
- модуль главного коллектора.
В первичный модуль входят элементы, требующие ремонта (клапаны, штуцера, сепаратор, КИП, насосы, Э/Д, трансформаторы и тд.). Любой элемент данного модуля можно обслужить дистанционно управляемыми подводными аппаратами. Любой элемент данного модуля (или весь модуль) можно поднять без водолазов и направляющих канатов.
|
|
|
Во вторичный модуль (обычно неподъёмный) входят пассивные элементы – обвязочные трубопроводы. Вторичный модуль служит рамой для установки первичного модуля.
Модуль главного коллектора собирает продукцию скважин из многочисленных первичных и вторичных модулей и направляет её или на платформу, или на берег.
Пример № 4:
Проект «DAMPS» фирма Agipp.
- устанавливает на дне турбосепаратор, использующий энергию нефтяного газа;
- использует бескабельную передачу информации на поверхность и команд на дно (система SWACS) с помощью акустических сигналов, передающихся по специальной трубе;
- обслуживает до 15 скважин.
