При добыче нефти во время ее выкачки из скважины и перевозки в общее хранилище давление нефти постепенно падает и из нее выделяется газ. Чем больше снижается давление, тем больше образуется газа, его объем может в десятки раз превосходить объем жидкости. В связи с этим при низком давлении хранение газа и жидкости вместе невозможно, поэтому их сбор и хранение происходит отдельно.
Отделение газа от нефти называется процессом сепарации, который происходит на специально предназначенном для этого аппарате — газосепараторе.
Сейчас во всех системах сбора нефти и газа установлены газосепараторы, находящиеся на групповых замерных установках, центральных пунктах сбора и дожимных насосных станциях.
На замерных станциях газ отделяют от нефти только для того, чтобы раздельно замерять дебит скважины по нефти и газу, сразу после измерения их снова смешивают и отправляют в общий отстойник. Процесс разделения нефти и газа происходит в разных местах, а каждое такое место называется ступень сепаратизации. Несколько ступеней сепаратизации нужны для постепенного отвода газа в процессе снижения давления. Такая многоступенчатая сепаратизация применяется в устье скважин.
Процесс отделения газа от нефти происходит в несколько этапов: в сепараторе высокого давления сразу после подъема нефти из скважины, где отходит большая часть газа и в сепараторе низкого и среднего давления, где отделяется остальная часть газа.
Сепарация бывает:
— гравитационная сепарация происходит под влиянием силы тяжести и из-за разности в плотности нефти и газа. Такие сепараторы называют гравитационными;
— инерционная сепарация осуществляется с помощью инерции на резких поворотах потока нефти и газа. На этом принципе работают гидроциклонные сепараторы;
— пленочная сепарация происходит на основе явления селективного смачивания жидкости на поверхности металла. Сепараторы, работающие на принципе пленочной сепарации, называются жалюзийными.
Чаще всего на нефтяных скважинах используются горизонтальные сепараторы, так как они имеют большую производительность, лучшее качество сепарации и наиболее просты в обслуживании.
Сейчас производятся двухфазные сепараторы типа НГС и УБС, трехфазные сепараторы типа УПС, это наиболее часто используемые установки на нефтяных месторождениях. Они относятся к технологическому оборудованию центральных пунктов сбора нефти, газа и воды.
Иногда в устье скважины может быть недостаточно энергии для прокачки нефти в пункт сбора, тогда применяются дожимные насосные станции, работающие с помощью насосной откачки.