В промысловых условиях газонефтяная смесь, поступающая в нефтегазовый сепаратор из подводящего трубопровода, состоит из свободного газа, отделившегося при давлении сепарации и жидкой фазы с растворенным и диспергированным в ней газом. Свободный газ практически мгновенно переходит в газовое пространство сепаратора. Растворенный при давлении сепарации газ остается в выходящей из сепаратора жидкости. Диспергированный газ отделяется в зоне газоотделения, и время его отделения зависит от дисперсности (размера) пузырьков. Технологические расчеты процесса разделения нефти и газа в сепарационном оборудовании основаны на определении времени всплытия пузырьков газа с использованием для определения скорости их всплытия формулы Стокса. При этом наиболее существенно на скорость и соответственно время всплытия влияет размер пузырьков. Как правило, при расчетах размер пузырьков задают на основе данных промысловой практики либо экспериментальных данных. В то же время существуют теоретические методы расчета размеров газовых пузырьков, которые образуются в потоке газожидкостной смеси, поступающей в нефтегазовый сепаратор. В статье дана оценка применимости этих методов в технологических расчетах размеров зоны газоотделения нефтегазовых сепараторов с учетом рекомендуемого промысловой практикой времени удержания жидкости в этой зоне. Приведены сравнительные расчеты процесса газоотделения для различного типа нефтей в стандартном сепарационном оборудовании. Показано, что наиболее приемлемой является методика, основанная на определении среднего объемно-поверхностного диаметра пузырьков, образующихся в штуцере ввода газожидкостной смеси. Установлено, что при отсутствии экспериментальных данных можно с приемлемой для проектных расчетов точностью использовать данную методику для определения размера пузырьков газа в газожидкостной смеси, поступающей в зону разгазирования сепаратора. Получены формулы для расчета диаметра аппарата и длины зоны разгазирования при коэффициенте заполнения сепаратора 0,5 в зависимости от скорости всплытия пузырьков расчетного размера. Данный подход используется в методиках технологического расчета аппаратов, имеющих зону газоотделения (нефтегазосепараторов, нефтегазосепараторов со сбросом воды, дегазаторов).
Список литературы
1. РД 39-0004-90. Руководство по проектированию и эксплуатации сепарационных узлов нефтяных месторождений, выбору и компоновке сепарационного оборудования. – Уфа: ВНИИСПТнефть, 1990. – 69 с.
2. Далецкий В.М., Ефимов В.Б., Шлыкова М.П. Экспериментальное изучение генерирования и отделения мелкодисперсной газовой фазы в газожидкостной смеси. В кн. Проблемы обустройства и эксплуатации высокообводненных нефтяных месторождений. – Куйбышев: Гипровостокнефть. – 1985. – С. 77–82.
3. Далецкий В.М., Ефимов В.Б., Шлыкова М.П. Разработка метода расчета разделения газожидкостных смесей в сепарационной емкости. В кн. Разработка и внедрение эффективной техники и технологии добычи нефти. – Куйбышев: Гипровостокнефть. – 1986. – С. 27–31.
4. РД 0352-131-98. Дегазаторы. Методика технологического расчета. – Подольск: ДАО ЦКБН, 1998. – 55 с.
5. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка неустойчивых эмульсий на промыслах. – М.: Недра, 1987. – 144 с.
