Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Утилизация нефтешламов и газовых выбросов на промыслах
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов
Автореферат диссертации по теме "Утилизация нефтешламов и газовых выбросов на промыслах"
На правах рукописи
# '
Фассахов Роберт Харрасович
/
УТИЛИЗАЦИЯ НЕФТЕШЛАМОВ И ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
НА ПРОМЫСЛАХ
11.00.11- Охрана окружающей среды
и рациональное использование природных ресурсов
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
»
Казань- 1998
Работа выполнена в АОЗТ «Татойлгаз»
Научные руководители: - член - корреспондент АЕН РФ, доктор технических наук, профессор Дияров Ирик Нурмухаметович;
Официальные оппоненты
- доктор технических наук Ибатуллин Равиль Рустамович,
- кандидат технических, наук Фахреев Ахматфаиль Масгутович
Ведущая организация-
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Защита состоится 24 июня 1998г. в1&часов на заседании диссертационного совета Д.063.37.05 в Казанском государственном технологическом университете.
Отзывы в 1-м экземпляре, заверенные гербовой печатью просим направлять по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, КГТУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.
Автореферат разослан 22 мая 1998г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Кандидат химических наук,
доцент Фахрутдинов Рево Зиганшинович
кандидат технических наук, доцент
А.С. Сироткин
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Нефтяная промышленность является одним из серьезных источников загрязнения окружающей среды. Долгие годы этой проблеме не придавалось должного значения.
В настоящее время особенно остро стоит вопрос о ликвидации нефтяных шламов и ловушечных нефтей, накопленных на нефтепромыслах фактически с самого начала их эксплуатации. Нефтяные шламы образовались в результате сброса в специально отведенные амбары-накопители или пруды нефтесодержащих отходов подготовки нефти, стойких неразрушаемых эмульсий, продуктов зачистки резервуаров, некондиционной нефти. Туда же сбрасывалась нефть из канализационных линий, площадок обслуживания оборудования и насосов, а также нефть с мест прорывов трубопроводов, аварий вместе с загрязненным грунтом. Нефтешламовые пруды создают угрозу прорыва нефти и вод, загрязненных нефтепродуктами, в водоносные горизонты; испарения и изливы атмосферных осадков из прудов загрязняют атмосферу и почву, прилегающую к пруду, поэтому ликвидация нефтешламовых прудов имеет большое значение в оздоровлении окружающей среды в районе расположения прудов.
Другим важным направлением улучшения экологической обстановки в районах нефтедобычи является полный сбор не только жидкой части продукции скважин, но и попутного газа, добываемого вместе с нефтью. Эта проблема особенно обострилась в связи с увеличением высокосернистых нефтей и в связи с вводом в эксплуатацию мелких месторождений нефти, поскольку транспортировка, сбор и переработка газовой части продукции скважин в этом случае становится экономически неэффективным и технически сложным, что приводит к необходимости их уничтожения сжиганием в факелах, загрязняя тем самым атмосферу и почву продуктами сгорания. В связи с этим задача разработки и внедрения природоохранных технологий в нефтяной промышленности является весьма актуальной.
Работа выполнялась в соответствии с государственной научно-технической программой Российской Федерации «Экология России».
Цель работы. Разработка опытно-промышленные испытания и внедрение в промышленность технологии переработки нефтешламов на промыслах, а также мультифазных насосов, позволяющих утилизировать высокосернистые попутные газы. ■
Научная новизна. На основании исследования состава и физико-химических свойств нефтешламов, исходя из современных представлений о механизме формирования стойких водонефтяных эмульсий разработаны композиционные деэмульгаторы, обладающие повышенной смачивающей и моющей способностью. Выдвинуто предположение о механизме разрушения эмульсий, имеющих высокое содержание механических примесей. В соответствии с этим механизмом
з
деэмульгатор адсорбируется на поверхности механических примесей, изменяя дифильную структуру поверхности этих частиц на монофильную. В результате нарушается контакт этих частиц с водной или углеводородной фазой.
Разработаны методы оценки смачивающей и моющей способности поверхностно-активных веществ. Установлено, что на смачивающую способность ПАВ существенно влияет наличие в них молекул сульфогруппы.
Разработана и реализована природоохранная технология переработки промысловых нефтешламов и газовых выбросов.
Разработан и реализован способ транспортирования газоводонефтяной смеси, защищенный двумя патентами РФ.
Практическая значимость работы. Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке и внедрении в производство технологии переработки нефтяных шламов, которая позволяет регенерировать находящуюся в шламах нефть, оздоровить экологическую обстановку на нефтепромыслах. Разработанный композиционный деэмульгатор позволяет снизить объем закупок импортных деэмульгаторов.
Внедрение мультифазного насоса в схему добычи и транспортировки продукции скважин только на одном Урмышлинском месторождении предотвратило сжигание высокосернистого попутного газа на факелах с образованием более 35 тонн диоксида серы, около 2000 тонн оксида углерода и 10 тонн диоксида азота в год. Кроме того, использование мультифазного насоса сберегло для народного хозяйства 1220000 м3/год углеводородного газа, отпала необходимость строительства дожимной насосной станции и отдельного газопровода.
Апробация работы. Отдельные разделы работы докладывались на конференции «Проблемы разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в вузе» (Альметьевск, 1996), ежегодных научно-технических конференциях КГТУ.
Публикации. По теме диссертации имеется 13 публикаций, из них 2 патента РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц, 19 рисунков и библиографии в количестве 110 наименований.
Основное содержание работы.
Разработка месторождений и добыча нефти связана с образованием неутилизируемых отходов производства - нефтяных шламов, собираемых в специально отведенных для этих целей местах. Одним из значительных источников загрязнения в АО «Татнефть» является система шламонакопителей, заложенная в середине 50-х годов.
Из-за длительного нахождения в открытых прудах некоторые образцы нефтешламов выветрились и сейчас, как правило, не имеют легких фракций, вязкость их высокая, в некоторых случаях образцы при комнатной температуре имеют свойства твердых тел.
Анализы нефтешламов проводились в различное время и из различных прудов, в том числе и из действующих.
Анализы шламов, проведенные в 1988-89 гг., показали следующие результаты:
Вязкость динамическая при 20 °С, сПз - 4000-13000
Содержание механических примесей, % масс. -1,0-13,0
Содержание воды, % масс. - 45-85
Содержание органических продуктов, % масс.- 10,0-50,0
При длительном пребывании шлама в прудах происходит расслоение шламов на три слоя: верхний слой представляет собой прочную эмульсию типа "нефть в воде", средний- вода, загрязненная нефтяными фракциями и нижний придонный слой - механические примеси с необратимо адсорбированными нефтепродуктами.
Ниже в табл.1 приводятся усредненные данные анализа верхнего слоя из старого и эксплуатируемого прудов.
Анализ фракционного состава верхнего слоя показал, что начало кипения находится в пределах 70-190 "С, до 350 °С выкипает 25,0 - 34,0 % масс, в расчете на обезвоженную массу.
Таблица 1
Свойства верхнего слоя нефтешламов из различных прудов
Показатели нефтешлам из старого пруда нефтешлам из эксплуатируемого пруда
Плотность при 20 °С, кг/м3 920-980 980
Вязкость условная при 20 °С, °ВУ 48,7
Содержание воды, % масс. 58-60 30,9
Содержание механических примесей, % масс. 10,0-12,0 6,6
Нефтешламы оказывают существенное отрицательное влияние на окружающую среду. Нами был проведен расчет количества вредных выбросов в атмосферу от шламонакопителей, описанных выше. Расчет вели по формуле :
П, = Р,Ч, к,к2
где П; - валовый выброс ¡-го объекта очистных сооружений, кг/ч; q¡ - удельные выбросы вредных веществ (суммарно) от нефтеловушки соответствующей системы, кг/(час. м2);
Р, - площадь ¡-го объекта соответствующей системы, м2;
К) - коэффициент, учитывающий степень укрытия открытых -поверхностей прудов; - -.....-
К2 - коэффициент, учитывающий характер объекта очистных сооружений.
Расчеты показали, что валовый выброс вредных веществ (в основном углеводородов) составляет 415,8 кг/ч. Этот расчет убедительно доказывает необходимость ликвидации нефтешламовых прудов.
В отечественной и зарубежной практике одним из наиболее целесообразных направлений ликвидации аналогичных шламов считается их сжигание в специальных печах. Этот путь имеет ряд недостатков, в том числе экологического порядка. Поэтому мы выбрали другое направление -выделение из нефтешламов органической части - нефти. В этом случае наиболее трудной задачей является разрушение эмульсии и отделение механических примесей от нефтешлама.
Первая задача решалась проведением специальных работ по подбору эффективной деэмульгирующей системы ( см. ниже). Однако даже в этом случае было трудно достичь (особенно при работе со "старым" нефтешламом) требуемого уровня обезвоживания нефти. Поэтому мы доводили содержание остаточной воды до нормы путем отгонки воды из колонны.
Отделение механических примесей рекомендовали осуществить в специальных центрифугах, способных разделять не только двухфазную, но и трехфазную систему. Таким образом схема разделения шлама должна включать в себя следующие стадии: нагрев шлама - смешение его с деэмульгатором - отстой воды и части механических примесей -центрифугирование - сепарирование.
Эта схема предназначена для получения товарной нефти. Лабораторные исследования подтвердили техническую возможность получения по этой схеме нефтепродукта, отвечающего требованиям стандарта на нефть по содержанию воды и механических примесей.
В табл. 2 приведены результаты анализа нефтешлама и продуктов его переработки (органической фазы) на различных стадиях приведенной схемы. Исходный образец нефтешлама взят из эксплуатируемого пруда.
Для отдельно взятого образца нефтешлама был составлен материальный баланс, в соответствии с которым извлекаемая часть органической массы составила 62,5 % на нефтешлам, 30,9 % масс, воды и 6,6 % масс, механических примесей.
Наибольшее количество потерь связано с потерями с механическими примесями. Нами были проведены анализы механических примесей и определено содержание в них органической массы последовательным экстрагированием бензином "Калоша" и хлороформом.
В табл. 3 приведены результаты анализа состава механических примесей указанным способом.
Таблица 2
Анализ органической части нефтешлама, выделенного на различных стадиях разделения
Показатели Образцы
из пруда после отстоя после отпарки отгон после центрифугирования
Содержание воды,
% масс. 30,9 5,0 0,1 0,7 0,02
Содержание
механических
примесей, 6,63 1,06 0,30 0,10
%масс.
Относительная 0,980 0,880 0,880 0,700 0,880
плотность
Вязкость при 20°С,
-условная, °ВУ 48,7 2,37 6,5 4,3
-кинематическая,
мм"/с 355,9 14,7 46,5 30,0
при 80°С
-условная, °ВУ 11,8 1,19 1,4 1,3
кинематическая,
мм2/с 85,7 3,4 5,7 4,7
Фракционный
состав, °С
н.к. 70,0 70,0 65,0
до 350, % объем. 27,7 40,7 40,9
В работе приведен также анализ химического и элементного состава механических примесей, Обнаружено 27 элементов с концентрацией от 10"3 (иттрий) до более 1% масс.(железо).
Как видно из результатов анализов, механические примеси, выделенные из нефтешлама , содержат 15,2 % масс, органических веществ, не извлекаемых по вышеприведенной схеме, что составляет около 1,6 % масс, по отношению к выделенной органической массе и около одного процента по отношению к нефтешламу. Таким образом, можно заключить что рекомендованная схема обеспечивает достаточно полное выделение органической массы из нефтешлама.
Проведенные исследования позволили предложить принципиальную
технологическую схему переработки промыслового нефтешлама. Схема приведена на рис. 1.
Таблица 3
Компоненты механических примесей Содержание в механических примесях
Нефтепродукты, выделенные
бензином «Калоша» 5,9
Нефтепродукты, выделенные
хлороформом 9,3
Твердая фаза 84,8
Всего 100
В соответствии со схемой промысловый нефтешлам с помощью погружного насоса, расположенного на плавающих понтонах, подается через подогреватель 2 в обогреваемый резервуар 3. Для снижения вязкости нефтешлама предусмотрен нагрев околозаборного пространства шламового насоса. В шламовую эмульсию перед подогревателем 3 вводится деэмульгатор из расчета 300-500 г на тонну нефти. Резервуар 3 снабжен подогревателем и в этом аппарате поддерживается температура около 80 °С. В резервуаре 3 происходит отстой основной массы воды, механических примесей. Уровень сырья поддерживается в резервуаре в пределах 8-9.5 м. В резервуаре смонтировано устройство, позволяющее осуществлять забор отстоявшейся нефти из верхнего слоя. В поток нефтешлама перед входом в резервуар 3 вводится конденсат колонны 7.
Отстоявшаяся нефть подается в емкость 4, температура в которой поддерживается на уровне 80-90 °С теплообменниками 5. Сырье с указанной температурой поступает в колонну отпарки воды 7. Температура в кубе этого аппарата поддерживается в пределах 150-160 "С с помощью горячей струи через печь 8. Пары воды и легких нефтяных фракций конденсируются встречным потоком, конденсат собирается в емкости 6 и направляется на смешение с нефтешламом перед входом в резервуар 3.
Нефть из колонны 7 охлаждается в теплообменнике 5 до 70-80 °С и подается в промежуточную емкость 9, оттуда в декантер 10, где происходит непрерывное отделение твердой фазы - механических примесей - от нефти. Механические примеси вывозятся на установку переработки твердых отходов, а жидкая фаза выводится либо как готовый продукт, либо подвергается дополнительной обработке. В случае содержания в нефти большого количества солей, нефть промывается пресной водой, вода отделяется от нефти в сепараторах, при удовлетворительном качестве очистки нефти в деканторах, сепаратор может быть отключен. Отсепарированная нефть собирается в емкости 14 и далее направляется потребителю в качестве товарного продукта или на установку комплексной подготовки нефти - для смешения с нефтью,
Схема переработки промыслового нефтешлама
Обозначения: 1- насос на плавающем понтоне, 2- подогреватель, 3- обогреваемый резервуар, 4- емкость, 5- регенеративные теплообменники, 6- емкость, 7- колонна, 8- печь, 9,12- промежуточные емкости, 10- декантер, И- контейнер для твердых отходов, 13- сепаратор, 14- емкость для нефти, 15- резервуар для сточных вод.
Потоки: |- нефтешлам на переработку, ||- легкие фракции из колонны 7, |]|- отстоявшаяся вода и мех. примеси, IV- мех. примеси, V- пресная вода, VI- товарная нефть, VII- сточные воды.
Рис. 1
добываемой традиционными методами. Водная фаза с установки направляется в промысловую линию подготовки воды и закачивается затем в пласт.
Схемой предусмотрен отвод избытка бензиновой фракции в линию готового продукта - нефти - на тот случай ,когда в нефтешламе содержится достаточное количество легкой фракции.
По этой схеме в составе НГДУ "Иркеннефть" была построена установка по переработке нефтешлама" производительностью 150000 тн/год нефтешлама с проектным временем работы 180 дней в году.
Наиболее трудной задачей переработки нефтешлама явилось удаление воды до требуемой нормы. В схеме наряду с традиционными методами
деэмульсации
Зависимости изменении поверхностно-активных предусматривается свойств композиций от соотношения реагентов удаление воды
отпаркой в
специальной колонне. В работе приведен расчет режима работы отпарной колонны.
Отпарная колонна может работать в двух режимах- в режиме отгонки воды и в режиме отгонки воды в виде азеотропной смеси с предварительно введенной в сырье легкой фракцией, например, бензиновой фракцией. Это особенно важно при переработке "старых"
нефтешламов не имеющих или имеющих незначительное количество легкой фракции в сырье.
Кроме того, отогнанную бензиновую фракцию после отделения воды рекомендуется вводить в нефтешлам перед подачей его в отстойник, что позволяет существенно снизить вязкость шлама.
МС 0°
160 9Ь'м'76'«Г'50 40 30 '¿'¿"То""6 олеокс-5 соотношение реагентов, X
Рис.2
ю
Оптимальным количеством добавляемой фракции можно принять 10-15 % от массы нефтешлама, причем по соображениям экономики и безопасности процесса предпочтительнее применять прямогонный бензин. Другим важнейшим аппаратом в принятой технологической схеме является декантер-аппарат для разделения двух- или трехфазной системы - жидкость-твердое тело или жидкость-жидкость-твердое тело. На установке принят декантер Flottweg Z4D (фирма Flottweg, Германия), освоенный промышленностью и зарекомендовавший себя как надежный аппарат. Установлены два аппарата с пропускной способностью 30 м3 каждый.
Как отмечалось выше, разрушение водных эмульсий нефтешламов и ловушечных нефтей является трудной задачей.
С целью разработки эффективных деэмульгаторов были проведены поисковые исследования по разработке композиционных деэмульгаторов, обладающих наряду с высокой поверхностной активностью, моющими и смачивающими способностями.
Изучение поверхностно-активных свойств ряда ПАВ
позволило разработать деэмульгатор ДО-40/60 (40%
Дисолван 4490 и 60% Олеокс-5). Исследования поверхностно-активных свойств и деэмульгирующей эффективности разработанной композиции позволили выявить синергетический эффект в
совместном действии ее
компонентов в различных соотношениях (см. рис. 2,3). Изучено влияние обводненности ловушечных нефтей и нефтешламов на реологические свойства и агрегативную устойчивость эмульсий. Установлено, что увеличение общей обводненности .эмульсий до 80% об. интенсифицирует процесс отделения воды от нефти за счет снижения вязкости на 65 мПа*с и аг-
Зависимооти иамеяения эффективности деоиутселии ловущечцой нефти от соотношения реагентов NaCI Дэф.
с7000 £6500
¿6000 ф
о 5500
V
а 5000
К
N
О.4000 ф
ч
о 3500
»3000
§2500 о
£2000 о
° 1500 1000
Мир. FeS^
2000Jq 1900« 1800g 1700Л 1600g 1500«
1300« 120о£
1100Я
н
1000о. t>
900 g
800 ° V
700 g
s
600 g ьоо E
II I |1 I I II I I К | I II I | I И I | II I 1)1 I III I I II | I II I I " "
10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 100 дисолван 4490 1 бо в'о'ай "й"вй "ай" Ч'о зо "йП'о" о
олеохс-0
соотношение реагентов, *
1 - глубина деамульсадни ловушечвой нефти. %■
2 - остаточное содержание солей в нефти, иг/п-
3 — оетатчоное содержавие ыехпримесей в нефти,
4 — остаточное содержание сульфида железа
в нефти, мг/л
Рис. 3
регативной устойчивости на 30%. Реологические исследования показали, что при скоростях сдвига более 80 с"1 и соответствующих им линейных скоростях более 1,0 м/с вязкость эмульсий снижается на 125 мПа*с.
В процессе разрушения эмульсий ловушечных нефтей установлено влияние щелочных агентов на эффективность деэмульсации при рН=10-14 (см. табл. 4). При этом общий удельный расход композиционной смеси составил 1200 г/т.
Таблица 4
Результаты деэмульсации ловушечной нефти №1 при использовании композиции Д0-40/60 в щелочной среде
Щелочной агент в Остаточное Остаточное Содержа- Содержа-
композиции реаген- содержа- содержа- ние мех. ние суль-
тов Д0-40/60 в соот- ние ние примесей, фида желе-
ношении 1: 1,5: 3 воды, % солей, мг/л %масс. за, мг/л
Тринатрия фосфат 0,48 121 0,07 176
Тетраборат натрия 0,34 92 0,05 122
Трибутилфосфат 0,29 63 0,05 117
Немаловажным экологическим аспектом разрушения эмульсий является качество дренажной воды. В этой связи проведен анализ воды отделившейся в процессе обезвоживания ловушечной нефти. Результаты приведены в табл. 5.
Таблица 5
Результаты анализов дренажной воды и осадка
Щелочной агент в композиции реагентов Д0-40/60 в соотношении 1: 1,5: 3
Остаточные нефтепродукты в дренажной воде, мг/л
Сгораемая часть отстоявшегося
осадка при г=1000°С, %
Тринатрия фосфат Тетраборат натрия Трибутилфосфат
146,0 93,5 68,2
87,4 82,3 76,9
Композиционная смесь реагентов испытана на разработанной установке, включающей все необходимые стадии подготовки нефти.
Разработан новый метод оценки моющей способности ПАВ применительно к нефтяным дисперсным и эмульсионным системам, основанный на кондуктометрических измерениях.
Важным направлением улучшения экологической обстановки в районах нефтедобычи является полный сбор не только жидкой части продукции скважины, но и попутного газа, добываемого совместно с нефтью. Сложность сбора, транспорта продукции скважины заключается в том, что давление на устье скважины недостаточно для прокачивания
газонефтяной смеси. Поэтому приходится строить дожимные насосные станции (ДНС), где газовую фазу отделяют от жидкой части и их транспортируют до промысловых сборных пунктов раздельно. Такая схема требует больших капитальных затрат на строительство трубопроводов, установку насосов и компрессоров, на их обслуживание. При эксплуатации мелких месторождений транспортировка газовой фазы оказывается экономически нецелесообразной и ее отправляют на факел для сжигания. Таким образом, на местах добычи нефти создается очаг загрязнения окружающей среды.
Традиционный путь решения задачи - строительство ДНС. Другим направлением решения этой проблемы является использование мультифазных насосов, способных перекачивать газожидкостную систему независимо от содержания газа в смеси. Внедрение газожидкостных насосов сдерживалось отсутствием надежных агрегатов. В последнее время появились мультифазные насосы, способные прокачивать газожидкостную систему. Изучена возможность применения этих насосов при добыче нефти в условиях разработки месторождений АО «Татойлгаз» Разработаны и запатентованы способы транспортирования газожидкостной смеси и впервые в России такой насос использован на Урмышлинском месторождении.
Опыт эксплуатации этих агрегатов показал, что они имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными насосами.
Приведенные расчеты показали, что при разгазировании продукции трех скважин Урмышлинского месторождения будет образовываться 1203,9 м3 или 1824,5 кг сероводорода. При сжигании этих газов будет выделяться в атмосферу 3436,9 кг диоксида серы.
Далее был проведен более детальный расчет рассеивания вредных выбросов в атмосферу в случае сжигания попутных газов в факелах в зависимости от высоты факельных труб от 3 до 12 метров. При этом принимали, что годовая добыча нефти по всем месторождениям АО «Татойлгаз» составляет 120000 тонн в год, средний газовый фактор при дифференцированном разгазировании составляет 24,0 м3/т, среднее содержание сероводорода в газах 0,45% об. или 0,47% масс. В этом случае количество попутного газа составит 3971,5 т/год, а количество сероводорода, сжигаемого на факельной установке 2,13 кг/час. Расчеты показывают, что при сгорании указанных газов будут образовываться такие вредные газовые выбросы, как диоксид серы, диоксид азота и оксид углерода, причем по ПДК, равной единице и более, на наибольшей площади будет рассеиваться оксид углерода, затем следуют диоксид азота и диоксид серы, занимая площадь радиусом 475, 225, 87,5 м соответственно при высоте факельной трубы равной трем метрам. Оксид углерода опережает другие вредные газы по занимаемой площади с ПДК, равной единице и более, вплоть до 10 метровой высоты факельной трубы. Таким образом видно, что предупреждение сжигания попутного газа при
исходных условиях, приведенных выше, предотвращает образование более 35 тонн диоксида серы, около 2000 тонн оксида углерода и около 10 тонн диоксида азота в год. Эти данные свидетельствуют о важности утилизации попутного газа с целью охраны окружающей среды. Внедрение в производство мультифазного насоса помимо прочих преимуществ вносит существенный вклад в защиту окружающей среды.
Нами был проведен расчет экономической эффективности использования мультифазного насоса. При расчете исходили из факта внедрения указанного насоса для перекачки продукции скважины Урмышлинского месторождения, при этом эффект от использования газового сырья во внимание не принимали. В расчете принято, что все затраты, кроме амортизационных отчислений на новое и заменяемое оборудование, на электроэнергию и капитальный ремонт, одинаковы.
Расчеты показали, что внедрение мультифазных насосов вместо дожимной насосной станции для перекачки продукции скважины дает годовой экономический эффект в 1492,4 млн. руб. и позволяет увеличить прибыль предприятия на 96,0 млн. руб.
Осуществлена оценка предотвращенного экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды нефтепромысловыми прудами.
Расчетами установлено, что зона активного заражения от нефтешламовых прудов Карабашского товарного парка НГДУ «Иркеннефть» может составлять 416 гектаров, а величина предотвращенного экономического ущерба при переработке только этих шламов - достигает 195,5 млн. рублей в год.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. На основании исследования свойств и состава нефтепромысловых шламов показано, что из-за высокой прочности эмульсии и значительного содержания механических примесей ни один из существующих методов переработки нефтешламов в отдельности не может обеспечить требуемый уровень подготовки извлекаемой нефти. Поэтому в ЗАО «Татойлгаз» предложена и реализована технологическая схема переработки нефтешламов, включающая комплекс методов - обработку химическими реагентами, нагрев, отстой, два варианта отгонки остаточной воды, центрифугирование и сепарирование. В зависимости состояния нефтешлама указанные методы могут применяться в различных сочетаниях.
2. Разработаны методы оценки смачивающей и моющей способностей ПАВ - деэмульгаторов применительно к нефтяным дисперсным системам. Исследования показали, что смачивающую способность целесообразно определять по краевому углу смачивания гидрофобной поверхности, а
моющую - кондуктометрическими измерениями испытуемых растворов по удельной электропроводности.
3. Установлено положительное влияние смачивателей и моющих веществ на эффективность удаления частиц механических примесей из нефтяной фазы в водную при разрушении устойчивой эмульсии.
4. Проведена сравнительная оценка относительной моющей способности 1-%-ных растворов ПАВ различных классов и строения. Показано, что из числа испытуемых реагентов наилучшей моющей способностью обладают ПЭГ с низкой молекулярной массой.
5. Исходя из результатов исследования смачивающей и моющей способности ПАВ разработаны композиционные смеси на основе деэмульгатора Реапон-4В и ПАВ, применяемых в различных областях народного хозяйства, исследовано влияние соотношения компонентов на результаты деэмульсации нефти. Показана эффективность разработанных композиционных деэмульгаторов, позволяющих максимально удалять воду и механические примеси из нефти. Удельный расход композиционного деэмульгатора в 2-3 раза меньше чем каждого из компонентов, взятых в отдельности.
6. Для ликвидации выбросов, загрязняющих окружающую среду из-за возможного сжигания попутных газов и для упрощения схемы переработки продукции скважин впервые предложено использование мультифазных насосов, обеспечивающих перекачку газожидкостной смеси без предварительного разделения. На Урмышлинском нефтяном месторождении внедрена схема сбора продукции скважин с применением мультифазных насосов, что позволило предотвратить сжигание на факелах высокосернистого газа с образованием более 35 тонн диоксида серы, 2000 тонн оксида углерода и 10 тонн оксида углерода в год.
7. Проведен расчет экономической эффективности внедрения мультифазного насоса в условиях ЗАО «Татойлгаз». Годовой экономический эффект составляет 1,5 млрд. руб., а прирост прибыли предприятия 96 млн. руб. в год.
Осуществлена оценка предотвращаемого экономического ущерба от загрязнения окружающей среды нефтешламовыми прудами. Расчетами установлено, что зона активного заражения от нефтешламовых прудов Карабашского товарного парка НГДУ «Иркеннефть» может составлять 416 гектаров, а величина предотвращенного экономического ущерба при переработке шламов Карабашского товарного парка НГДУ «Иркеннефть» -достигает 195,5 млн. рублей в год.
8. Разработаны и внедрены в производство две природоохранные технологии:
- переработки нефтепромысловых шламов;
- транспортировки газожидкостной продукции нефтяных скважин.
Основное содержание диссертации изложено в работах:
1. Технологические схемы об'ессоливания высокосернистых нефтей месторождений Татарии /Ширеев А.И., Тронов В.П., Нургалиев Ф.Н., Фассахов Р.Х., Шаповалов Д.К., Гуфранов Ф.Г.// Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. НТИС.- 1984.-№6.-С.22-25.
2. Интенсификация процесса стабилизации нефти на УКПН /Ибрагимов М.Г., Салахутдинов Р.Ш., Шакирзянов Р.Г., Фассахов Р.Х., Хамидуллин М.С., Рахимов И.В. // Нефтяное хозяйство. - 1986.-№2.- С.74-76.
3. Опыт подготовки особо стойкой нефтяной эмульсии /Хамидуллин Р.Ф., Хамидуллин Ф.Ф., Дияров И.Н., Зарипов Т.М.,Валеев ф.р.; фассахов Р.Х., Рахимов И.В. //Нефтяное хозяйство.- 1988. -№4,- С.62-63.
4. Сокращение потерь углеводородов на объектах подготовки нефти /Тронов В.П., Хамидуллин Ф.Ф., Кривоножкин A.B., Катаева Х.Х., Фассахов Р.Х. // Нефтяное хозяйство.-1989.-№ 12. - С.65-67.
5. Технологическая схема предотвращения выбросов в атмосферу /Фассахов Р.Х., Ибатуллин K.P., Махмудов Р.Х., Махмудов P.P. // Татарский центр научно-технической информации.-1996. - Вып. 127.
6. Технологическая схема увеличения надежности напорных нефтепроводов / Фассахов Р.Х., Ибатуллин K.P., Махмудов Р.Х., Махмудов P.P. // Татарский центр научно-технической информации. - 1996. -Вып. 128.
7. Технологическая схема совместной перекачки продукции скважин многофазными винтовыми насосами для предотвращения загрязнения окружающей среды / Фассахов Р.Х., Ибатуллин K.P., Махмудов Р.Х., Махмудов P.P. // Татарский центр научно-технической информации.-1996.-Вып. 129.
8. Фассахов Р.Х., Дияров И.Н., Хамидуллин Р.Ф. Смачиватели i текстильно-вспомогательные вещества в композиционных деэмульгатора> для подготовки нефти. - Проблемы разработки нефтяных месторождений у подготовки специалистов в вузе: Тез. докл. конф. - Альметьевск, 1996.-С.57-58.
9. Фассахов Р.Х., Дияров И.Н., Фахрутдинов Р.З. Вопрось: переработки шламов,- Проблемы разработки нефтяных месторождений у. подготовки специалистов в вузе: Тез. докл. конф. - Альметьевск, 1996.-С.58-59.
10. Фассахов Р.Х. Миллион тонн спасенной нефти // Нефтяное хозяйство,- 1996,- №12,- С.60-63.
11. Фассахов Р.Х., Дияров И.Н., Хамидуллин Р.Ф. Оценка моющегс действия и смачивающей способности ПАВ // Нефтяное хозяйство.- 1996. №12,- С.64-67.
12. Решение о выдаче патента 96111180/06(017716) РФ от 06.03.97, МПК 6Г-17Д 1/14. Способ транспортирования газоводонефтяной смеси с
13. Решение о выдаче патента 96117647/06(023766) РФ от 27.03.97, МПК 6Г-17Д 1/14. Способ транспортирования газоводонефтяной смеси с помощью многофазного насоса.
- Фассагов, Роберт Харрасович
- кандидата технических наук
- Казань, 1998
- ВАК 11.00.11
- Повышение безопасности разработки нефтегазовых месторождений совершенствованием методов утилизации нефтешламов
- Комплексная технология утилизации нефтешламов и ликвидация нефтешламовых амбаров в промысловых условиях
- Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду Западной Сибири путем утилизации нефтяных шламов газовых конденсатов
- Снижение техногенной нагрузки на окружающую природную среду путем переработки нефтешламов
- Разработка технологии переработки нефтяных шламов с применением энергии ВЧ и СВЧ электромагнитных полей