56
Глава 3. Направления совершенствования организации и
планирования процесса транспортирования, хранения, сбыта
нефти и нефтепродуктов в АО «Оренбургнефть»
3.1 Основные риски в процессе транспортирования, хранения, сбыта
нефти и нефтепродуктов в организации
Технологический процесс добычи нефти и транспортировки нефти
сопряжен с применением химических реагентов. Использование химических
реагентов влечет за собой риски возникновения проблем в процессах добычи,
сбора и подготовки, транспортировки и переработки нефти, связанных как с их
несовместимостью между собой, так и с нежелательными реакциями реагентов
с тяжелыми фракциями углеводородов, что непосредственно сказывается на
качестве конечного продукта и увеличении его себестоимости. Проанализируем
ряд возможных рисков от применения химических реагентов в АО
«Оренбургнефть».
В связи со значительной выработкой основных крупных
месторождений в России, основные ресурсы нефти сосредоточены на
месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами. В связи с этим
химизация добычи нефти для улучшения показателей вытеснения, притока и
других технологических процессов в последнее время приобретает все
более масштабное значение. Широкое применение химических реагентов
направлено на решение конкретных задач, связанных с добычей нефти,
однако данное решение несет локальный характер и чаще всего не
учитывает возможные риски возникновения проблем в последующих этапах
подготовки и переработки нефти.
Ассортимент химических веществ различен: это могут быть реагенты
как органического, так и неорганического происхождения; как в виде
индивидуальных веществ, так и композиции. В состав композиций могут
входить и отходы различных нефтехимических производств. В зависимости
от исполняющих задач химические реагенты делятся на: ингибиторы
коррозии, солеотложения, АСПО, гидротообразования, деэмульгаторы, а
также все возможные вспомогательные химические вещества
57
искусственного происхождения, используемые для проведения
технологических операций по повышению нефтеотдачи, проведению ГРП,
глушению скважин, кислотных обработках и т.д. (Приложение 11).
В процессах нефтедобычи в настоящее время используется огромное
количество химических реагентов для предотвращения возникновения
различных осложнений, например, при повышении продуктивности
скважин, при проведении ремонтных работ и т.д. Хотя все реагенты
должны выполнять свою функцию и решать проблемы, для которой они
были созданы, однако зачастую возникают риски новых проблем из-за
несовместимости использования химических реагентов в разных
технологических мероприятиях. Например, использование гуарового геля при
гидроразрыве пласта исключает в дальнейшем использование соляно-
кислотных и глино-кислотных композиций пока гель есть в призабойной зоне
скважины. Возможно реагирование кислотных композиций с гелем и
образование стойких эмульсий, что приводит к снижению дебита
скважины, возможному срыву подачи УЭЦН и проблемам в подготовке
нефти.
1
Обработки соляно-кислотными и глино-кислотными композициями
несут в себе риск выпадения осадков и образования агломератов. В
частности, если в составе глино-кислотных композиций присутствует
фтористоводородная кислота, то происходит реакция ее взаимодействия с
силикатами глин и породы по формуле:
(1)
Если скважина была заглушена раствором хлорида кальция перед
применением глино-кислотных композиций, то плавиковая кислота вступит
в реакцию с растворенной солью, в результате чего образуется
нерастворимый осадок:
1
Токунов В.И., Саушин А.З. Технологические жидкости и составы для повышения
продуктивности нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 2016. - 711 с.
58
(2)
Во-первых, происходит снижение действия плавиковой кислоты, т.к. она
реагирует не с тем веществом в призабойной зоне, во вторых
образовавшийся нерастворимый осадок фторид кальция нельзя удалить
химическим способом, только механическим. Также высокая концентрация
кислот может пагубно отразится на дальнейшей подготовки нефти, т.к. они
могут снижать эффективность действия деэмульгаторов, увеличивать
стойкость воднефтяных эмульсий за счет взаимодействия с асфальтеновыми
компонентами нефти. Например, применение солянокислотных обработок
скважин ведет к негативному влиянию на процессы обезвоживания нефти.
За время проведения обработки скважины не вся соляная кислота успевает
прореагировать и нейтрализоваться, и часть соляной кислоты выносится на
поверхность с добываемым флюидом.
При этом происходит увеличение концентрации соляной кислоты в
добываемой продукции, что приводит к повышению дисперсности
эмульсий, увеличивается их устойчивость к разрушению и, как следствие,
оказывает существенное влияние на эффективность обезвоживания нефти в
системе сбора и первичной подготовки. Кроме того повышается
коррозионная активность перекачиваемой среды.
Как и кислотные композиции, так и применение ингибиторов
солеотложения увеличивает коррозионную активность перекачиваемой
жидкости. Причем в чистом виде коррозионная активность ингибиторов
солеотложения ниже, чем в водном растворе более чем в два раза, однако, когда
ингибитор подают в скважину, он попадает в поток нефти, газа и воды.
Поэтому для снижения коррозионной активности реагенты против
отложения солей необходимо использовать совместно с ингибиторами
коррозии. Дозировки и сами ингибиторы коррозии необходимо подбирать для
каждого конкретного случая отдельно, т.к. при слишком большой
концентрации они снижают эффективность ингибиторов солеотложения.
59
Так же выявлены случаи несовместимости ингибиторов коррозии и
солеотложения.
1
С другой стороны, некоторые ингибиторы коррозии могут быть
несовместимы не только с другими используемыми реагентами, но и с
самим добываемым флюидом. Так, например, ингибитор коррозии Сонкор
увеличивает рН воды и при этом наблюдается заметное увеличение
концентрации карбонатов кальция в пластовой воде, что приводит к
выпадению их в нерастворимый осадок. В данном случае при борьбе с
коррозией погружного оборудования возникает проблема выпадения солей
либо в призабойной зоне пласта (при использовании ингибитора коррозии
Санкор на нагнетательном фонде скважин), либо в лифтовых трубах (при
использовании на добывающем фонде скважин). [18]
В настоящее время используют для глушения скважин водяные
растворы поташа и хлорида кальция. Во-первых, одновременное
использование этих жидкостей на месторождениях соединенных в одну
систему сбора может вызвать процесс интенсивного образования кальцита:
(3)
Если в попутно добываемой воде содержится повышенное количество
катионов кальция, то данная реакция может протекать и в призабойной
зоне пласта, что приведет к кольматации около скважинной зоны и как
следствию снижению проницаемости.
Кроме проблем связанных с ухудшением проницаемости призабойной
зоны пласта, химические реагенты (ингибиторы и бактерициды) могут
вызывать и обратный процесс, т.е. способствовать разрушению коллектора.
Закачка некоторых реагентов (биоциды, ингибиторы коррозии и
солеотложений) в пласт вызывает ослабление коллектора, который, под
воздействием напряжения из-за депрессии на пласт, начнет разрушаться
1
Ситдиков С.С. О совместимости ингибиторов в процессах добычи нефти/ С.С.
Ситдиков, А.Г. Телин, В.В. Рагулин, А.И. Волошин, А.А. Даминов// Научно-практический
вестник ОАО «НК «Роснефть». - 2018. - №1. - С. 34-36.
60
интенсивнее. При этом произойдет увеличение выноса механических примесей
в скважину, что, в свою очередь, пагубно скажется на работе погружного
оборудования.
Применение химических реагентов в процессе добычи нефти несут с с
собой риски возникновения проблем не только в добывающих
организациях, также существуют риски и для перерабатывающих
предприятий. В качестве примера можно привести некоторые проблемы:
1. Увеличение количества относительно легкокипящих
хлорорганиеских соединения (ХОС) в нефтесырье приводит к увеличению их
концентрации во фракциях поступающих на изомеризацию и риформинг
(НК-240). На блоках предварительной гидроочистки хлорорганические
соединения подвергаются гидрированию с образованием HCL:
. (4)
Поскольку в гидрогенизате и ВСГ всегда присутствует значительное
количество воды и сероводорода, то резкое увеличение концентрации
хлористового водорода приводит к резкому увеличению скорости коррозии
трубопроводов и оборудования. А на блоках каталитического риформинга
приводит к изменению водно-хлорного баланса, что влияет на дезактивацию
катализатора риформинга.
Главная причина попадания хлорорганических соединений в нефть - это
применение их в качестве растворителей АСПО. Исключительная
растворяющую способность ХОС, негорючесть, высокую плотность делают
ХОС отличным реагентом для решения проблем добычи. Но, поскольку
отработанный состав, содержащий АСПО не утилизируется, не регенерируется,
а направляется непосредственно в нефть, то ХОС попадают в систему
транспорта и на НПЗ. В настоящее время гостируется содержание хлористого
водорода в сырье.
1
1
Овчинников К.А., Грибенников О.А., Елашева О.М. Риски при добыче и переработке нефти
в результате применения химических реагентов // Нефтяная провинция. - 2019. - № 2 (18). -
С. 184-196.
61
2. Установлено, что негативное проявление в виде остановки
установок АВТ на нескольких было обусловлено невозможностью отвести
поток воды из дренажной емкости и снижением полезного объема
сепараторов из-за отложений полиметиленсульфидов. Под слоем отложений
полиметиленсульфидов возможна коррозия, что служит дополнительным
негативным проявлением.
После осуществления реакции, полиметиленсульфиды, растворенные в
нефти поступают на НПЗ, где вместе с бензиновыми фракциями выходят с
верха колонны, и при охлаждении и конденсации из-за низкой
растворимости в бензиновых фракциях выпадают в осадок, уплотняются и, как
показывают исследования, причиной образования полиметиленсульфидов
являются поглотители сероводорода, имеющие в составе формальдегид и/или
триазины:
(5)
В модельных опытах и в пилотных испытаниях всегда наблюдалось
увеличение полиметиленсульфидов при связывании сероводорода
вышеназванными соединениями.
3. В керосиновых фракциях, выделенных во время ректификации на НПЗ
выпадают неспецифические отложения гелеобразного типа, что приводит к
невозможности использовать данные фракции в качестве компонента или
основы топлив для реактивных двигателей. Ситуация осложняется еще и
тем, что формально нефтесырье не изменяется, а содержание полимеров не
определяется и не выявляется в ходе контроля нефти, поступающей на
переработку.
1
Можно предположить, что осколки полимерных молекул во время
ректификации попадают в керосиновые фракции, поэтому из-за
особенностей соотношений парафиновых, нафтеновых и ароматических
1
Волошин А.И. Совместимость реагентов используемых для проведения операций
гидравлического разрыва пласта с реагентами нефтедобычи// Нефтепромысловое дело. –
2018. - № 6. - С. 13-17.
62
углеводородов, именно в керосиновых наблюдались осадки. Главным
предполагаемым реагентом, применение которого стало причиной этих
отложений является полиакриламид, так как спектры отложений были
наиболее близки к акриламиду.
Полиакриалмид достаточно часто применяется в добыче, но чем
вызвано залповое увеличение его присутствия в нефтесырье остается
неизвестно, так как не существует связи и мониторинга влияния
мероприятий на месторождениях с переработкой нефти на НПЗ.
4. Ингибиторы коррозии, такие как производные имидазолина,
бензтриазола и прочих азотсодержищих гетероциклов так или иначе
попадают при ректификации на НПЗ в отгоняемые фракции и при
превышении определенного уровня их содержания будут блокировать
кислотные центры катализаторов таких процессов как изомеризация,
каталитический риформинг, каталитический крекинг, гидрокрекинг. 5.
Ингибиторы солеотложения, представленные фосфорорганическими
соединениями и их солями. Вероятность попадания данных соединений в
нефть крайне мала, так как применяются они для водных потоков в
большей степени. Однако, в случае применения данных ингибиторов
совместно с другими реагентами и в процессе поднятия флюида, возможно
превращение их в соединения (например, эфиры и алкиламиды),
растворимые в нефти, что в свою очередь приведет к опять же отравлению
катализаторов на вторичных процессах нефтепереработки.
1
Таким образом, следуя мировому опыту крупнейших нефтяных
компаний, самым логичным способом предотвращения негативных
последствий применения химических реагентов в нефтедобыче является
понимание и полная осведомленность о качестве поступающего
нефтесырья, при чем не по стандартному перечню показателей, а по
расширенному, предполагающему те показатели, которые обусловлены
1
Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических
реагентов для интенсификации добычи нефти: Справочник. - М.: Недра, 2017. – 384 с.
63
опытом негативных проявлений. Однако, анализировать постоянно нефтесырье
по расширенному перечню показателей может потребовать больших затрат
ресурсов и времени, в связи с этим потенциально возможен уже
применяемый метод сертификации реагентов, применяемых при добыче
нефти. Данный метод технического регулирования положительно
зарекомендовал себя, например, в процессе допуска реагентов и
определения их возможного воздействия на качество топлив для
реактивных двигателей, осуществляемого Всероссийским научно-
исследовательским институтом по переработке нефти. Нельзя не отметить, что
подобный процесс частично осуществляет также АО «Оренбургнефть»,
ограничиваясь при этом областями добычи и транспорта нефти, не
рассматривая потенциальный вред для переработки нефти.
3.2 Разработка направлений повышения эффективности организации
и планирования процесса транспортирования, хранения, сбыта нефти и
нефтепродуктов в организации
Так как организация транспортировки нефтепродуктов начинается со
сбора заявок от клиентов и считается законченным после составления
общего отчета, основным направлением повышения эффективности
организации и планирования процесса транспортирования, хранения, сбыта
нефти и нефтепродуктов в АО «Оренбургнефть» является перепроектирование
процесса формирования суточного задания на перемещение путем
разработки и внедрения автоматизированной информационной системы
оперативного учета.
Суточное задание на перемещение – документ необходимый для
полноценной и бесперебойной транспортировки нефтепродуктов.
На процесс формирования суточного задания на перемещение
затрачивается достаточно много времени и сил сотрудников предприятия,
выполняется большой объем ручной работы, а также не исключены ошибки в
виду человеческого фактора.
Данный процесс в настоящее время является не автоматизированным.
64
Автоматизация вышеописанного процесса при помощи разработки
информационной системы позволит сотрудникам формировать суточное
задание на перемещение напрямую, без сложных взаимодействий между
отделами.
1
Стоит отметить, что процесс формирования суточного задания
выполняется ежедневно, и его необходимость заключается в полноценной и
бесперебойной работе предприятия. Данный бизнес-процесс является:
− основополагающим процессом в работе Компании, так как на
основании его данных составляется суточное задание на переключение;
− одним из критериев, определяющих эффективность всей Компании,
поэтому быстрота и качество составления суточного задания на
перемещение являются важными аспектами рассматриваемого бизнес-
процесса.
Если при формировании суточного задания на перемещение будет
допущена ошибка, это может привести к непоправимым последствиям,
таким как:
− транспортировка не того вида нефтепродукта;
− транспортировка по закрытым магистралям;
− транспортировка ошибочной массы.
Если суточное задание на перемещение не будет сформировано вовсе, это
приведет к огромным экономическим потерям. Данный документ
составляется на уровне подразделения, а это означает, что потери понесут
все нефтеперекачивающие и насосные станции, входящие в него. Сумма
общих потерь может превысить миллионы рублей.
2
Такой исход не приемлем
для подразделения и Компании в целом.
Процесс организации транспортировки нефтепродуктов представлен на
мнемосхеме рисунка 9.
1
Алиева Е.В., Бочкова Е.Г., Васильев С.С. Автоматизация процесса транспортировки
нефтепродуктов // NovaInfo.Ru. - 2016. - Т. 2. - № 50. - С. 22-28.
2
Дозорцев В.М., Ицкович Э.Л., Кнеллер Д.В. Усовершенствованное управление
технологическими процессами (АРС): 10 лет в России // Автоматизация в
промышленности. - 2019. - № 1. - С. 12-19.
65
Рисунок 9 - Мнемосхема существующего процесса
Клиенты подают заявку на транспортировку нефтепродуктов. После
сбора и анализа заявок главный планировщик составляет и передает общую
заявку на месяц планировщику, который на ее основе составляет месячный
график планирования (МГП). Далее следует согласование МГП. После
согласования с генеральным директором, документ отправляется в отдел