Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

49 страниц

Купить РД 39-1-396-80 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В инструкции даются рекомендации по гидроперекачке высоковязких нефтей и нефтяных эмульсий по внутрипромысловым трубопроводам на основе экспериментального исследования течения обводненных нефтей в трубопроводах различного диаметра в лабораторных и промышленных условиях и теоретических разработок расчетных зависимостей, учитывающих специфические свойства водонефтяных потоков. Инструкция предназначена для проектных организаций, а также инженерно-технических и научных работников, занимающихся вопросами проектирования и эксплуатация систем сбора и транспорта высоковязких и обводненных нефтей на промыслах.

 Скачать PDF

Оглавление

1 Общие положения

     1.2 Основные индексы и обозначения, принятые в инструкции

2 Технология гидроперекачки высоковязких нефтей и нефтяных эмульсий

3 Пуск трубопровода

     3.1 Вывод на оптимальный режим

     3.2. Возможные неполадки в работе

4 Гидравлический расчет трубопроводов

5 Исходные данные для расчета

6 Примеры расчета

Литература

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ИНСТРУКЦИЯ ПО МЕТОДУ ПЕРЕКАЧКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ В ЭМУЛЬСИОННОМ состоянии РД 39 - I - 396 - 80

1980

Министерство нефтяной промышленности

ВСЕСОЮЗНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СБОРУ, ПОДГОТОВКЕ И ТРАНСПОРТУ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ (ВНИИСПТнефть)

УТВЕРЖДЕНА Заместителем Министра нефтяной промышленности

А.В.В&дихановым 29 апреля I960 г.

ИНСТРУКЦИЯ ПО МЕТОДУ ПЕРЕКАЧКИ BdCOKDВЯЗКИХ НЕФТЕЙ В ЭМУЛЬСИОННОМ СОСТОЯНИИ РД 39-1-396-60

I960

использоваться пластовая вода или прямая нефтяная эмульсия. Отделившуюся в пункте подготовки воду или водный раствора поверхностно-активных веществ при соответствующем технико-экономическом обосновании можно возвращать в начале трубопровода для повторного рхпользования.

Транспорт еысоковязких нефтей и нефтяных эмульсий без обращения в раздельных структурах течения с плоской и криволинейной границами раздела фаз позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление трубопроводов до 10 раз. При обращении фаз в эмульсии при наличии этих структур гидравлическое сопротивление снижается до 50 раз.

При наличии кольцевой структуры, а также эмульсионной типы нефть в воде гидравлическое сопротивление можно снизить до 100 а более раз.

Эффективность снижения гидравлического сопротивления зависит от вязкостных свойств вязкой фазы, физико-химических свойств нефти и воды, использования поверхностно-активных веществ.

Bonioc эффективности применения гидротранспорта вязких нефтей и нефтяных эмульсий» особенно с применением поверхностно-активных веществ, тесно связан с подготовкой транспортируемо!: продукции в пункте подготовки.

Чаще добавка поды или раствора поверхностно-активного вещества способствует снижению гидравлического сопротивления и улучшает степень подготовки нефти в конечном пункте. Это имеет место в том случае, когда не происходит быстрого старения обработанной эмульсии и она приходит на подготовку нестойкой. В этом случае вопрос подготовки нефти не ухудшают, а улучшают эффективность предлагаемых способов.

Но ь некоторых случаях после обработки эмульсии поверх-

ностно-активными воществами возможно старение еэ в процеосе движения по трубопроводу. Эмульсия приобретает стойкость и требует дополнительных затрат на подготовку. В этом случае возникает технико-экономическая задача от эффективности применения способа.

Так как в настоящей инструкции не включены вопросы подготовки транспортируемой продукции, то вопросы подбора поверхностно-активных веществ и затраты на подготовку эмульсии в конечном пункте следует в каждом конкретном случав учитывать при разработке технологии гидротранопорка. При этом полезно предварительно технологию транспорта и подготовки обработать на пилотной установке, смонтированной на промысле.

2.2. В зависимости от структуры потока технологический процесс транспорта может осуществляться по следующим схемам.

В олучае транспорта в раздельной структуре нефть насосом (3)

(см.схему рис.2) из резервуара (I) подается во внутреннюю часть оголовка (5), а вода своим насосом (4) из резервуара (2) пода-етоя в кольцевой зазор между внутренней и внешней трубой оголовка. Если плотности нефти и воды близки, а скорость в трубопроводе достаточна, то будет существовать концентрическая структура потока. В случав большой разности плотностей и малых скоростей движения нефть вытеснит воду иг верхней части пристенного слоя, смочит собой стенку трубопровода, образуя раздольное течение с плоской границей раздела фаз. В промежутке между этими структурами б^дет существовать структура с криволинейной границей раздела фаз.

Принципиальная схема оголовка приведена на рис.З.

Соотношение размеров устройства следующее:

Стр.12 РД 39-1-396-80



Рво. 2 Технологическая схема лцроперекачхи


I. резервуары ш нефти;

2    резервуар Аля веди;

3    наооо яля нефти;

4    насоо аля волы;

5. оголовок;

6    первичны* отсто* смеси;

7    первичные термохимические отсто* сыесв;

8    дозировка П4В.



Ряо. 3 уотроАотво ды форкхроваяхх разделим потоков


РД 39-1-396-60 Стр.П


Б конечном пункте водонефтяной поток поступает в резервуар (6) первичного отстоя, отделившаяся нефть поступает в резервуар термохимического отстоя (7), где и доводится до требуемой кондиции.

В случае транспорта с поверхностио-активнши веществами на головном сооружении трубопровода должна устанавливаться ом-кооть для раствора (8), насос для его подачи в камеру смешепия.

В случав транспорта в эмульсионном режиме течения шесто оголовка (5) на трубопроводе устанавливается смесительная камера для образования эмульсия типа нефть в воде.

Производительность насосов для нефти и воды, а также емкость резервуаров выбираются исходя из того, что по трубопроводу транспортируется максимально 3055 воды и 7055 нефти от расхода по смеси. Оптимальное соотношение нефти а воды уточняется на основе опытно-промышленных пробных прокачек.

2.3. Технология транспорта высоковязких нефтяных эмульсий с применением метода обращения фаз заключается в следующем.

С ростом обводнения нефти увеличивается ее вязкость, а о нею в затраты на транспорт. Вязкость эмульсия увеличивается до тех пор, пока обводненность не достигает определенного предела, называемого критической концентрацией, при котором наступает обращение фаз. При этом эмульсия типа вода в нефти превращается в эмульсию типа нефть в воде, вязкость которой намного меньше первой.

Рост обводненности во времени протекает медленно и обращение фаз в естественных условиях наступает уже в тот момент,когда добыча нефти на месторождении идет на убыль. Вопросы же снижения затрат на транспорт или увеличения пропускной способности

трубопроводов интересуют практику в моменты, когда обводненность еще не достигла критического значения.

В этом случав использование метода обращения фаз может быть осуществлено тремя способами: vua путем добавления дополнительного количества воды, в сумме с имеющейся в эмульсии превышающего критическую концентрацию, при которой происходит обращение фаз в естественных природных условиях; или путем добавления раствора поверхностно-активного вещества в количестве, в сумме с имеющейся в эмульсии ведой превышающей критическую концентрацию обращения фаз при наличии данного поверхностио--актнвиого вещества; или путем добавления только ловерхностно--активного вещества без увеличения содержания воды в эмульсии.

В качестве поверхностно-активных веществ при этом желательно использовать водорастворимые ПАВ о гидрофильно-липофильным балансом, лежащим в пределах 8-16. Использование поверхностно-активных веществ при этом сдвигает точку инверсии фаз в область меньших концентраций воды, что позволяет уменьшить количество добавляемой воды, а иногда вообще обойтись без ее добавки, более полно осуществить инверовю фаз, что способствует более значительному снижению гидравлического сопротивления трубопроводов, а также более полному и быстрому отделению пластовой воды из эмульсии в пункте ее подготовки.

2.4. Для осуществления варианта без ввода реагента возможны следупцне схемы применения. Коли осуществляется способ на сборном коллекторе беэн сосной подачи продукт г скважин, то в этот коллектор должен быть врезав смеситель диафрагменного типа для интенсивного перемешивайия вводимой воды с потоком эмульсии типа вода в нефти. Дополнительно вводимая вода должна подаваться в трубопровод до входа в смеситель (Ржс.4).

Если по трубопроводу предполагается транспортировать водонефтяную эмульсию с расходом Q, , обводненностью ^ , и критической концентрацией обращения фаз ^    ,    то    для    осуще

ствления способа необходимо подать воду в количестве

/-#

Если эмульсия типа в/н транспортируется с промысла с помощью насоса, то дополнительно вводимая вода с расходом, определяемым по формуле (I), подается во всасывающую линию насоса (Рис.5).

В этом случав, возможно, нет необходимости ставить смеситель, так как в самом насосе происходит достаточно интенсивное перемешивание воды с эмульсией, обеспечивающее обращение фаз.


В этой же схеме имеется возможность перепускать часть воды, отстоявшейся в расширительной камере, на вход насоса, обеспечивая ее избыток в насосе, что также способствует более полному обращению фаз. Радиус трубопровода для расширительной камеры определяется из условия

(3)

2.5. Ввод реагента значительно расширяет возможность применения метода, так как сокращает количество добавляемой воды, способствует лучшему обращению фаз и подготовке эмульсии в конечном пункте ее транспорта. При этом наиболее эффективно применять поверхностно-активные вещества, способствующие более раннему обращению фаз, т.е. сдвигающие точку инверсии фаз в область низких обводненностей нефтяных эмульсий. Расход реагента определяется по формуле

Qp*qQ<

Q<;V

Свесить i Q'.Qgj#,

Mt/W&CUfi f/н

Япутсоя */S

1


Ржо. 4 Схема оРраденжя емулхозж пр* Оеаваооонои транспорте


Ячулбсив t/*


„ расолури/пелбмзя .

мсос ™ №Ы%>


г\1-


Js^хин "/6


•*»


Здесь также возможны следующие схемы осуществления способа. При безнасосном транспорте (Рис.6) реагент насосом-дозатором подается в водопровод, где растворяется за счет турбулентных пульсаций. Водный раствор реагента вместе с потоком эмульсии в/н подается в смеситель, где происходит обращение фаз, но уже при критической концентрации ^ , соответствующей данному расходу реагента. Количество подаваемой воды определяется величиной ^ по формуле

Количество добавляемой воды тем меньше, чем меньше значение и чем выше начальная обводненность нефти $ .

Далее по трубопроводу после смесителя транспортируется эмульсия типа н/в о общим расходом Qt+Qf и содержанием воды    .

При наличии насоса для транспорта эмульсии схема выглядит следующим образом (Рис.7).

Реагент из емкости подается в линию, подводящую воду под действием перепада давления, существующего между выкидом и вса-сом насоса. Его расход регулируется пропорциональным регулятором, датчик которого стоит на водяной линии, а регулирующий клапан на линии, соединяющей емкость с водяной линией.

Кроме того, в этой схеме предусмотрена подача циркулирующей воды на всас насоса из расширительной камеры, в которой она отстаивается из обращенной эмульсин. Расход воды регулируется с помощью регулятора уровня чистой роды в расширительной камере и регулирующего клапана, стоящего на обводной линии насоса.

Количество добавляемой волы определяется из выражения (2), а циркулирующей отстоем ее в расширительной камере. Максималь-

Jkg-

смеситель ^

sme/мсия !/н

' " эмульсия Н

—ш

^ дозатор емкость с

«5

реагентом

Рио. 6 Схема обращения эмудьова при беакаоосяом транспорте о применением реагента

Рио. 7 Схема обряде яд ямтиьоии при наличии ваоооа о при-

3 инструкции даются рекомендации по гидроперекачке высоковязких нефтей и нефтяных эмульсий по внутрипромыоловым трубопроводам на основе экспериментального исследования течения обводненных нефтей в трубопроводах различного диаметра в лабораторных и промышленных условиях и теоретических разработок расчетных зависимостей, учитывающих специфические свойства водой ефтяных потоков.

Инструкция предназначена для проектных организаций, а также инженерно-технических и научных работников, за}симающихся вопросами проектирования и эксплуатации систем сбора и транспорта высоковязких и обводненных нефтей на промыслах.

Инструкция разработана во Всесоюзном научно-исследовательском институте по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов - ШШСПТнефть.

Инструкция выполнена Е.Г.Кутуковым; Ф.М.Галиным.

нею количество циркулирующей воды определяется по формуле

2.6. Если с помощью реагента возможно снизить точку ин-ворсии фаз в область со значением ^ , меньшим начального

значения обводненности эмульсии типа в/н , то в этом случае возможно транспортировать эмульсию с применением настоящего метода без дополнительно вводимого количества воды извне. Суть этого варианта видна из рис.8,

На вход смесителя подается эмульсия типа в/н и реагент о помощью насоса-дозатора. За счет интенсивного перемешивания реагента с каплями воды критическая концентрация понижается до ¥% . Так как в эмульсии содержание воды ^ превышает значение • то происходит обращение фаз. И уже после смесителя течет эмульсия типа н/в.

Ь рассмотренном варианте из-за большой вязкости эмульсии типа в/н и ввода небольшого количества реагента при заданной интенсивности перемешивания образуется множественная эмульсия, в которой часть воды находится в диспергированном состоянии в каплях нефти. Поэтому эффективность снижения гидравлического спротивления может не достигать своего значения из-за неполноты обращения фаз.

Более полного обращения <[вз можно достигнуть применением варианта с насосной подачей эмульсии в трубопровод (Рис.9).

В этом случае реагент подается из емкости в циркулирующий поток воды из расширительной камеры на всас насоса. Подача воды и реагента осуществляется за счет перепада давления, создаваемого насосом, и регулируется с помощью пропорциональных регуляторов.

ИНСТРУКЦИЯ ПО МЕТОДУ ПЕРЕКАЧКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕЮТЕЙ В ЭШЬСИОННОМ состоянии

РД 39-1-396-80

Приказ ?Лянястерства нефтяной промшлдэнности от 29.05.80 Л 282 срок введения с 01.08.60.

Вводятся впервые

I. ОБОЛЕ ПОЛОШИЯ

I.I. Транспорт высоковязких и сильно обводненных нефтей по внутрилромысловым коммуникациям нефтяных месторождений нашей страны всегда связан с большими трудностями, обусловленными большим ростом давлений в них или сниженном пропускной способности из-за значительного роста вязкости нефти с увеличением обводненности.

Поэтому с целью поддержания их пропускной способности, а также снижения давления в трубопроводах были предложены различные способы транспорта продукции скважин: перекачка о подогревом, перекачка о разбавителем, гидроперекачка, внутри трубная деэмульсация.

Каждый из этих способов в отдельности обладает определенными преимуществами л недостатками и может быть рекомендован к практическому осуществлению в зависимости от свойств транспортируемой продукции и условий добычи на промысле.

Если вопросы транспорта продукции скважин с подогревом, в смеси с разбавителем, а также вяутритрубной деэмульсации достаточно подробно освещены в литературе и находят примени-

ни о на практике, то вопросам технологии гид poneрекачки высоковязких и сильно обводненных нефтей уделено мало внимания.

В литературе Оыла показана эффективность снижения гидравлического сопротивления трубопроводов при наличии ряда структур потока при осуществлении гидроперокачки, а также опубликована технологии гидротранспорта мангышлакской нефти, но не определены условия существования этих структур в зависимости от физико-химических свойств составляющих поток компонентов и последовательность технологических операций для их осуществления.

Кроме того, при определении эффективности отдельных структур были даны приближенные методы гидравлического расчета трубопроводов, в которые входила параметры, требующие экспериментального определения.

Поэтому целью настоящей инструкции является разработка вопросов технологии осуществления гидроперекачки нофтей и нефтяных эмульсий различных месторождений в зависимости от их физико-химических свойств, а также определения параметров работы трубопроводов на основе ах гидравлического расчета с применением зависимостей, учитывающих физико-химическую природу перекачиваемых компонентов.

1.2. Основные индексы и обозначения, принятые в инструкции:

а) индексы:

Н - параметр относится к нефтяному компоненту потока;

в - параметр относится к водному компоненту потока; н-в - парометр относится к границе раздела нефть-вода;

л - параметр относится к ламинарной части потока;

т - параметр относится к турбулентной части потока;

критическое значение; параметр взят на входе в трубопровод; параметр относится :< эмульсии; параметр относится к дисперсионной среде, обозначения:

к -8Х -Э ■ С ■ 6) *Р • R ■ L ■ Q ■ / ■

потеря давления на трение, кг/м^; радиус трубопровода, м; длина трубопровода, м; объемный расход жидкости, м3/сек;

о

динамическая вязкость жидкости, кг сок/м ; касательное напряжение на границе раздела фае, кг/м^; радиус ламинарного подслоя в потоке с кольцевым пристенным слоем, м;

1’#-ъ -

W -

5.-I-

9 " 9 -

/ "

/

Дг

Р -

радиус нефтяного ядра в потоке о кольцевым пристенным слоем, м;

относительная вязкость эмульсии; относительный радиус турбулентного ядра потока; средняя окорость жидкости в трубопроводе, м/сек; межфазное поверхностное натяжение на границе нефть--вода, кг/м;

о

земное ускорение, м/сек*; удельный расход реагента, кг/м8; плотность жидкости, кг/м3;

11X0711100 ^отношение фая;

4110,110 ^йяоладоа, определенное яо овойствам дисперсионной среды; истинное содержание вязкой фазы » трубопроводе, равное отношения площади сечения, занятого вязкой фазой.

(v 1А/ (/“// расположение ядра вязкой фазы в потоке с кольцевым пристенным слоем;

к ruioiwoa сечения трубы; г

Гг=2д#--критерий Фру да;

д J) -Д - разность плотностей воды и вязкой жидкости, кг/м3;

VM    “ приведенная скорость нефти, м/оек;

- динамическая скорость потока, м/сек;

X - козфициент гидравлического сопротивления потока, рассчитанный по приведенной скорости;

- кинематический коэффициент вязкости, м^/сек;

fie    —    - число Рейнольдса, определенное до вязкости

Ун

ц.    вязкой фазы;

d~т-жт(w/r\f параметр, характеризующий эксцентричное

We ='йр 1“дЦз— “ критерий Вебера;

•j =rj- -p^    скорость    всплытия ядра потока в водной фа-

ic/Ц I /в '

зв, м/сек;

^ - число Рейнольдса в эмульсионном потоке, определяемое по формуле (15,16);

CfJ)tfu5 ~ константы, зависящие от физико-химических свойств составляющих эмульсию компонентов и определяемые по методике, изложенной в /2/; f(t >ч>);м($-) f) - фунта** геометрии потока в раздельном течении с криволинейной границе раздела фаз    (?)

Ф(у))М(у)    - фу™ ции геометрии потока в раздельном те

чении с прямолинейной границей раздела фаз    (б    )

2. ТЕХН0Л0ПШ ГИДРОПЕРЕКАЧКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ

НЕФТЕЙ и нефтяных эмульсий

2*1. Гидротранспорт высоковязких нефтей и нефтяных эмульсий во промысловым трубопроводам можно осуществить путем создания пристенного или подстилающего слоя добавляемой воды. Кроме того, гидротранспорт нефтяных эмульсий возможен с помощью применения метода обращения фаз.

При этом в зависимости от физико-химических свойств нефти и воды, скорости течения смеси в трубопроводе и его диаметра возможны раздельные и эмульсионная структуры течения (см.рио.Т).

В раздельных структурах в качестве вязкой фазы может быть или безводная нефть или эмульсия типа вода в нефти. В эмульсионной структуре в качестве дисперсионной среды может быть нефть или вода.

Из всех структур нежелательной с точки зрения затрат энергии на транспорт является эмульсионная, в которой дисперсионной средой является нефть (РисЛд). В ней вся поверхность трубы омывается нефтью, а присутствующая в виде капель ьода в десятки и даже сотни раз увеличивает её эффективную вязкость*

Наиболее выгодным с точки, зрения затрат на транспорт являются кольцевая структура (РисЛв) и эмульсионная типа М/В (РнсЛг), И в том и в другом случав вязкая нефть изолирована от контакта со стенкой слоем воды. Она как бы окользит по маловязкому пристенному ''лою.

Из послойных структур эффективнее течение с криволинейной границей раздела фаз, так как при одном и том же содержании нефти в трубопроводе при наличии криволинейной границы раздола амо-ет место меньшая площадь контакта нефти со стенкой трубопровода.

С увеличением средней скорости течения смеси наблюдается




г.    д


Рис. / Ос/уобные си/рухтурные формы гифоенранслорта быеохобязхи/ несрти и несртяной лпулигел/ ло трудо -прободан.

, J Послойное течение с прямолинейной границей раздели б) Потрои/юе течение С хрибалинси/гои границей раздела.

6j Лольцевие течение.

I) Течение лгчульсии прямого тина (м /SJ . д) Течение омулееии <гдра тного типи ( °/м).

смена структур в следующей последовательности: раздольные о плоской и криволинейной границами раздела фаз, кольцевая и эмульсионная. Границы существования структур определяются зависимости (II-I6).

Ка основе имеющихся экспериментальных данных можно сказать, что для высокопарафинистых нефтей, обладающих вязкопластическими свойствам (содержание парафина более 102), наиболее ■Предпочтительными являются кольцевая и эмульсионная структуры течения, позволяющие в большей степени изолировать нефть от стенки трубопровода и свести до минимум? влияние ее вязкостных свойств на гидравлическое сопротивление.

Высоковязкие нефти и водонефтяные эмульсии, не обладающие вязкопластичными свойствами, эффективно транспортировать я в раздельных структурах течения, когда создается подстилающий слой воды в нижней части трубопровода, способствующий снижоняю гидравлического сопротивления, и предотвращается его эмульгирование, приводящее к увеличению вязкости нефти я уменьшению количества подстилающей воды.

Эффективность применения способа обращения фаз возрастает с увеличением обводненности транспортируемой эмульсии, так как уменьшается количество добавляемой воды и увеличивается степень снижения гидравлического сопротивления. Поэтому способ рекомендуется применять при обводненности нофтяной эмульсии начиная с 30-4 Q2*

Применение в качестве водной фазы раствора поверхностно--актавных веществ способствует большей гидрофили задан стенок трубопровода, позволяет сократить количество дооавляемой воды, что увеличивает эффективность снижения гидравлического сопротивления трубопроводов и повышает надежность способа.

В нефтепромысловых условиях в качестве водной фазы может