Подготовка на нефт в находищата
Обработката на нефта се състои от дехидратация, обезсоляване и, ако специфичните условия изискват, стабилизиране.В резултат на това се получават два целеви продукта: търговски нефт и свързан газ, които се изпращат до потребителите. В същото време баластът се отделя от нефт - резервоарна вода (силно минерализирана саламура), която, смесвайки се с промивни, технически и дъждовни води на пречиствателни станции за нефт, става отпадъчна вода. За да се използва тази вода в областта на добива на нефт (инжектиране в абсорбционни или инжекционни кладенци), тя се подлага на специална обработка и пречистване.
Прясната (речна) вода се използва широко за инжектиране в резервоара. Ако вземем предвид, че общото търсене на вода, инжектирана в резервоара, значително надвишава обема на отпадъчните води, получени в полетата, тогава с тяхното обезвреждане се отваря възможността за големи спестявания на прясна вода, което е важна част от опазването на природните ресурси на нашата страна.
Използването на отпадъчни води в системата за наводняване създава много сложни проблеми за нефтената промишленост, които практически липсват при използване на прясна вода. Първо, необходимо е да се осигурят достатъчно добри филтрационни свойства на отпадъчните води, когато се изпомпват в продуктивни слоеве, които по правило са съставени от скали, които са плътни и слабо пропускливи за вода. Второ, корозия на оборудването и комуникациите в системата за наводняване. Това води до преждевременна повреда на оборудването, аварийни изтичания на отпадни води и отравяне на околната среда, замърсяване на изпомпваната вода с корозионни продукти и, следователно, влошаване на тяхната филтрираща производителност.
Ефективно решение на тези проблеми може да се осигури восновно използвайки рационална технология за пречистване на нефт и вода в находищата. Тъй като физикохимичните, технологичните и корозионните свойства на отпадъчните води, подготвени за инжектиране, до голяма степен зависят от приетата технология за пречистване на нефт и вода, препоръчително е те да се разглеждат заедно, особено след като процесите на пречистване на нефт и вода в находищата сега като правило са териториално обединени в един комплекс.
Понастоящем термохимичните и електрическите методи са най-широко използвани в нефтените полета на страната за подготовка на нефт. При силен воден разрез в маслото, за по-пълно използване на отработения деемулгатор, маслото се утаява предварително и водата се отстранява частично от него, което улеснява последващата работа на обезводнителните инсталации. В много нефтени находища, за да се изхвърли максимално възможното количество вода от петрола на мястото за събиране (в нефтени колектори и групови инсталации), в него се въвежда определено количество деемулгатор.
Технологичният процес на обезводняване на маслото е схематично както следва. Маслото, събрано в полето, постъпва в захранващите резервоари или резервоара за предварителен утаител. При него за по-добро отделяне на вода, емулгирана в масло, в долната му част се поддържа слой от загрята вода, съдържаща остатъчно количество деемулгатор от пречиствателните станции за масло. Водата, отделена от маслото по време на утаяването, постоянно се изхвърля в канализацията, а частично дехидратираното масло се изпраща за нагряване към топлообменници. По пътя в маслото се въвежда необходимото количество деемулгатор (обикновено се дозира към цялата маслено-водна смес в размер на 40–120 g/t). За дехидратация и обезсоляване маслото се нагрява до +40 - +60°C. Ако обработката с масло изисква по-високатемпература, той се нагрява в парни топлообменници или тръбни пещи. След това нефтът се подава в утаителни резервоари, които представляват запечатани контейнери (хоризонтални, вертикални или сферични), с обем до 600 m3, където по-голямата част от пластовата вода се отделя от нефта.
Първоначалните свойства на промишлените отпадъчни води зависят от технологията за пречистване на маслото, вида на използвания деемулгатор и физичните и химичните свойства на водата от пласта. Последващата промяна в техните свойства, причинена от забележимо нарушение на химичното равновесие, утаяване на соли и увеличаване на корозивната активност, до голяма степен се определя от възприетата технология за подготовка и пречистване на отпадъчните води.
Нефтените полета използват различни методи за пречистване на отпадъчни води, включително механично (гравитационно) утаяване, филтриране (физическо и химическо утаяване с използване на флокуланти и коагуланти), флотация на природен газ или въздух, както и дисперсия на масло и суспендирани частици в отпадъчни води до колоидни размери, което им позволява свободно да преминават през дънната зона на инжекционните кладенци.
Продължава търсенето на най-ефективните методи и технологични схеми за пречистване на нефт и вода. Основната задача по отношение на водите на резервоара е отделянето на тези води в пречиствателните станции за нефт, събирането им в затворена система без нарушаване на физико-химичния баланс, транспортирането и изпомпването им в резервоара без специална обработка. Предложени са различни варианти на технологични процеси и принципно нови технологични схеми на инсталациите. Включително комбинирани технологични схеми за пречистване на нефт и вода, при които пречистването на нефт и отпадъчни води се извършва в напълно затворена система, като се вземат предвид антикорозионната обработка и възможността за смесване сформационни води на пресни води.
В зависимост от състава и съотношението на солите се разграничават четири вида пластови води: сулфатно-натриеви, хидрокарбонатно-натриеви, хлоридно-магнезиеви и хлоридно-калциеви. От тях най-разпространени у нас са пластовите води от калциево-хлоридния тип. Така в нефтените полета на Урал и Волжския регион (Татария, Башкирия, Удмуртия, Куйбишев, Перм, Оренбург, Саратов и Волгоград) се добиват с нефт пластови води от типа на калциев хлорид. Пластовите води на нефтените находища в Западен Сибир са от хидрокарбонатно-натриев тип.
Формационните води на нефтените находища се характеризират с повишена минерализация.Те включват: натриеви, калциеви или натриеви бикарбонатни хлориди, малко количество сулфати, йоди на йод, бром, амоний, нисши нафтенови киселини, често съдържат сероводород и други разтворени газове.
С развитието на находището, когато във формацията се инжектира прясна вода, съдържаща кислород, солеността на водите от пласта постепенно намалява. В същото време химичното равновесие се нарушава в условията на резервоара и в резултат на това част от солите се утаяват. Следователно химически стабилна вода, която не съдържа кислород, навлиза на дневната повърхност. Когато се разреждат дълбоко с прясна вода, минерализираните води стават нестабилни и са способни да отделят утайки от карбонати, гипс и бариев сулфат, когато се извличат заедно с масло. И въпреки това, въпреки такова голямо разреждане, наличието на кислород в тях все още не е открито.
Корозионната агресивност на по-голямата част от пластовите води се променя главно в процеса на обработка на нефт и пречистване на пластовите води от нежелани примеси. В резултат на това отпадъчните води стават многоагресивен и способен да повреди различни метални съоръжения и тръбопроводи в системата за наводняване за кратко време.