Анализ работы установки предварительного сброса воды ЦДНГ-9 НГДУ «Мамонтовнефть»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

 

ОБРАЗОВАНИЯ

 

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

Технологический институт

 

 

 

Кафедра Химии и технологии нефти и газа

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

 

К дипломному проекту на тему:

 

Анализ работы установки  предварительного сброса воды ЦДНГ-9 НГДУ «Мамонтовнефть».

 

 

Дипломник ____________________________ / Филиппова Н.В./

 

Руководитель ___________________________ / Трушкова Л.В./

 

Консультант _______________________________ / Енева И.Г./

 

Зав. кафедрой ____________________________ / Магарил Р.З./

 

 

Тюмень 2003 г.

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

Пояснительная записка к  дипломному проекту содержит 93с., 11 рис., 35табл., 32 источника.

 

Объектом проектирования является установка предварительного сброса воды цеха добычи нефти и  газа НГДУ «Мамонтовнефть» НК «ЮКОС», проектной мощностью по сырью 30 000 м 3 в сутки.

 

Установка предварительного сброса воды предназначена для:

 

- сбора водогазонефтяной  эмульсии, поступающей с кустовых  площадок и разведочных скважин;

 

- сепарации нефти;

 

- обезвоживания нефти;

 

- подготовки пластовых  и других промысловых очистных  сточных вод с последующей  закачкой в пласт;

 

- внешнего транспорта  нефти с месторождения на ЦПС.

 

- внешнего транспорта  газа с месторождения на ГПЗ.

 

Цель проекта: Анализ производственной деятельности установки предварительного сброса воды с целью выявления  резервов для более рационального  использования имеющегося технологического оборудования.

 

На ступени глубокого  обезвоживания используется оборудование, разработки ООО «Уралтехнострой», которое  позволяет получить глубоко обезвоженную нефть. (Содержание воды менее 1 % масс). Нормативное содержание солей не обеспечивается обезвоживанием нефти, требуемого уровня и для подготовки товарной нефти необходимо дополнительное обессоливание на ЦПС.

 

В результате сделанного анализа  выявлено:

 

На установке предварительного сброса воды имеются реальные возможности  для увеличения ее пропускной способности  по жидкости, при этом качество подготовленной нефти не изменится.

 

Используемая для ведения  технологического процесса многоступенчатая автоматизированная система управления позволяет безопасно и качественно  поддерживать технологический режим 

 

Технологический режим и  технологическая схема установки  дает возможность, используя только химический способ с использованием деэмульгатора , отделять нефть с  содержанием воды до 1 %.

 

Данный проект решает возникшие  трудности перед НГДУ «МсН» посредством  подготовки части нефти Угутско  – Киняминской группы месторождений  силами НГДУ «Мамонтовнефть» на УПСВ-3.

 

Реализация данного проекта  позволяет увеличить производительность установки предварительного сброса воды в расчете на 2005 год с 16 674,2 м3/сут до 18 649,4 м3/сут (на 12 %). При этом доля загрузки установки сырой нефтью НГДУ «МсН» на 2005 год составит 10 % и имеет тенденцию к увеличению. Коэффициент загрузки установки  по сырью увеличиться к 2005 г. на 6 %. У установки предварительного сброса воды № 3 имеется дополнительный резерв по наращиванию производительности - более 30% по жидкости.

 

Расчет дипломного проекта  показал, что для этих целей не потребуется дополнительного технологического оборудования.

 

При этом сумма капитальных  вложений на реконструкцию окупится за 1 год и 1,5 месяца.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Перечень единиц, используемых в проекте, в системе Си

 

Введение

 

1.   Литературный обзор

 

1.1.       Образование  эмульсий и их классификация

 

1.2.       Физико-химические  свойства нефтяных эмульсий

 

1.2.1.    Дисперсность  эмульсий

 

1.2.2.    Вязкость эмульсии

 

1.2.3.    Плотность эмульсии

 

1.2.4.    Электрические  свойства эмульсии

 

1.2.5.    Температура  эмульсии

 

1.3.       Устойчивость  нефтяных эмульсий и их «старение»

 

1.4.       Теоретические  основы обезвоживания нефти

 

1.4.1.    Седиментация  капель воды в нефти 

 

1.4.2.    Процессы укрупнения  капель воды

 

1.5.       Деэмульгаторы,  применяемые для разрушения нефтяных  эмульсий

 

1.6.       Основные  методы разрушения нефтяных эмульсий

 

1.7.       Установки  предварительного сброса воды.

 

2.   Метод производства  и его технико-экономическое обоснование

 

2.1.       Оценка  технического состояния установки  предварительного сброса воды  № 3

 

3.   Характеристика сырья,  готовой продукции и применяемых  реагентов

 

4.   Описание технологической  схемы с автоматизацией. Спецификация  КИП

 

5.   Техническое обеспечение  АСУ ТП

 

5.1.       Объекты  АСУ ТП

 

5.1.1.    Структура контроля  и управления технологическими  объектами

 

5.2.       Функции  АСУ ТП

 

5.2.1.    Функции АСУ  ТП по уровням управления

 

5.3.       Функции  АСУ ТП по уровням управления  технологическими объектами

 

5.4.       Комплекс  технических средств АСУ ТП

 

5.4.1.    Комплекс датчиков, преобразователей, исполнительных  механизмов

 

5.4.2.    Управляющий  вычислительный комплекс

 

5.4.3.    Размещение  и монтаж комплекса технических  средств АСУ ТП

 

6.   Технологический  расчет

 

6.1.       Технологические  параметры УПСВ-3 НГДУ «Мамонтовнефть»

 

6.2. Поверочный расчёт оборудования

 

6.2.1. Расчёт I ступени сепарации

 

6.2.2.Расчёт отстойников

 

6.2.3. Расчёт II ступени сепарации

 

7.   Материальный баланс  установки предварительного сброса  воды

 

7.1 . Материальный баланс  базовой УПСВ-3 при максимальной  пропускной способности борудования

 

7.2. Материальный баланс  проектной УПСВ-3

 

8.   Безопасность и  экологичностъ проекта

 

8.1.       Обеспечение  безопасности работающих

 

8.1.1.    Опасности и  вредности установки

 

8.1.2.    Характеристика  условий труда

 

8.1.3.    Электробезопасность  и молниезащита

 

8.1.3.1.               Электроснабжение

 

8.1.3.2.               Молниезащита и заземление

 

8.1.3.3.               Расчёт зоны защиты молниеотвода

 

8.2.       Экологическая  оценка проекта

 

8.2.1.    Характеристика  объекта в части выбросов загрязняющих  веществ в атмосферу

 

8.2.1.1.               Расчет максимальных и валовых  выбросов вредных веществ от 

 

источников загрязнений  УПСВ-

 

8.2.2.    Расчет платы  за выбросы загрязняющих веществ  в атмосфер

 

8.2.3.    Размеры санитарно-защитной  зоны с учетом розы ветров

 

8.2.4.    Мероприятия  по предотвращению и уменьшению  аварийных

 

выбросов

 

8.2.5.    Мероприятия  по снижению шума

 

8.2.6. Оценка воздействия  на поверхностные воды

 

8.2.6.1.Оценка возможных  путей загрязнения поверхностных  вод

 

8.2.6.2. Водоотведение

 

8.2.6.3. Характеристика возможных  изменений водных объектов при  эксплуатации УПСВ

 

8.2.7. Оценка воздействия  на почвенно-растительный покров  и грунты

 

8.2.7.1. Характеристика воздействия  на почвенный покров и грунты

 

8.2.7.2. Характеристика нарушений  рельефа

 

8.2.8. Оценка воздействия  на недра и подземные воды

 

8.2.8.1. Анализ возможного  воздействия на недра и подземные  воды

 

8.3. Чрезвычайные ситуации

 

8.3.1. Аварийные ситуации

 

8.3.2. Противопожарные мероприятия

 

8.3.3. Определение поражающих  факторов вероятных чрезвычайных  ситуаций и их воздействия  на элементы объекта

 

8.3.3.1. Определение вероятных  параметров ударной волны при  взрыве газовоздушной или паровоздушной  смеси

 

8.3.3.2. Расчёт взрыва резервуара  вертикального стального ёмкостью 5000 м3 с нефтью

 

8.4. Оценка воздействия  на окружающую среду от проектируемых  сооружений

 

9. Сведения о местонахождении  объекта

 

9.1. Характеристика местности,  на которых размещается объект

 

9.2. Сведения о персонале

 

 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ ЕДИНИЦ В МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ (СИ), ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЕКТЕ

 

 Величина Единицы измерения Сокращенное обозначение единицы Размер единицы

Основные  единицы  

Длина Метр м 

Масса Килограмм кг 

Время Секунда с 

Температура Градус Цельсия оС 

Производные единицы  

Площадь Квадратный метр м2 (1м)2

Объем Кубический метр м3 (1м)3

Плотность (объемная масса) Килограмм на кубический метр кг/м3 (1кг) : (1м)3

Скорость Метр в секунду м/с (1м):(1с)

Давление (механическое напряжение) Паскаль Па (1Н) : (1м)2

Динамическая вязкость Паскаль секунда Па с (1Н)(1с) : (1м)2

Кинематическая вязкость Кв.метр на секунду м2/с (1м)2: (1с)

Количество теплоты, работа, энергия Джоуль Дж (1Н) (1м)

Сила Ньютон Н (1кг)(1м): (1с)2

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

Установка предварительного сброса воды № 3 (УПСВ) ЦДНГ-9 НГДУ «Мамонтовнефть»  ОАО Юганскнефтегаз НК «ЮКОС» расположена  в Нефтеюганском районе, Ханты-Мансийского  автономного округа Тюменской области. В 15 км к востоку от площадки УПСВ проходит магистральная автодорога Тюмень-Сургут.

 

УПСВ-3 ЦДНГ-9 НГДУ «Мамонтовнефть»  проектной мощностью по сырью 30 000 м3/ сутки предназначена для:

 

- сбора водогазонефтяной  эмульсии, поступающей с кустовых  площадок и разведочных скважин;

 

- сепарации нефти;

 

- обезвоживания нефти;

 

- подготовки пластовых  и других промысловых очистных  сточных вод с последующей  закачкой в пласт;

 

- внешнего транспорта  нефти с месторождения на ЦПС.

 

- внешнего транспорта  газа с месторождения на ГПЗ.

 

Продуктом УПСВ является обезвоженная нефть, которая поступает на ЦПС, где происходит подготовка нефти  до товарных кондиций (обезвоживание, обессоливание и т.д.) и перекачка  ее по системе внешнего транспорта.

 

На УПСВ происходит сепарация  газа, часть которого поступает на компрессорную станцию ГКС и  сдается на ГПЗ. Остаточный газ поступает  на факел низкого давления, где  происходит его сжигание.

 

Вода, полученная в процессе подготовки нефти, поступает по системе  водоводов на КНС и закачивается в пласты с целью поддерживания  пластового давления.

 

Технологический режим и  технологическая схема установки  дает возможность, используя только химический метод с использованием деэмульгатора, отделять нефть с  содержанием воды до 1%.

 

В связи с уменьшением  объема добычи нефти на Мамонтовском и Ефремовском месторождении  и возникшими трудностями с подготовкой  нефти в НГДУ «Майскнефть» рекомендуется  подготовка части нефти Угутско  – Киняминской группы месторождений  силами УПСВ-3 НГДУ «Мамонтовнефть» (объем  подготавливаемой нефти на УПСВ регламентируется общим объемом нефти, подготавливаемой на ЦППН НГДУ «МН»). Часть нефти с  месторождения Угутско – Киняминской  группы поступает на УПСВ-3, где происходит предварительный сброс воды (до остаточного  содержания воды в нефти порядка 1-10 %). После УПСВ нефть откачивается на ЦППН НГДУ «Мамонтовнефть», где происходит окончательная подготовка нефти.

 

 

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

 

На каждом месторождении  наступает такой период, когда  из пласта вместе с нефтью извлекается  пластовая вода. По мере эксплуатации месторождения содержание воды в  нефти постепенно возрастает.

 

Извлеченная вместе с нефтью на поверхность пластовая вода является вредной примесью, которую необходимо удалять из нефти. Пластовая вода образует с нефтью эмульсии различной  степени стойкости, и со временем стойкость эмульсии повышается. Это  является одной из причин того, что  необходимо обезвоживать как можно  раньше с момента образования  эмульсии, не допуская ее старения. Наиболее целесообразно проводить обезвоживание  нефти на месторождениях.

 

Второй наиболее важной причиной обезвоживания нефти в районах  его добычи является высокая стоимость  транспорта балласта-пластовой воды. Транспорт обводненной нефти  удорожается не только в результате перекачки дополнительных объемов  содержащейся в нефти пластовой  воды, но и вследствие того, что вязкость эмульсии типа вода в нефти выше, чем чистой нефти. При увеличении содержания воды в нефти на 15 транспортные расходы возрастают в среднем  на 3-5% при каждой перекачке. /1/

 

Добывающая из скважин  нефть, как правило, имеет в своем  составе пластовую воду (в свободном  или эмульгированном состоянии), содержащую различные минеральные  соли -хлористый натрий NaCl, хлористый  кальций СаСl2, хлористый магний MgCl2, причем часто в больших количествах (200 тыс. мг/л воды и более), механические примеси. Эти соли придают водонефтяной смеси довольно высокую коррозионную активность и затрудняют таким образом  ее транспортирование и последующую  переработку. Механические примеси  и соли легко отлагаются с суженных местах, местах поворотов, изгибов, сужая  живое сечение трубок и ухудшая  процесс теплопередачи в теплообменном  оборудовании. Примеси и соли тяжёлых  нефтей концентрируются в тяжёлом  остатке переработки нефти, ухудшая  их качество. В состав нефтей входят также различные газы органического (метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан  С4Н10) и неорганического (сероводород H2S, углекислый газ СО2 и гелий  Не) происхождения.