Как нефть готовят к переработке и почему профессионалы не называют ее «сырой»
На пути из скважины в бак вашего автомобиля углеводороды преображаются. Первые изменения происходят на месторождении в установках подготовки нефти. Площадь каждой из них может быть сопоставима с размерами нескольких футбольных полей. Чтобы узнать, что именно происходит внутри этих гигантских технических сооружений, мы обратились к Денису Парамошину, руководителю Салымских нефтяных месторождений в Западной Сибири.
О трех составных жидкости из скважины
Из скважины добывают не только нефть: вместе с ней извлекают попутный нефтяной газ (ПНГ) и воду с растворенными в ней солями. Эту смесь называют пластовой жидкостью, или пластовым флюидом. Концентрация воды в ней может доходить до 99%, но даже при такой ее доле добыча нефти рентабельна. Пластовая жидкость содержит механические примеси — песок и твердые частицы горных пород: они удаляются фильтрами еще перед поступлением жидкости в насос.
На первый взгляд, людям нужны только углеводороды, но в процессе добычи пользу несут все три компонента пластовой жидкости — нефть, ПНГ и вода. Нефть пойдет на продажу и переработку, ПНГ — на выработку энергии для месторождения, вода — снова в пласт для поддержания давления и обеспечения притока флюида к скважинам и далее на поверхность.
Обычно процесс подготовки нефти, газа и воды проходит по схеме, которая включает три ступени сепарации. На каждой из них применяют специальные емкостные аппараты — сепараторы — для разделения продукции скважин на три компонента, называемых фазами (нефть, газ и вода). В сепараторах происходит выделение газа и свободной воды из газожидкостной смеси. На каждой ступени сепарации свои давление и температура.
Что же происходит в сепараторе? За счет понижения давления и разницы в показателях плотности поступающая жидкость разделяется на три фазы. Вода опускается и выходит через патрубок отвода воды. На поверхности воды образуется «нефтяная подушка», и частично обезвоженная нефть переливается в нефтесборный карман. Далее нефть направляется на следующую ступень сепарации, где из нее извлекут остатки воды и газа. Отсепарированный ПНГ через патрубок отвода газа направляется на подготовку и дальнейшее использование.
Сепарация позволяет обеспечить выделение газа или легких углеводородов из нефти. В результате нефть становится стабильной — это одно из основных ее товарных свойств. Отсепарированный и подготовленный газ применяется на месторождении — например, для генерации электроэнергии на специальных газотурбинных электростанциях. Они состоят из силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс.
Об «отмывании» нефти от воды
Трех ступеней подготовки нефти бывает недостаточно — часто в составе газожидкостной смеси есть эмульсия. Причина ее образования — в наличии специальных веществ, называемых эмульгаторами (стабилизаторами). Это могут быть природные поверхностно-активные вещества — парафины, смолы, органические кислоты, соли металлов. Эти вещества концентрируются между нефтью и водой и образуют прочную пленку — «бронирующую» оболочку.
Для разрушения эмульсионного слоя применяют химические реагенты деэмульгаторы. Они повреждают пленку, окружающую капли воды, позволяют им сливаться и отделяться от нефти.
Для финального процесса подготовки — обычно перед третьей ступенью сепарации — используют аппараты электродегидраторы. В них на эмульсию воздействуют электрическим током, отчего капли воды приходят в движение, сталкиваются, сливаются — и вода удаляется из нефти.
Об ответственной работе и профессиональной терминологии
Последний этап подготовки нефти на месторождении — третья ступень сепарации. На этот раз процесс протекает при обычном атмосферном давлении. Из нефти удаляют остатки газа, и на выходе получается продукт, соответствующий ГОСТу: нефть содержит не более 0,5% воды и не более 0,05% механических примесей.
Думаю, вы уже поняли, что подготовка нефти на месторождении — сложный многоступенчатый процесс. На установках подготовки нефти, помимо сепараторов и электродегидраторов, есть другое крупногабаритное оборудование: резервуары, насосы, компрессоры, печи, аппараты воздушного охлаждения.
Для работы установки нужны квалифицированные специалисты: инженеры, технологи, механики, электрики и многие другие. За качеством продукции следят химики-аналитики. У каждого из этих людей непростая и ответственная работа, поэтому в нашем профессиональном кругу подготовленную нефть не называют сырой, хотя это официальный термин: мы предпочитаем слово «товарная».
