Библиографическое описание:

Чурикова Л. А., Уарисов Д. Д. Обзор методов борьбы с сероводородом при добыче нефти [Текст] // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2016 г.). — СПб.: Свое издательство, 2016. — С. 109-113.



Статья посвящена вопросам обзора методов борьбы с сероводородом при нефтедобыче, приведена классификация методов борьбы с сероводородом и связанными с ним осложнениями при добыче нефти.

Ключевые слова: добыча нефти, сероводород, надежность, методы нейтрализации, вихревой эффект, вихревой аппарат

Известные в настоящее время способы борьбы с сероводородом и связанными с ним осложнениями в процессах добычи, сбора и подготовки нефти по их функциональной направленности рекомендовано делить на четыре группы [1]:

‒ удаление сероводорода из продукции скважин;

‒ профилактика образования биогенного сероводорода;

‒ профилактика сероводородной коррозии нефтепромыслового оборудования;

‒ профилактика образования отложений сульфида железа в продуктивном пласте и скважинном оборудовании.

Данные способы связаны между собой и могут применяться по отдельности или в комплексе как в отдельных элементах нефтепромысловой системы «пласт-скважина-наземное оборудование», так и во всей этой системе в целом. При выборе способов и методов борьбы с сероводородом в каждом конкретном случае необходимо, прежде всего, определить его происхождение и причину появления в продукции нефтяных скважин.

Если в составе пластовой нефти какого-то месторождения изначально присутствует реликтовый сероводород, бесполезно решать проблему борьбы с ним путем его удаления в продуктивном пласте или скважине. Тогда прежде всего необходимо максимально ограничить выделение и накопление газообразного сероводорода в скважине. При этом данные методы эффективнее использовать в системе сбора и подготовки скважинной продукции, а в системе «пласт-скважина» — очень редко, для обеспечения безопасных условий работы при проведении подземных ремонтов скважин.

Удаление сероводорода из продукции нефтяных скважин возможно двумя путями [2]:

‒ физическими способами (дегазацией нефти);

‒ химическими методами нейтрализации сероводорода.

Среди физических способов, основающихся на десорбции молекул сероводорода в газовую фазу, выделяют три основных:

‒ сепарацию;

‒ ректификацию;

‒ отдувку.

Физические способы извлечения сероводорода из продукции нефтяных скважин используют при промысловой подготовке нефти. При подготовке нефтей с небольшим содержанием сероводорода и при небольших газовых факторах процесс сепарации эффективен, так как удаляется основное количество сероводорода из продукции скважин. Для повышения степени извлечения сероводорода из нефти при ее сепарации, а также как самостоятельный способ очистки нефти от сероводорода применяют способ отдувки нефти углеводородным газом, реализуемый в специальных аппаратах колонного типа [3]. Для нефтей с высоким содержанием сероводорода его удаление может быть достигнуто применением способа ректификации нефти. Процесс ректификации нефти позволяет получать низкое содержание сероводорода в товарной нефти при малых ее потерях [1].

Химические методы удаления сероводорода в продукции нефтяных скважин основаны на его экстракции растворами химических реагентов (поглотителей сероводорода) и их условно делят на три основных [4]:

‒ нейтрализация с получением органических соединений серы (сульфидов, меркаптанов, дисульфидов);

‒ нейтрализация с получением неорганической соли (сульфида, сульфита, сульфата);

‒ окислительно-восстановительный метод с получением серы.

Выбор метода определяется с точки зрения технологической и экономической эффективности, доступностью химического реагента и отсутствием побочных явлений в процессах добычи, транспорта и подготовки нефти. Для удаления сероводорода в продукции добывающих скважин применение химических реагентов с получением органических соединений серы считается наиболее эффективным [4].

Для профилактики образования биогенного сероводорода в нефтепромысловых системах необходимо применять специальные методы подавления развития биоценоза. Известные способы борьбы с микроорганизмами, применяемые в различных промышленных и хозяйственных отраслях, можно разделить на физические и химические методы [1]. К физическим относятся: методы удаления биологических отложений (механическое удаление, гидромеханическая и гидропневматическая обработка поверхностей), нанесение на защищаемые поверхности необрастающих покрытий, различные обработки защищаемой среды (термообработка, электро- и ультразвуковая обработка, применение ультрафиолетового излучения и гамма-облучения, обработка коагулянтами). К химическим методам относятся: озонирование и обработка бактерицидами — веществами, подавляющими жизнедеятельность бактерий.

Наиболее надежным и широко применяемым методом подавления жизнедеятельности микроорганизмов и предотвращения образования биогенного сероводорода в нефтепромысловой системе «пласт-скважина-наземное оборудование» считается использование бактерицидов. В настоящее время известно большое множество химических соединений (органических и неорганических), обладающих бактерицидными свойствами: галогены, окислы азота, двуокись хлора, перекись водорода, медьсодержащие и другие соединения. Но на практике в нефтедобывающей отрасли используется сравнительно небольшое количество бактерицидов, что обусловлено, в первую очередь, ограниченностью сырьевой базы, высокой стоимостью производства бактерицидных соединений и повышенными требованиями к их качеству. До настоящего времени для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) в промысловых условиях часто используются раствор формалина и высокоминерализованные сточные воды хлоркальциевого типа.

Удаление сероводорода в продукции добывающих скважин дает возможность уменьшить развитие сероводородной коррозии и образование отложений сульфида железа в нефтепромысловом оборудовании, а применение бактерицидов для снижения сульфатредукции позволяет уменьшить или полностью устранить микробиологическую составляющую коррозионных разрушений и повышает эффективность антикоррозионных работ на нефтяных промыслах.

Существующие методы противокоррозионной защиты нефтепромысловых объектов можно условно разделить на технологические и технические. Технологические методы заключаются в направленном изменении технологии добычи, подготовки и транспортирования нефти, газа и воды, способствующем снижению коррозии оборудования. Технические методы включают в себя применение специальных средств и материалов для защиты оборудования от коррозии (ингибиторов коррозии [5], бактерицидов, защитных покрытий, коррозионно-стойких материалов, металлов и сплавов, электрохимической защиты). Указанные методы можно применять отдельно или комплексно, исходя из конкретных условий эксплуатации оборудования. При этом на месторождениях сероводородсодержащих нефтей наибольшее распространение среди известных методов борьбы с коррозией получило применение ингибиторов коррозии и оборудования из коррозионно-стойких материалов.

Применение волновых воздействий позволяет повысить эффективность массообмена в химико-технологических процессах и создавать компактные аппараты на их основе. При этом энергия потока, для этих аппаратов, бывает достаточной для создания эффективного кавитационно-вихревого режима.

Таким образом, можно схематично изобразить общую классификацию методов борьбы с сероводородом и связанными с ним осложнениями при добыче нефти (рис.1).

Рис. 1. Классификация методов борьбы с сероводородом и связанными с ним осложнениями при добыче нефти

При добыче сероводородсодержащих нефтей проблема повышения эффективности эксплуатации и экологической безопасности нефтепромысловых систем, включающих в себя продуктивные пласты, скважины и наземное оборудование, является актуальной и на сегодняшний день.

В создавшихся условиях развития рыночных отношений наблюдается тенденция к применению малогабаритных автоматизированных установок в блочно-агрегатном исполнении, что диктуется экономией энергетического потенциала. Использование вихревого эффекта при совершенствовании существующих систем нефтесбора и промысловой подготовки нефтяного газа, разработке новых, энергосберегающих технологий все более актуальна.

Как и во всех других отраслях промышленности, интенсификация нефтехимических производств характеризуется увеличением выпуска конечного продукта. Интенсификация производства достигается как за счет роста скоростей химических реакций, температур, нагрузок, давления (параметров технологического процесса), так и за счет применения принципиально новых технологий и воздействий на ход технологических процессов [5].

Современные прогрессивные технологические процессы должны быть непрерывными и протекать с большими скоростями при условии эффективности и комплексного использования сырья и энергии. С исключением возможности загрязнения окружающей среды. Необходимо, чтобы повышение эффективности процессов проходило за счет уменьшения затрат рабочего времени на получение единицы продукции и сопровождалось снижением материальных и энергетических затрат при одновременном улучшении качества. Широкие возможности для интенсификации ряда существующих процессов создает применение вихревых аппаратов.

Литература:

1. 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). -84с.

2. Резяпова И. Б. Сульфатвосстанавливающие бактерии при разработке нефтяных месторождений / И. Б. Резяпова. -Уфа: Гилем, 1997. -51с.

3. Афанасьев А. И. Энергосберегающая технология очистки газа / А. И. Афанасьев и [др.] // Повышение эффективности процессов переработки газа и газового конденсата: Сборник научных трудов. М.: ВНИИГАЗ, 1995. — Ч. 1. -С. 19–26.

4. Масланов А. А. Предотвращение осложнений при добыче высокосернистой нефти /А. А. Масланов // Современные наукоемкие технологии. -2005. -№ 11.-С.59.

5. Шаймарданов В. Х. Разработка высокоэффективной технологии очистки нефти от газа. / В. Х. Шаймарданов, Е. П. Масленников, У. Е. Усанов // Роснефть. — 2007. — № 4. — С. 59–61.

Основные термины (генерируются автоматически): методов борьбы, продукции нефтяных скважин, добыче нефти, содержанием сероводорода, образования биогенного сероводорода, Удаление сероводорода, удаления сероводорода, извлечения сероводорода, методы удаления сероводорода, подготовки нефти, удаление сероводорода, способы извлечения сероводорода, накопление газообразного сероводорода, небольшим содержанием сероводорода, ректификации нефти, очистки нефти, десорбции молекул сероводорода, высоким содержанием сероводорода, степени извлечения сероводорода, основное количество сероводорода.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle