Файл: Тронов В.П. Обезвоживание и обессоливание нефти из опыта работы об-ния Татнефть.pdf

Здесь эффект может быть особенно значителен. Так, гранспоршрование.по этому трубопроводу обезвожен­ ной до 0,5—0,7% мангышлакской нефти позволило без вмешательства со стороны в естественный ход процесса решить следующие задачи:

поставка высококачественной нефти на группу нефтеперерабатывающих заводов (Гурьевский НПЗ,

— поставка на базу смешения в районе Куйбышева высококачественной нефти, значительная часть которой направляется в нефтепровод обессоленной нефти «Друж­ ба» без дополнительной обработки.

В значительной мере это обусловлено гем, что с тех­ нологической точки зрения трубопровод Узепь—Гурьев — Куйбышев является эффективной обессоливающей ус­ тановкой, совмещающей процессы перекачки нефти с ее обессоливанием без применения пресной воды и электри­ ческою поля. Наряду с другими причинами это объяс­ няется тем, что режим движения эмульсии по горячему магистральному нефтепроводу в интервалах Узень — Гурьев и Гурьев — Куйбышев, а также между станция­ ми перекачек на каждом участке по уровню турбулент­ ности изменяется в широких пределах, характеризуемых числами Рейнольдса от 3900 до 150000. Это обусловлива­ ет эффективное разрушение эмульсин в процессе ее тран­ спортировки по трубопроводу п последовательное осуще­ ствление всех стадий процесса деэмульсации нефти, включая дробление капель, разрушение бронирующих оболочек на глобулах пластовой воды, слияние капель и их укрупнение, повышение воды в нижней части трубо­ проводов и расслоение потока па нефть н воду непосред­ ственно в трубопроводе на тех его участках, которые характеризуются низким уровнем турбулентности.

Длительная и эффективная эксплуатация технологи­ ческого комплекса промысловою и транспортною обо­ рудования в интервале Узепь -- Куйбышев позволила уже теперь практически решить более’простыми и деше­ выми средствами все основные перечисленные выше за­

131

дачи, которые обычно решаются путем обессоливания нефти непосредственно па промыслах.

В этих условиях строительство обессоливающей уста­ новки в Узеип, например, привело бы к напрасным зат­ ратам огромных -государственных средств и нанесло бы стране существенный экономический ущерб.

Такие же выводы справедливы и для других районов. Вместе с тем предложение использовать магистральные трубопроводы в технологических целях встречает извест­ ное сопротивление. Причины этого различны, но в боль­ шинстве своем к технологии они никакого отношения нс имеют. Мы остановимся лишь на тех из них, которые мо­ гут быть отнесены к технологическим.

—к резкому повышению коррозии трубопроводов;

—к образованию водных пробок и снижению произ­ водительности трубопроводов;

—к увеличению балласта в нефти и повышению Iранспортпых расходов.

Дли горячих трубопроводов выдвигается -дополни­ тельный аргумент— появление свободной воды в трубо­ проводе тушит нагревательные печи по его трассе. Преж­ де чем перейти к рассмотрению каждого из этих аргу­ ментов, отметим, что использование магистральных тру­ бопроводов в технологических целях может быть осу­ ществлено различным образом и, в частности, возможно пассивное и активное использование их. К пассивному можно отнести сознательное и разумное использование эффекта разрушения эмульсии в трубопроводе дли улуч­ шении качества нефти при ее поступлении на товарные парки, головные сооружения или заводские ЭЛОУ и учет этих явлений в технологических схемах без вмешательст­ ва в режим работы трубопровода. В этом случае техно­ логам на заводах пли работникам транспортных управ­ лении остается лишь воспользоваться в интересах госу­ дарства результатами естественных процессов разруше­ ния эмульсии, протекающих в трубопроводах при ее транспортировании. Здесь возможны такие, операции, как сброс дренажной воды перед поступлением нефти на ЭЛОУ или перед ее дальнейшей перекачкой, упрощение технологического процесса обессоливания и т. д. Вос­

132

пользоваться работой магистрального трубопровода в интересах государства — значит предпринять такие дей­ ствия, из которых (на основе учета «остаточной» стойко­ сти эмульсии после ее разрушения в трубопроводе) при­ нимается решение ограничить или исключить строитель­ ство для подготовки нефти ненужных объектов на про­ мыслах или заводах без ухудшения планового качества обессоленной нефти. Примером такого решения мог бы быть отказ от строительства обессоливающей установки

вУзени. При таком способе использования магистраль­ ных трубопроводов в технологических целях все указан­ ные выше возражения автоматически отпадают, так как

вэтом случае его режимные характеристики преднаме­ ренно не улучшаются и не ухудшаются. И вопрос состоит лишь в том, воспользуемся ли мы в интересах государ­ ства теми возможностями, которые представляет нам разрушение эмульсии в трубопроводах, или нет. В этом смысле пассивное использование трубопроводов может быть весьма эффективным, особенно на стадии проекти­

рования обустройства нефтяных районов и строительст­ ва нефтеперерабатывающих заводов.

Активное использование магистральных трубопрово­ дов в зависимости от поставленной задачи предполагает в числе других осуществление таких операций, как вве­ дение в трубопровод реагента-деэмульгатора, промывоч­ ной воды, либо промывочной воды совместно с реаген­ том-деэмульгатором.

Рассмотрим, какое влияние могут оказать эти дейст­ вия на усиление проблемы коррозии, ухудшение рабо­ ты трубопровода и т. д.

Проблема коррозии. Высокоэффективные неионоген­ ные реагенты-деэмульгаторы для обезвоживания и обес­ соливания нефти применяются за рубежом уже не один десяток лет. В нашей стране широкое их применение от­ носится к 1962 году. С тех пор на нефтеперерабатываю­ щие заводы транспортируется обработанная реагентом на промыслах нефть с остаточным содержанием воды до 2% и оставшимся в ней реагентом-деэмульгатором. В со­ ответствии с появившимися в последнее время работами, в откачиваемой на заводы нефти после ее обезвоживания на промыслах содержится значительное количество реа­ гента. Таким образом, в нефти содержится значительное

количество деэмульгатора, независимо от наших дей­ ствий.

С момента широкого применения деэмульгаторов это­ го типа прошло уже более 11 лет. Тем не менее практи­ ке не известны случаи прорыва трубопроводов по причи­ не внутренней коррозии, которая могла произойти из-за присутствия в нефти реагента-деэмульгатора [120]. Не известны такие случаи и в зарубежной практике. Это объясняется не только тем, что применяемые деэмульга­ торы не агрессивны по своей природе. Как показали ис­ следования авторов [23], присутствие в нефти реагентадеэмульгатора и соленой пластовой воды, лишенной кис­ лорода, на скорость коррозии внутренней полости трубо­ проводов практически не влияют и поэтому могут не приниматься в расчет.

Прямые замеры скорости коррозии металлических образцов в трубопроводе Альметьевск — Горький — Ря­ зань, выполненные институтом ТатНИПИнефть, при транспортировании по нему прикамской нефти, обезво­ женной с применением деэмульгатора на промысловых установках, показали, что она может быть охарактеризо­ вана величиной порядка 0,006—0,009 мм/год, а при до­ бавке в эту нефть деэмульгатора из расчета 20 г/т ско­ рость коррозии составила 0,008 мм/год, т. е. практически не изменилась.

Такие же соотношения сохранились и при изучении коррозии трубопроводов, транспортирующих сернистую нефть и используемых для трубной деэмульсации продук­ ции скважин обводненностью до 25%. Скорость коррозии до и после введения реагента составила 0,00465 и 0,00697 г/м2 час соответственно.

Обстоятельные исследования скорости коррозии тру­ бопроводов, транспортировавших водонефтяные эмуль­ сии с содержанием воды от 10 до 70%, обработанные реа­ гентом из расчета 10—15 г/т, были проведены А. В. Валихановым и Р. Т. Булгаковым и др. (1971 г.). Было ус­ тановлено, что скорость коррозии трубопроводов герме­ тизированной системы сбора ничтожна, составляет 0,0015—0,0065 мм/год и не зависит от того, вводился в

поток реагент-деэмульгатор или нет. Авторы пришли к выводу, что основной причиной коррозии нефтепромыс­ лового оборудования является кислород воздуха.

134

Аналогичная точка зрения выражается А. А. Тони­ ком, К. Р. Низамовым и Е. М. Тиховой [23], которые от­ мечают, что путевая деэмульсация нефтей, не содержа­ щих сероводорода, сопровождаемая введением неионо­ генных деэмульгаторов и выделением воды в отдельную фазу, в.коррозионном отношении не опасна и прогноз ис­ пользования трубопроводов в технологических целях с этой точки зрения вполне благоприятен. Авторы отмеча­ ют, что основным коррозионным агентом для нейтраль­

что по причине внутренней коррозии из-за повышенного содержания воды и солей в нефти, по данным Урало-Си­ бирского нефтепроводного управления, не было ни одно­ го случая аварии или разрушения нефтепроводов.

В обзоре В. Б. Галеева, Б. В. Амосова и др. [20], осу­ ществлявших учет всех видов разрушений трубопроводов управления Урало-Сибирских нефтепроводов Главтранс­ нефти МНП и Уральского управления магистральных продуктопроводов Главнефтеснаба РСФСР с 1951 г., указывается, что 95% от общего числа сквозных коррози­ онных повреждений трубопроводов последних лет вызва­ но действием блуждающих токов, а остальные —4—5%— действием агрессивных грунтов (почвенная коррозия).

Из 231 случая, зарегистрированного авторами за 11 лет (1959—1970 гг.), ни одного прорыва магистрального трубопровода не произошло по причине внутренней кор­ розии из-за присутствия в нефти воды и солей.

Имеющиеся же случаи порывов, естественно, не выд­ вигаются в качестве аргументов в пользу отказа от эко­ номического трубопроводного транспорта. Также, види­ мо, нелогично из-за напрасных опасений коррозии тру­ бопроводов отказываться от экономичной технологии улучшения качества нефти в процессе ее транспортиро­ вания.

О ничтожном влиянии, по сравнению с другими при­ чинами, внутренней коррозии на создание аварийных си­ туаций свидетельствуют данные, приведенные в работе [20] по американским источникам. Так. прорывы трубо­

135

проводов и число случаев, обусловленных различными причинами, по этим данным распределились следующим

образом:

внешняя коррозия —7500; утечки в муфтах —3000;

случайные повреждения трубопроводов —3500; разрыв труб —270; внутренняя коррозия —250;

разрыв муфтовых соединений —210; разрыв поперечных сварных стыков —95.

Из этих данных видно, что случаи внутренней корро­ зии трубопроводов, в числе которых могут быть и такие, которые вызваны действием сероводорода, кислорода и других газов, крайне редки, и на их долю приходится все­ го лишь 2,27%.

Таким образом, проблемы коррозии трубопроводов при введении в поток нефти реагентов-деэмульгаторов в процессе ее транспортирования практически не возни­ кает.

Рассмотрим, как изменяется скорость коррозии тру­ бопроводов при введении в них пресной промывочной во­ ды и реагента для осуществления трубного обессолива­ ния.

Как отмечается в работах ряда авторов, применение пресной воды при обессоливании нефти приводит к уси­ лению коррозии оборудования в основном из-за раство­ ренного в ней кислорода.

Исследованиями, выполненными институтом ТатНИ-

нефти, показано, что такое возрастание коррозии дейст­ вительно имеет место. Так, скорость коррозии до и после введения в поток нефти пресной воды (4,26%) и реагента (60 г/г) составила соответственно 0,026 и 0,112 г/м2 час. Однако это возрастание коррозии может быть легко ней­ трализовано применением деэмульгаторов, содержа­ щих в себе ингибиторы коррозии, например, сепароль-25 с ингибитором III или ингибиторы типа ИКН-1, ИКБ-4.

Весьма перспективным средством борьбы с коррозией в этом случае считается освобождение пресной воды, применяем^ при обессоливании, от содержащегося в ней кислорода методом деаэрации.

136

Немаловажным обстоятельством является и тот факт, что при обессоливании нефти в трубопроводах с приме­ нением пресной воды ее требуется в 3—5 раз меньше, чем при обессоливании на установках. Это обусловлива­ ет возможность такой ситуации, при которой с точки зрения-коррозии окажется более выгодным осуществлять обессоливание в трубопроводах, чем на установках. Объясняется это тем, что при перемешивании нефти с пресной водой до 95% содержащегося в воде кислорода переходит в нефть, в которой он в 5—7 раз растворяет­ ся лучше, чем в воде. Следовательно, после обессолива­ ния нефти на установке промывочная вода сбрасывает­ ся в канализацию, а содержащийся в ней кислород час­ тично обусловливает коррозию оборудования, а частич­ но уходит вместе с нефтью в магистральный трубопровод и создает там коррозионно-опасную ситуацию.

Таким образом, если при обессоливании нефти на установках используется 10% пресной воды и половина содержащегося в ней кислорода перейдет в нефть, это окажется эквивалентным обессоливанию нефти непосред­ ственно в трубопроводе при расходе промывочной воды порядка 5%. Сейчас уже известно, что в ряде случаев для обессоливания нефти в трубопроводах достаточно введения 2—3% пресной воды.

чем на установках, и вся критика в отношении создания коррозионной ситуации в трубопроводах в этих случаях должна быть отнесена к установкам. Эти же явления объясняют целесообразность, с точки зрения коррозии, транспортировать по трубопроводам не обессоленную, а обезвоженную нефть. В самом деле, соленая пластовая вода кислорода в себе не содержит. Обессоливание неф­ ти на установках увеличивает содержание в ней кисло­ рода. Кроме того, в нефти после обессоливания остает­ ся 0,1—0,3% пресной воды, содержащей в себе кислород. Отсюда становится понятным, что глубоко обезвоженная нефть (до 0,2% воды) является менее агрессивной, чем

137