И з полученного сероводорода вырабатывают серу.

Работа этаноламиновых газоочистных установок автоматизирована.

Степень очистки газа составляет 99 % и выше. Недостатком процесса яв­ ляется относительно большой расход абсорбента.

При высоком содержании С 0 2 (до 12... 15%) и незначительной кон­ центрации сероводорода применяют очистку газа водой под давлением (рис. 7.45). Газ, содержащий С 0 2, подается в реактор 1, заполненный же­ лезными или керамическими кольцами Рашига, которые орошаются во­ дой под давлением. Очищенный газ проходит затем водоотделитель 2 и идет по назначению.

Вода, насыщенная углекислым газом, насосом 3 подается в экспанзер 4 для отделения С 0 2 методом разбрызгивания. Для полного удаления С 0 2 вода подается в дегазационную градирню 5, откуда насосом 6 возвра­ щается в емкость 1.

Выделяемый углекислый газ используется для производства соды, сухого льда и т. п.

7.11.Система подготовки и закачки воды в продуктивные пласты

При разработке нефтяных и газовых месторождений значи­ тельные объемы воды расходуются на поддержание пластового давления, что позволяет продлить период фонтанирования скважин и значитель­ но увеличить коэффициенты нефтегазоотдачи. Ориентировочный расход воды для добычи одной тонны нефти составляет в среднем: 1,5...2 м3—при площадном заводнении и 2...2,5 м3—при законтурном заводнении.

Воды, используемые Для поддержания пластового давления в залежь для закачки в пласт можно нагнетать как природные (пресные или слабоминерализованные), так и сточные (дре­ нажные) воды, состоящие в основном, из пластовых (-85% ), пресных

(-10% ) и ливневых (-5% ) вод.

Природные и сточные воды могут содержать примеси органического и неорганического происхождения. В природных водах могут содержать-

ся различные газы, механические примеси, гидрозакись Fe(OH )2 и гидро­ окись F e(O H )3 железа, а также микроорганизмы, в той или иной степени влияющие на процесс заводнения пластов. В сточных водах, кроме того, могут присутствовать капельки нефти, а также большое количество со­ лей, доходящее до 300 г/л.

Частицы водорослей, ила и соединения железа, содержащиеся в на­ гнетаемой воде, закупоривают поровые каналы продуктивного пласта, снижая приемистость нагнетательных скважин. Присутствующие же в закачиваемой воде микроорганизмы могут образовать нежелательные соединения. Так, сульфатовосстанавливающие бактерии в процессе жиз­ недеятельности вырабатывают сероводород в количестве до 100 мг/л. В последующем этот коррозионно-активный газ вместе с нефтью извле­ кается на поверхность и подвергает разрушению трубопроводы, аппара­ ты и оборудование.

Сероводород вместе с углекислым газом может присутствовать в плас­ товых водах и в растворенном состоянии. Углекислый газ, находящий­ ся в воде, приводит к разрушению защитных окисных пленок на метал­ ле, чем интенсифицирует его коррозию. Растворенный в поверхностной воде кислород также является нежелательным компонентом, посколь­ ку он является обязательным элементом реакции кислородной деполя­ ризации, протекающей при электрохимической коррозии трубопроводов и оборудования.

Присутствие солей в закачиваемых в пласт водах также может стать причиной образования коррозионно-активных компонентов. Так, при взаимодействии сульфатов кальция CaSO* с метаном может образовы­ ваться сероводород.

Согласно существующим правилам и инструкциям, вода, предназна­ ченная для закачки в пласты, должна содержать не более 2 мг/л взвешен­ ных твердых частиц и 0,3 мг/л железа.

Подготовка воддля закачки Воды, закачиваемые в пласт, должны быть определенным образом подготов­

лены. Подготовка включает в себя следующие операции:

1)осветление мутных вод коагулированием;

2)декарбонизацию;

3)обезжелезивание;

4)ингибирование.

Осветление мутных вод коагулированием осуществляется с це­ лью удаления очень мелких взвешенных частиц, которые практически не осаждаются под действием силы тяжести. Для этого в воду добавля­ ют реагенты (сернокислый алюминий, хлорное железо, железный купо-

рос и др.), называемые коагулянтами. В результате реакции коагуляции происходит укрупнение взвешенных частиц и образуются хлопьевидные соединения, которые оседают в воде.

Декарбонизация выполняется с целью удаления из воды бикарбона­ тов кальция и магния. В противном случае, отлагаясь в пласте, соли каль­ ция и магния могут существенно затруднить фильтрацию нефти и газа. Сущность декарбонизации состоит в подщелачивании воды гашеной из­ вестью с тем, чтобы вызвать коагуляцию ненужных примесей.

Обезжелезиванием называется удаление солей железа из воды с це­ лью предотвращения загрязнения фильтрующих поверхностей скважин железистыми осадками. Для этого применяют аэрацию, известкование

идругие методы.

Входе аэрации—процесса обогащения воды кислородом воздуха— из солей железа образуется нерастворимый гидрат окиси железа, оседаю ­ щий в воде в виде хлопьев. Однако при аэрации из воды удаляются не все соли железа, а сам процесс требует использования весьма громоздко­ го и сложного оборудования. Кроме того, аэрация повышает коррозион­ ную активность воды.

При известковании в воду добавляют известковое молоко, что также приводит к образованию нерастворимого осадка гидрата окиси железа.

Ингибированием называется обработка воды ингибиторами — ве­ ществами, замедляющими процесс коррозии. По направленности дей ­ ствия различают ингибиторы сероводородной, кислородной и углекис­ лотной коррозии.

Реагенты-бактерициды используют для подавления жизнедеятель­ ности сульфатовосстанавливающих бактерий. Одним из наиболее эф ­ фективных реагентов является формалин.

Типовая схема установки подготовки природных вод показана на рис. 7.46. Насос 1 забирает воду и подает ее в смеситель 3. По пути дозиро­ вочное устройство 2 вводит в нее коагулянт. В смесителе 3 коагулянт ин­ тенсивно перемешивается с водой, после чего обработанная вода поступает

восветлитель 4, где образуются и задерживаются хлопья. Окончательная очистка воды от хлопьев осуществляется в фильтре 5, откуда она само­ теком направляется в резервуары 6. Затем насос 7 перекачивает воду на кустовые насосные станции (КН С), которые через нагнетательные сква­ жины закачивают ее в пласт. Насос 8 служит для периодической очистки фильтра 5 от взвешенных частиц путем прокачки через него чистой воды.

Для предупреждения коррозии и стабилизации химического соста­ ва воды в нее при помощи дозировочных насосов добавляют реагент гек­ саметафосфат натрия в количестве 2...3 г/м 3. С целью уничтожения бак­ терий и других микроорганизмов применяют обработку воды хлором —ее хлорирование.

В отличие от природных сточные воды могут содержать нефть, угле­ кислый газ, сероводород и микроорганизмы. Соответственно их подго­ товка предусматривает:

1)отстаивание от нефти и газа;

2)уничтожение микроорганизмов.

Для подготовки сточных вод на промыслах используют схемы от­ крытого и закрытого типа.

Принципиальная схема установки очистки пластовых сточных вод открытого типа приведена на рис. 7.47. Отделенная при подготовке неф ­ ти вода сбрасывается по водоводу в песколовку 1 для удаления меха­ нических примесей. Далее вода, содержащая нефть, поступает в нефте­ ловушку 2, где за счет низкой скорости движения смеси капельки неф ­ ти успевают всплыть и откуда она периодически откачивается насосом 3 на УКПН. Далее вода с остаточным содержанием нефти (диаметр капель 70...80 мкм) самотеком поступает в два параллельно соединенных прудаотстойника 4, в которых скорость воды не превышает 8 м м /с, в резуль­ тате чего в ней всплывают практически все оставшиеся капельки нефти. И з прудов-отстойников вода самотеком поступает в приемную камеру 5, из которой забирается насосом 6 и через попеременно работающие филь­ тры 7 подается в емкость чистой воды 8. Затем эта вода насосом 9 отка­ чивается на КНС. По мере загрязнения фильтры отключают и ставят на промывку чистой водой из емкости 8 с помощью насоса 10. Загрязненную после промывки воду сбрасывают в илонакопитель 11.

Схема водоподготовки открытого типа позволяет очищать пластовые и ливневые сточные воды в одном потоке, независимо от состава, давле­ ния и газонасыщенности воды, а также совместно закачивать их в нагне­ тательные скважины. Обычно ее рекомендуют использовать для сточных вод с большим содержанием сероводорода и углекислого газа, а кроме того, для более глубокой очистки воды от капелек нефти и механических примесей. Однако на сооружение нефтеловушек и прудов-отстойников затрачиваются значительные средства. Кроме того, в результате контакта с кислородом воздуха увеличивается коррозионная активность воды.

Принципиальная схема установки закрытого типа приведена на рис. 7.48. Отделенная от нефти в отстойнике предварительного сбро­ са (О П С ) вода по линии сброса 1 направляется в резервуар-отстойник 2, а частично обезвоженная нефть (до 5 %), пройдя УПН, поступает в тепло­ изолированные отстойники 3. Процесс отделения воды в них ускоряет­ ся, благодаря произведенному в УП Н нагреву и вводу ПАВ. Отделенная горячая вода поступает на прием насоса 4 и снова подается в отстойник предварительного сброса УПН, что позволяет уменьшить расход деэ­ мульгатора и температуру нагрева эмульсии. И з резервуара-отстойника 2 пластовая сточная вода забирается насосом 5 и подается на КНС.

Применение закрытой системы очистки позволяет интенсифициро­ вать процесс подготовки воды с применением отстоя и фильтрования под давлением, существенно снизить агрессивность сточной воды путем ис­ ключения ее контакта с кислородом воздуха, использовать остаточное давление, существующее в системе подготовки нефти. К недостаткам за­ крытых систем относится необходимость строительства блока для парал­ лельной очистки поверхностных ливневых стоков.

Для нагнетания воды в пласт используются кустовые насосные станции (К Н С ), водораспределительные пункты (В Р П ), высоко­

напорные водоводы (В В ) и нагнетательные скважины.

Кустовые насосные станции предназначены для закачки воды через нагнетательные скважины в продуктивные пласты с целью поддержания пластового давления. Они оснащаются центробежными насосами марки ЦНС (центробежный насос), сведения о которых приведены в табл. 7.6.

Таблица 7.6 — Сведения о некоторых насосах КН С

Как видно из табл. 7.6, первая цифра в марке насоса—его номиналь­ ная подача в кубических метрах в час, а вторая — номинальный напор в метрах. Отметим также, что столь высокие напоры насосы Ц Н С созда­ ют благодаря большому числу ступеней.

КНС сооружают как в капитальном исполнении, так и в блочном. Во втором случае продолжительность строительства уменьшается в 5 раз и более, а капиталовложения снижаются на 16%.

Блочные кустовые насосные станции (Б К Н С ) изготавливают но ти­ повому проекту. На подготовленной площадке их монтируют из блоков заводского изготовления массой от 11 до 30 т.

Водораспределительные пункты строят для сокращения протяжен­ ности высоконаиорных водоводов. Они предназначены для распределе­ ния воды, поступающей от КНС между несколькими нагнетательными скважинами.

Высоконапорные водоводы служат для транспортирования воды от КНС до нагнетательных скважин. Их протяженность зависит от принятой