2. ТЭХНАЛАГІЧНЫЯ АСАБЛІВАСЦІ ПРЫМЯНЕННЯ СТАЛЁВЫХ ЦЫЛІНДРЫЧНЫХ РЭЗЕРВУАРАЎ ПРЫ ЗДАБЫЧЫ І ТРАНСПАРЦЕ НАФТЫ

Як ужо паказвалася, пры паступленні ў рэзервуар сырой абваднення нафты, якая змяшчае рэшткавае колькасць спадарожнага газу, размеркаванне карозіі яго ўнутраных сценак носіць занальны характар, у адпаведнасці з падзелам нафты на ваду, нафту і газавую фазу. У кожнай такой зоне разбурэнне ўнутраных сценак рэзервуара працякае па асабліваму механізму, адрозным адзін ад аднаго па канчатковаму выніку разбурэння металу. Менш за ўсё пакутуе зона, контактирующая з нафтай, больш за ўсё схільныя коррозионному разбурэння дно, ніжнія і верхнія паясы корпуса і, асабліва, дах.

Асноўнымі фактарамі, вызначальнымі сумарна каразійную агрэсіўнасць сырой нафты з'яўляюцца: змест серавадароду і (або) кіслароду, СО₂, абводненыя нафты, яе тэмпература пасля свідравіны або пасля працэсу падрыхтоўкі нафты.

Змест серавадароду задаецца ўласцівасцямі пластовых нафты або жыццядзейнасцю сульфатвосстанавливающих бактэрый. Тут мы можам уплываць толькі на інтэнсіўнасць дзеяння бактэрый. Кісларод непазбежна трапляе ў газовоздушное прастору рэзервуара з атмасферы пры яго выпаражненні. Прынцыпова прадухіліць бескантрольнае паступленне кіслароду ў газовоздушное прастору кожнага рэзервуара мы ў стане, выкарыстоўваючы герметычныя газоуравнительные сістэмы тыпу тэхналогіі ўлоўлівання лёгкіх фракцый вуглевадародаў, прапанаваныя ТатНИПИнефтью (РД 39-1-1095-84) і ВНДІ вуглевадароднай сыравіны (Казань).

Прадухіліць паступленне кіслароду паветра ўнутр рэзервуара пры яго выпаражненні ў прынцыпе магчыма шляхам выдалення з паветра, гэтага кампанента, але гэта досыць складаная хіміка-тэхнічная задача.

Паменшыць да мінімуму тэмпературу паступае ў рэзервуар нафты мы ў стане з дапамогай цеплазахоўваючых тэхналогій (цеплаабменнікі), або, у крайнім выпадку, з дапамогай паветраных халадзільнікаў, што нашмат знізіць каразійнае разбурэнне даху і верхніх паясоў рэзервуараў, а таксама яго корпуса.

Найбольш складаны і незалежны ад нашага жадання фактар - зададзеная распрацоўкай радовішча і ўласцівасцямі якая здабываецца нафты, асабліва на позняй стадыі, яе абваднення. Яна вызначае плошчу ўнутранай паверхні рэзервуара, якая кантактуе з найбольш агрэсіўнай воднай асяроддзем. Нафтавікі ўжываюць розныя тэхналагічныя меры, каб вызваліцца ад вады: папярэдні скід вады да паступлення яе на ўстаноўкі па абязводжвання, выкарыстанне рэзервуараў для аддзялення дадатковага колькасці вады з сырой нафты і г. д. Да жаль, на промыслах нярэдка выкарыстоўваюць рэзервуары тыпу РВС для неўласцівых для такіх танкасценных збудаванняў аперацый па падзелу нафты і вады. Таму цяпер на промыслах праводзіцца вялікая праца па скарачэнні прымянення рэзервуараў для неўласцівых ім функцый, і ў той жа час для выкарыстання іх толькі па прамым прызначэнні. Гэта дазволіць знізіць агульны лік мала загружаных ёмістасцяў, а з другога - дасць магчымасць абараніць ад карозіі тыя рэзервуары, якія непазбежна эксплуатуюцца пры здабычы нафты.

Пры здабычы нафты, зборы і падрыхтоўцы нафты на промыслах выкарыстоўваюць сталёвыя цыліндрычныя рэзервуары ёмістасцю 1000, 2000, 5000 і 10000 м3. Часцей за ўсё яны сканцэнтраваны на цэнтральным зборным пункце (ЦПС), і кожны з іх выконвае пэўныя тэхналагічныя функцыі, якія вызначаюцца тэхналогіяй здабычы, збору і падрыхтоўкі нафты, а таксама неабходнасцю інтэнсіфікацыі пры зборы ў рэзервуарах нафты працэсаў аддзялення спадарожнай вады ад нафты.

2.1. Сыравінныя рэзервуары

Тэхналагічнае прызначэнне гэтых рэзервуараў - сабраць, даць абараніцца ў іх нафты ад вады, скінуць пры магчымасці гэтую ваду ў сістэму промканализации, а адтуль - у сістэму падтрымання пластовых ціску.

Гэтыя рэзервуары выкарыстоўваюцца ў двух рэжымах. Пры першым рэжыме - гэта працэс звычайнага запаўнення і апаражнення рэзервуара. Вада скідаецца ў промканализацию, а часткова абязводжанай нафту накіроўваецца на ўстаноўкі па падрыхтоўцы нафты. Працэс запаўнення і апаражнення гэтых рэзервуараў - цыклічны, а частата цыклу ў суткі залежыць ад прадукцыйнасці свідравін.

Размеркаванне агрэсіўных зон тут звычайнае: аб'ём подтоварные вады досыць вялікі і займае 2 - 5 м вышыні, затым ідзе пласт нафты, вышэй - актыўная газовоздушная зона.

Каразійныя працэсы на ўнутраных сценках рэзервуараў размяркоўваюцца прапарцыйна аб'ёму трох фаз, а таксама з улікам змочваюцца і экраніруючай дзеянні самой нафты пры цыклах запаўнення і апаражнення. Пры наяўнасці серавадароду, кіслароду, СО₂ і сульфатвосстанавливающих бактэрый сильнокоррозионные ўмовы характэрныя для ўсіх без выключэння зон рэзервуара, з перавагай разбурэння дна і ніжніх паясоў на вышыню отстаивающейся вады, а таксама верхніх паясоў і даху на аб'ем газапаветранай асяроддзя (табл. 2.1).
 

Заўвага:
1. Пры адсутнасці ў нафтавых асяроддзях серавадароду ступень агрэсіўнага ўздзеяння зніжаецца на адну ступень.
2. Пры павышэнні тэмпературы нафты вышэй за 20'З ступень агрэсіўнага ўздзеяння павышаецца на адну ступень.

Пры вялікім аб'ёме здабываецца нафты, пры моцнай яе абвадненьне і неабходнасці частага запаўнення і апаражнення сыравінных рэзервуараў, работнікі промыслаў, у адпаведнасці з ВНТ 3 - 85, выкарыстоўваюць у гэтых рэзервуарах так званы гідрафільнай фільтр.

Тэхналагічна гэта ўяўляецца ў наступным выглядзе. Сталёвы рэзервуар абсталёўваецца сістэмай раўнамернай па плошчы падачы сырой абваднення нафты праз стабільна падтрымліваецца ўзровень пластовых вады. Стабільнасць гэтага ўзроўню падтрымліваецца разліковай (або практычна пэўнай) хуткасцю выдалення з рэзервуара отстоявшейся вады ад нафты. Сырая нафту падаецца ў рэзервуар праз гэты водны пласт у выглядзе кропелек. Дзякуючы вялікай плошчы кантакту кропелек абваднення нафты з пластовых вадой (гідрафільныя фільтрам) нафту вызваляецца ад часткі спадарожнай вады і збіраецца ў верхняй частцы рэзервуара, адкуль пастаянна адпампоўваецца, як і вада, на ўстаноўкі па падрыхтоўцы нафты. Гэта мерапрыемства, пры абмежаванай прадукцыйнасці установак ППН, добра сябе апраўдвае і здымае перагрузку гэтых установак. Затое пакутуе ад карозіі танкасценных рэзервуар, які ніякім чынам не планаваўся для гэтай мэты. Найбольш мэтазгодна замест танкасценных рэзервуараў выкарыстоўваць для гэтай мэты таўстасценныя апараты гарызантальнага тыпу, якія могуць служыць без капітальнага рамонту больш доўгі час.

Абодва тыпу рэзервуара па ўсіх трох зонах характарызуюцца па каразійна-агрэсіўнага ўздзеяння ў адпаведнасці са Бніп 2.03.11 - 85 як сильноагрессивные і патрабуюць поўнай антыкаразійнай абароны па ўсёй унутранай паверхні.

2.2. Тэхналагічныя рэзервуары

Іх прызначэнне - давесці да патрэбных кандыцый (па абязводжвання і обессоливанию) нафту, падрыхтаваную на устаноўках ППН.

Для гэтай мэты выкарыстоўваюцца дзве тэхналогіі. Калі аб'ём подготавливаемой нафты невялікі, то тэхналагічныя рэзервуары выкарыстоўваюцца як звычайныя адстойнікі, дзе абязводжанай і обессоленная на устаноўках ППН нафту цыклічна адстойваецца і набывае якасць, якое адпавядае стандарту на нафту (абводненыя не больш за 1%, ўтрыманне соляў не больш за 50 мг/л).

Ёсць, аднак, іншы, больш эфектыўны спосаб давядзення нафты да патрэбных кандыцый. Для гэтага рэзервуар абсталюецца на дно трубавай сістэмай для драбнення нафты на кропелькі. У ніжняй частцы рэзервуара на вышыню 5 - 6 м утвараецца дынамічна стабільны пласт сцекавай вады, якая паступае з установак па дэгідратаціі нафты і якая змяшчае рэшткавае колькасць нявыкарыстанага деэмульгатора (звычайна гэта палова або трэцяя частка таго, хто ідзе на абязводжванне химреагента). Акрамя таго, вада нагрэтая да 40 - 60'З. Праз гэты гідрафільнай фільтр знізу прапускаюць абязводжанай нафту. Кропелькі нафты, кантактуючы з рэшткавым колькасцю деэмульгатора пры досыць высокай тэмпературы, набываюць неабходныя якасці.

Пры гэтым колькі вады паступае з установак і аддзяляецца ад нафты, столькі ж пастаянна скідаецца ў каналізацыю. Падрыхтаваная нафту таксама пастаянна скідаецца з гэтага рэзервуара і накіроўваецца ў таварны рэзервуар, адкуль здаецца прадпрыемствам магістральнага транспарту. Паколькі нафту не стабілізаваная, то пры гэтай тэмпературы адбываецца даволі моцнае газовыделение. Утвараецца высокоагрессивная газовоздушная зона.

Відавочна, усе зоны ўнутры рэзервуара кантактуюць з вельмі моцна агрэсіўнай асяроддзем, якая па ДАСЦЕ 9.908-85 характарызуецца як сильноагрессивная (табл. 2.1).

Усе тры зоны патрабуюць антыкаразійнай абароны.

2.3. Таварныя рэзервуары

Гэтыя рэзервуары выкарыстоўваюцца па сваім прамым прызначэнні: прымаюць перыядычна падрыхтаваную нафту, у іх яна некаторы час вытрымліваецца, дзякуючы чаму ў ніжняй частцы ўтворыцца пласт подтоварные вады да 1,5 м. Астатняе - нафту. Калі нафта мае павышаную тэмпературу, то ў верхняй частцы рэзервуара ўтворыцца каразійна-агрэсіўная зона. Паводле ДАСТА 9.908-85 сильноагрессивная асяроддзе толькі ў ніжняй часткі, пры кантакце з нафтай і газапаветранай асяроддзем ўмовы карозіі - среднеагрессивные (табл. 2.1).

2.4. Ачышчальныя рэзервуары

Сцёкавыя вады перад запампоўкай іх у нафтавай пласт павінны прайсці адпаведную падрыхтоўку: шляхам адстою яны вызваляюцца ад залішняй колькасці ўзважаных часціц (норма 5 - 10 мг/л). Далей, яны павінны вызваліцца ад ўзважанай у іх нафты (норма не больш за 50 мг/л). Для падрыхтоўкі такіх вод выкарыстоўваюць тэхналагічны прыём: прылада гідрафобных фільтра.

З гэтай мэтай у верхнюю частку рэзервуара заліваюць 1 - 2 м нафты. Неачышчаная сцекавая вада падаецца зверху праз гэты пласт у рэзервуар. Дзякуючы гэтаму ў нафты затрымліваюцца узважаныя часцінкі і рэшткі нафты. Пасля кароткачасовага адстою падрыхтаваная вада накіроўваецца ў сістэму ўтылізацыі сцёкавых вод - для запампоўвання ў пласт. Годнасць гідрафобных фільтра заключаецца яшчэ ў тым, што ён прадухіляе кантакт люстэрка вады з атмасферным паветрам, г. зн. закачиваемая ў пласт вада мае мінімальнае, а ў некаторых выпадках нулявое ўтрыманне кіслароду, што зніжае карозію ўнутраных сценак рэзервуараў, а затым і трубаправоднай сеткі.

2.5. Аварыйныя рэзервуары

Для нармальнага функцыянавання сістэмы здабычы, збору і падрыхтоўкі нафты, у кожным резервуарном парку маецца некалькі рэзервовых ёмістасцяў, служачых для аварыйнага запаўнення нафтай у выпадках, калі сістэма магістральнага транспарту не можа прыняць з ходу промысловую нафту. Гэтыя рэзервуары, як правіла, маюць невялікая колькасць нафты і вады на дне, часта выкарыстоўваюцца напераменку ў якасці тэхналагічных або таварных, так што падвяргаюцца прыкметнай ўнутранай карозіі. Асаблівасць гэтых рэзервуараў заключаецца ў тым, што пры попеременном выкарыстанні яны назапашваюць на ўнутраных сценках сульфід жалеза (пирофорные злучэння), падвяргаюцца дзеянню навакольнага атмасферы, словам, заўсёды пакрытыя прадуктамі карозіі. Можна лічыць, што толькі ніжняя частка аварыйных рэзервуараў мае сильноагрессивные ўмовы, а ўся астатняя зона кантактуе з газапаветранай асяроддзем,і ў прысутнасці серавадароду можа лічыцца среднеагрессивной (табл. 2.1).

2.6. Рэзервуары магістральнага транспарту нафты

Пры магістральным транспарце нафты выкарыстоўваюць тры тыпу буйнагабарытных рэзервуараў. Аб'ём рэзервуараў: 5000, 10000, 20000, 50000 м3. Сустракаюцца рэзервуары з купольным пакрыццём, з купольным пакрыццём і пантонаў і рэзервуары з якія плаваюць дахамі.

Калі ў іх збіраюць абязводжанай, г. зн. падрыхтаваную для магістральнага транспарту нафту, то ў гэтых рэзервуарах збіраецца параўнальна мала подтоварные вады: ад 0,25 да 1 м. Вада, як правіла, слабоминерализована. Калі ў вадзе ўтрымліваюцца серавадарод і, асабліва, сульфатвосстанавливающие бактэрыі, то, згодна з ДАСЦЕ 9.908-85, гэтая подтоварная вада выклікае моцную карозію. Часцей за ўсё нафту ў працэсе таварна-транспартных аперацый практычна губляе серавадарод, і подтоварная вада прыводзіць да среднеагрессивным умоў. У зоне кантакту з падрыхтаванай і абязводжанай нафтай асяроддзе з'яўляецца слабоагрессивной. Калі пантон ў рэзервуары з купольным пакрыццём герметычны, то каразійная праблема з газовоздушным прасторай практычна адсутнічае. Але, як правіла, понтоны негерметичны, і вышэй іх утвараецца пад купалам газовоздушная асяроддзе, якая змяшчае такія агрэсіўныя агенты як кісларод, серавадарод, вільгаць, пары вуглевадародаў. Пры станоўчай тэмпературы газовоздушного прасторы і адмоўнай тэмпературы навакольнага асяроддзя (г. зн. сценак рэзервуара і даху) на гэтай паверхні пачынае кандэнсавацца вада. Паступова каразійны працэс развіваецца, з'яўляюцца прадукты карозіі, якія, як вядома, гіграскапічныя,і працэс карозіі ўзмацняецца. Дах буйнагабарытных рэзервуараў выходзіць з ладу праз некалькі гадоў (з'яўляюцца скразныя адтуліны), што багата вялікімі ўскладненнямі ў дачыненні да пажаранебяспекі, забруджвання навакольнага асяроддзя і значных страт лёгкіх нафтапрадуктаў.

У лепшым становішчы знаходзяцца буйнагабарытныя рэзервуары з якія плаваюць дахамі. Тут газовоздушного прасторы практычна не павінна быць, хоць пры нестабилизированной нафты навалы газу пад плавае дахам маюць месца, і з гэтым даводзіцца змагацца. Акрамя таго нафтавікі, якія эксплуатуюць такія рэзервуары у Заходняй Сібіры і на Крайнім Поўначы, скардзяцца на празмернае навала снегу на дахах, немагчымасць яго своечасовага выдалення і, наогул, выступаюць супраць прымянення ў паўночных раёнах рэзервуараў з якія плаваюць дахамі.

Каразійныя разбурэння ў такіх рэзервуарах сканцэнтраваны, у асноўным, на дно, дзе запасіцца невялікая колькасць вады (па нормах да 0,25 м), ападкі цяжкай нафты і парафіна. Калі ж у гэтых ападках развіваюцца сульфатвосстанавливающие бактэрыі, то нават у адсутнасці серавадароду ў нафты дно гэтых рэзервуараў і ніжнія пояса падвяргаюцца сур'ёзнай карозіі, якая прыводзіць да утоньшению сценкі рэзервуара да крытычнай велічыні, што патрабуе замены дна і ніжніх паясоў. Гэта вельмі складаная і дарагая аперацыя, калі не ўлічыць хранічны недахоп у нас рэзервуарнага ёмістасці.

Рэзервуары магістральнага транспарту, якія эксплуатуюцца ў нашай краіне, у асноўным, у двух рэжымах: зліву і наліву, а таксама ў рэжыме падключанай ёмістасці, калі якая транспартуецца па нафтаправодах нафту, часта якая мае тэмпературу вышэй 60'З падаецца з помпы ў помпа, выкарыстоўваючы гэтыя ёмістасці ў якасці буферных. У такім выпадку карозія ўнутраных сценак рэзервуараў вызначаецца напалову газапаветранай асяроддзем, а іншая палова рэзервуара кантактуе з абязводжанай нафтай, якая мае тэндэнцыю да павольнага вагання ўзроўню. Калі нафту змяшчае серавадарод, то карозія верхняй частцы рэзервуара суправаджаецца адукацыяй надзвычай небяспечных пирофорных злучэнняў. Корпус рэзервуара, кантактуе з нафтай, практычна не корродирует. Карозіі падвяргаецца толькі дно, ніжнія пояса і часткова унутраная, звернутая да нафты, паверхню пантонаў і якія плаваюць дахаў.

Такім чынам, усе сталёвыя цыліндрычныя рэзервуары тыпу РВС падвяргаюцца занальнай карозіі, інтэнсіўнасць разбурэння іх ўнутраных сценак залежыць ад наяўнасці ў асяроддзі серавадароду, кіслароду, СО₂ абваднення нафты і тэмпературы, якая паступае ў рэзервуары сырой (абваднення або абязводжанай нафты).

Карозія, у першую чаргу, залежыць ад агрэсіўнасці асяроддзя, якая, вядома, змяняецца з змяненнем хімічнага складу нафты, вады і газу, але не ў такой ступені, як тады, калі ў якая здабываецца, апрацоўваецца і якая транспартуецца нафты ёсць серавадарод, кісларод, СО₂ і ўключана адначасна якая здабываецца з пласта вада. У сувязі з гэтым часткова палягчаецца (г. зн. ўніфікуецца) прызначэнне антыкаразійнай абароны рэзервуараў для розных нафтаздабываючых раёнаў, а з другога боку - патрабуецца строгі ўлік тэхналагічнага прызначэння і належны выбар канструктыўнага рашэння рэзервуараў. Занальны характар размеркавання карозіі яго ўнутраных сценак адкрывае пэўныя магчымасці для павышэння эфектыўнасці абароны іх унутранай паверхні ад карозіі шляхам выбару адпаведнага метаду абароны ў дачыненні да кожнай зоне агрэсіўнага ўздзеяння. Гэтыя метады па тэхніка-эканамічных выдатках могуць істотна адрознівацца адзін ад аднаго.