CC BY
0УДК 62 Бухольцева К.А., Шеина С.С., ЛагеревР.Ю.
Бухольцева К.А.
студент НДДб-22-2 Нефтегазового дела Иркутский национальный исследовательский технический университет (г. Иркутск, Россия)
Шеина С.С.
студент НДДб-22-2 Нефтегазового дела Иркутский национальный исследовательский технический университет (г. Иркутск, Россия)
Лагерев Р.Ю.
кафедра нефтегазового дела - ППС - штат - доцент Иркутский национальный исследовательский технический университет (г. Иркутск, Россия)
К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БУОС НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ООО «ИНК»
Аннотация: в статье рассмотрены, существующие методы удаления сероводорода из нефти на объектах мобильной добычи в Иркутской нефтяной компании (ООО «ИНК»). Представлены их преимущества и недостатки, а также современные технологии, применяемые на нефтепромысле в смежной области. Особое внимание уделено инновационным подходам, повышающим эффективность процессов очистки, включая сокращение затрат на подготовку нефти.
Ключевые слова: БУОС, сероводород, поглотители сероводорода, меркаптаны, реагент.
Сероводород (Н£) — это бесцветный газ. Этот газ обладает способностью растворяться в воде, образуя слабую сероводородную кислоту, что делает его высоко коррозионно активным. Следует отметить, что сероводород является опасным нервным ядом: при попадании в организм он блокирует дыхательные функции, что может привести к смерти. Безопасные уровни воздействия на человека строго регламентированы: предельно допустимая концентрация (ПДК) сероводорода в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3, а в смеси с легковоспламеняющимися углеводородами (С1-С5) — всего 3 мг/м3.
Данный газ является одним из проблемных компонентов в нефти Верхнетирского месторождения, Восточной Сибири, которое обладает богатейшими запасами углеводородов, сталкивается с необходимостью эффективного удаления сероводорода из нефти.
Применяемые в настоящее время способы борьбы с сероводородом и меркаптанами по их функциональной классифицируют по:
- удаление сероводорода и меркаптанов из продукции скважин,
- профилактика образования биогенного сероводорода, сероводородной коррозии нефтепромыслового оборудования, образования отложений сульфида железа в продуктивном пласте и скважинном оборудовании.
При этом, методы удаления сероводорода и меркаптанов из нефти можно разделить на физические и химические.
Физические способы извлечения сероводорода и меркаптанов из продукции нефтяных скважин используют при промысловой подготовке продукции, основная суть метода заключается в дегазации нефти.
Химические методы заключаются в обработке нефти нейтрализаторами или поглотителями, основаны на экстракции сероводорода. Эти вещества образуют с сероводородом и/или с меркаптанами инертные малотоксичные соединения. Данные методы условно делят на:
- нейтрализацию с получением органических соединений серы (сульфидов, меркаптанов, дисульфидов) или неорганической соли (сульфида, сульфита, сульфата),
- окислительно-восстановительный метод с получением серы.
На российском рынке поглотители сероводорода представлены в основном реагентами на основе формальдегида или триазина. Они обладают рядом преимуществ, однако химизм реакции не гарантирует отсутствие отложений и удаление меркаптанов.
Реагент условной марки «Т» выпускается в виде растворимой добавки, не содержащей агрессивных компонентов. Жидкая суспензия прозрачного, жёлтого или синего цвета, не коррозионно-активна.
Серия реагентов «Т» условно может быть разделена на 2 класса:
Первый класс - нефтерастворимые, представляющие собой композицию в углеводородной среде. Химизм процесса основан на высокой нуклеофильности атома серы в сероводороде и меркаптанах. Поэтому реагент содержит в своём составе электрофильные группы, необратимо реагирующие с H2S и RSH с образованием сульфидов.
Второй класс - водорастворимые реагенты. Химизм процесса основан на окислении RSH до соответствующих дисульфидов, сероводород при этом окисляется до тиосульфатов и сульфатов.
В Иркутской нефтяной компании активно используется и развивается химический метод. Разработана собственная формула поглотителя, в состав которой входит вышеописанный реагент.
ООО «ИНК» - независимый производитель углеводородного сырья, зарегистрированный в 2000 году. На данный момент в компании увеличивается количество мобильных блочных установок для освоения скважин (БУОС) в рамках разработки малых и труднодоступных месторождений. БУОС предназначен для подготовки нефти и дальнейшей её транспортировки до объектов сдачи нефти. Такие установки обеспечивают подготовку продукции
скважин до 1 группы качества, путём её дегазации, обезвоживания, обессоливания и удаления сероводорода.
Рисунок 1. Блочная установка освоения скважин.
БУОС позволяет в максимально сжатые сроки мобилизовать оборудование за счёт применения блочных модулей и автоматизации технологического процесса. Ещё одной отличительной особенностью установок является возможность модернизации отдельных её блоков, тем самым повышая эффективность работы и расширения диапазона физико-химических свойств продукции.
Рисунок 2. Принципиальная схема БУОС.
Поглотитель сероводорода вводится в обезвоженную и дегазированную нефть между ёмкостями, разделяя ввод компонентов до и после насосов для оптимального смешивания с нефтью. Это обеспечивает максимальный контакт поглотителя с сероводородом, способствуя его эффективному удалению перед дальнейшей транспортировки нефти.
Схема ввода реагента оптимизирована для достижения наибольшего эффекта при минимальном расходе поглотителя. Эффективность процесса удаления сероводорода контролируется путём непрерывного мониторинга его концентрации на различных этапах технологической цепочки, как до, так и после ввода поглотителя. Используются хроматографы для определения остаточного содержания H2S и корректировки дозировки поглотителя в режиме реального времени. Полученные данные используются для оптимизации процесса и поддержания концентрации сероводорода в пределах допустимых норм, обеспечивая безопасность персонала и оборудования. Результаты лабораторных исследований представлены ниже в таблицах №1 и №2.
Таблица №1. Нефть N месторождения + реагент «Т» Q, в дозировке 1:1, для товарной нефти.
№ пробы Содержание сероводорода, ррт
До эксперимента После эксперимента
Время реакции 2 часа Время реакции 24 часа
Н2Б СН3 8Н+С2Н5 БН Н2Б СН3 БН+С2Н5 БН Н2Б СН3 БН+С2Н5 БН
1 15,4 114,1 0 72,3 0 0
2 14,0 107,1 0 80,7 0 0
3 12,2 92,7 0 68,9 0 0
4 17,7 128,4 0 90,0 0 0
5 14,5 95,8 0 63,3 0 0
Таблица №2. Нефть NN месторождения + реагент «Т» W, в дозировке 1:3, для сырой нефти.
Содержание сероводорода, ррт
а После эксперимента
Куст Скважин До эксперимента Время реакции 2 часа Время реакции 24 часа
Н2Б СН3БН + С2Н5БН Н2Б СН3БН + С2Н5БН Н2Б СН3БН + С2Н5БН
Р к 26,4 215,6 0 190,6 0 0
Р кк 58,3 232,4 0 199,0 0 0
РР 1 61,9 256,6 0 215,0 0 0
РР 11 59,6 290,2 0 268,4 0 0
РР 111 69,9 300,4 0 299,5 0 0
Благодаря данному подходу удаётся достичь снижения содержания сероводорода и меркаптанов до требований к 1 виду нефти по ГОСТ Р 518582020, то есть, обеспечивая, минимальное содержание массовой доли сероводорода.
В работе исследована технология удаления сероводородных соединений из нефти Восточной Сибири реагентом условной марки «Т». Исследованный
поглотитель не оказывает отрицательного влияния на показатели качества товарной нефти, высокоэффективный и технология его применения безотходна.
Применение ООО «ИНК» блочно-модульных конструкции типа БУОС, позволяет существенно нарастить потенциал технологических цепочек, обеспечивающих сбор и подготовку углеводородной продукции. На основе применения данных технологических установок будут формироваться подходы, способствующие подготовке нефти на качественно новом уровне. А с учетом снижения себестоимости и транспортно-логистических затрат на их установку и перемещение, есть общее понимание необходимости активнее задействовать и расширить потенциал подобных технологических установок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ Р 55990-2014 «Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования»;
2. ГОСТ 30333-2007. Паспорт безопасности химической продукции;
3. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека;
4. Мазгаров А.М. Технология очистки сырой нефти и газоконденсатов от сероводорода и меркаптанов. - Казань: Казан.ун-т, 2015.-38 с;
5. Эксплуатация залежей и подготовка нефти с повышенным содержанием сероводорода / Г.Н. Позднышев, Т.П. Миронов, А.Г. Соколов, В.М. Глазова, С.П Лесухин, В.Г. Янин // Обзор, информ. Сер. Нефтепромысловое дело. - М: ВНИИОЭНГ. -1984. -Вып. 16(88). - 84 с;
6. ООО «Иркутская нефтяная компания». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://w.irkutskoil.ru/;
7. ГОСТ Р 50802-95 Нефть. Метод определения сероводорода, метил- и этилмеркаптанов. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://docs.cntd.ru/document/1200026835;
8. ГОСТ 32419-2022 Классификация опасностей химической продукции. Общие требования;
9. ГОСТ 32423-2013 Классификация опасностей смесевой химической продукции по воздействию на организм;
10. Технологический регламент блочной установки освоения скважин № ХХ КП-ХХ ВтЛУ
Bukholtseva K.A., Sheina S.S., Lagerev R.Yu.
Bukholtseva K.A.
Irkutsk National Research Technical University (Irkutsk, Russia)
Sheina S.S.
Irkutsk National Research Technical University (Irkutsk, Russia)
Lagerev R.Yu.
Irkutsk National Research Technical University (Irkutsk, Russia)
QUESTION OF USING BUOS AT THE FIELDS OF LLC "INK"
Abstract: the article considers existing methods of removing hydrogen sulfide from oil at mobile production facilities of the Irkutsk Oil Company (LLC "INK"). Their advantages and disadvantages are presented, as well as modern technologies used in the oil field in a related field. Particular attention is paid to innovative approaches that increase the efficiency of cleaning processes, including reducing the cost of oil preparation.
Keywords: BUOS, hydrogen sulfide, hydrogen sulfide absorbers, mercaptans, reagent.
