СПОСОБ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОДУКЦИИ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ХЛАДАГЕНТА НЕСТАБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК B01D19/00 F25J3/06 

Изобретение относится к области газовой промышленности и является усовершенствованным способом промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей.

Транспорт деэтанизированного газового конденсата, получаемого на установках комплексной подготовки газа и конденсата, как правило, осуществляется трубопроводным транспортом. В случае пролегания трубопроводов в условиях вечной мерзлоты возникает требование к температуре перекачиваемого деэтанизированного газового конденсата, которое регламентируется максимальным значением 0°C. При превышении этого значения начинает происходить таяние грунтов, что приводит к интенсификации коррозионных процессов, а также подвижкам трубопровода вплоть до его выхода на поверхность грунта. В зимний период времени обеспечить отрицательную температуру деэтанизированного газового конденсата возможно путем охлаждения на аппаратах воздушного охлаждения. Летом для этого требуются другие источники холода.

Также в процессе деэтанизации нестабильного газового конденсата возникает проблема уноса с газами деэтанизации фракции C₃+. Поступая на прием компрессора, газы деэтанизации контактируют со стенками трубопроводов и охлаждаются. При этом происходит образование жидкой фазы, поступление которой на прием компрессора не допустимо. Для предотвращения последнего жидкая фаза сепарируется и направляется в колонну деэтанизации, тем самым, образуется балластный циркуляционный цикл, отнимающий у колонн деэтанизации объемы от проектной производительности.

В настоящее время известна установка для подготовки газа (Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. А.И. Гриценко, В.А. Истомин и др. - М.: Недра, 1999 г., стр.372-373), включающая сепараторы, теплообменник и трехфазный разделитель.

Известна также установка для подготовки газа (там же, стр.378-379), включающая входной сепаратор, рекуперативный теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступени и дегазатор.

Известна также установка подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей, которая включает входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступеней, дегазатор. Установка снабжена последовательно соединенными рекуперативным теплообменником, колонной деэтанизации конденсата, компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и рекуперативным газожидкостным теплообменником, вход рекуперативного теплообменника соединен с выходом конденсата из дегазатора, вход в верхнюю часть колонны деэтанизации соединен с выходом конденсата из дегазатора, выход рекуперативного газожидкостного теплообменника соединен с входом низкотемпературного сепаратора. Установка снабжена также блоком стабилизации деэтанизированного конденсата, блоком первичной переработки стабильного конденсата, блоком каталитической переработки бензиновой фракции, блоком сжижения осушенного газа, блоком каталитической переработки осушенного газа. Установка позволяет повысить качество отделения газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов (пропан+высшие) (RU 2182035 C1, опубликовано).

Наиболее близким к предложенному является способ промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата, который включает сепарацию газа с входной и низкотемпературной ступенью сепарации, фазовое разделение конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации, дегазацию конденсата и деэтанизацию конденсата в отпарной ректификационной колонне (RU 2243815 C1, опубликовано 10.01.2001). Весь конденсат входной ступени сепарации после предварительной дегазации и подогрева в рекуперативном теплообменнике подают в среднюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве питания, конденсат низкотемпературной ступени сепарации разделяют на два потока. Первый подают в верхнюю часть отпарной ректификационной колонны в качестве орошения, второй - в дегазатор. Регулировку технологического режима и состава продуктов деэтанизации в зависимости от выходов и составов конденсата входной и низкотемпературной ступеней сепарации осуществляют изменением объемов потоков. Деэтанизированный газовый конденсат охлаждают нестабильным газовым конденсатом первичной (входной) сепарации. Установка для реализации способа содержит входной сепаратор, теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители конденсата входной сепарации и низкотемпературной сепарации, дегазатор и ректификационную колонну деэтанизации.

Общим недостатком выше указанных установок является положительная температура деэтанизированного газового конденсата, поступающего в конденсатопровод, а также высокая степень уноса фракций C3+ с газами деэтанизации.

Технический результат предложенной группы изобретений заключается в обеспечении охлаждения деэтанизированного газового конденсата перед подачей в трубопровод внешнего транспорта до отрицательной температуры.

Технический результат достигается тем, что в способе промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей, включающем первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, отделение от нестабильного газового конденсата первичной сепарации и низкотемпературной сепарации водометанольного раствора и газов, нагрев газового конденсата первичной сепарации и подачу его на питание в колонну деэтанизации и подачу газового конденсата низкотемпературной сепарации в качестве орошения в колонну деэтанизации, деэтанизированный газовый конденсат после деэтанизации охлаждают нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, согласно изобретению деэтанизированный газовый конденсат после деэтанизации и охлаждения нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации.

Кроме того, для подачи в качестве орошения в колонну деэтанизации используют подготовленный нестабильный газовый конденсат низкотемпературной сепарации с температурой от -10 до +10°C.

Технический результат достигается также тем, что в установке для промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей, содержащей линию подачи пластовой смеси, первичный сепаратор, выход которого для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата с первым трехфазным разделителем, выветривателем и первым теплообменником, а выход первого трехфазного разделителя для газа соединен с входом низкотемпературного сепаратора, согласно изобретению выход первого теплообменника соединен последовательно трубопроводами для газового конденсата с первой буферной емкостью, вторым теплообменником и зоной питания колонны деэтанизации, выход низкотемпературного сепаратора для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата со вторым трехфазным разделителем, третьим и четвертым теплообменниками, второй буферной емкостью и зоной орошения колонны деэтанизации, а выход колонны деэтанизации для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами с охлаждающими пространствами второго и первого теплообменников, аппаратом воздушного охлаждения и охлаждающим пространством четвертого теплообменника.

Кроме того, выходы для газов выветривателя, первой и второй буферных емкостей и колонны деэтанизации соединены с входом компрессора, выход которого соединен через охлаждающее пространство третьего теплообменника с низкотемпературным сепаратором.

Кроме того, выход первичного сепаратора соединен с первым трехфазным разделителем через пробкоуловитель, установленный на входе первичного сепаратора.

Кроме того, выход первичного сепаратора для газа соединен с промежуточным сепаратором через охлаждающие теплообменники, межтрубное пространство которых соединено с выходом низкотемпературного сепаратора для осушенного газа.

Кроме того, выход промежуточного сепаратора для газового конденсата соединен с входом второго трехфазного разделителя, а выход промежуточного сепаратора для газа соединен с низкотемпературным сепаратором через эжектор, пассивное сопло которого соединено с выходом для газа второго трехфазного разделителя.

На чертеже представлена схема предложенной установки. На схеме обозначены трубопроводы для следующих продуктов: I - пластовая смесь, II - деэтанизированный газовый конденсат, III - осушенный газ, IV - водометанольный раствор на регенерацию, V - содесодержащий водометанольный раствор на утилизации.

Установка для промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей содержит линию 21 подачи пластовой смеси, соединенную через пробкоуловитель 1 с первичным сепаратором 2. Первичный сепаратор 2 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с внутренними сепарационными элементами в составе сепарационно-промывочной и фильтрующей секций. Выход в нижней части первичного сепаратора 2 для газового конденсата соединен с пробкоуловителем 1, выход которого для конденсата соединен с первым трехфазным разделителем 3. Выход разделителя 3 для газового конденсата соединен с выветривателем 4. Выход разделителя 3 для газа соединен с низкотемпературным сепаратором,6, выход которого для газового конденсата соединен со вторым трехфазным разделителем 7.

Выход в верхней части первичного сепаратора 2 для газа соединен через теплообменники 9 с промежуточным сепаратором 8, выход которого для газа через эжектор 10 соединен с низкотемпературным сепаратором 6, а выход для газового конденсата - со вторым трехфазным разделителем 7. Выход для газа второго трехфазного разделителя 7 соединен с пассивным соплом эжектора 10.

Выход выветривателя 4 для газового конденсата через первый кожухотрубчатый теплообменник 11 соединен с первой буферной емкостью 12, выход которой для газового конденсата через межтрубное пространство второго кожухотрубчатого теплообменника 13 соединен с зоной питания колонны 14 деэтанизации.

Выход для газового конденсата второго трехфазного разделителя 7 через трубы третьего кожухотрубчатого теплообменника 15 и межтрубное пространство четвертого кожухотрубчатого теплообменника 16 соединен со второй буферной емкостью 17, выход которого для газового конденсата соединен с зоной орошения колонны 14 деэтанизации и с выветривателем 4.

Выход колонны 14 деэтанизации для газового конденсата последовательно соединен с охлаждающими пространствами теплообменников: с трубами теплообменника 13, межтрубным пространством теплообменника 11, аппаратом 20 воздушного охлаждения и трубами теплообменника 16.

Выходы для газов выветривателя 4, первой и второй буферных емкостей 12 и 17 и колонны 14 деэтанизации соединены с входом компрессора 5, выход которого соединен через охлаждающее пространство третьего теплообменника 15 с низкотемпературным сепаратором 6.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Пластовая смесь поступает от ЗПА (здание переключающей арматуры) в пробкоуловитель 1. В пробкоуловителе 1 происходит грубое разделение пластовой смеси на газ и жидкость. Газ из пробкоуловителя 1 поступает в первичный сепаратор 2.

Конденсат из пробкоуловителя 1 направляется в первый трехфазный разделитель 3, где в режиме близком к ламинарному течению происходит дегазирование, а также расслоение отработанного водометанольного раствора (BMP) и газового конденсата. Отработанный солесодержащий BMP отводится с установки на утилизацию, а газовый конденсат с температурой порядка 20°C поступает в выветриватель 4.

После дополнительного разгазирования и отстоя остаточного BMP газовый конденсат из выветривателя 4 в качестве сырья поступает на установку подготовки конденсата (УПК). Газ из выветривателя 4 подается на прием компрессора 5, с нагнетания которого в смеси с газами деэтанизации направляется в низкотемпературный сепаратор 6.

Газ из первичного сепаратора 2 поступает в теплообменники 9 («газ-газ»), где охлаждается товарным осушенным газом и с температурой -5°C поступает в промежуточный сепаратор 8. Промежуточный сепаратор 8 предназначается для отделения газового конденсата, выделившегося в результате охлаждения.

После промежуточного сепаратора 8 сырой газ поступает в активное сопло эжектора 10, дросселируется до давления порядка 5,5-7,0 МПа и с температурой (минус) 30 ÷ (минус) 50°C направляется в низкотемпературный сепаратор 6.

В низкотемпературном сепараторе 6 происходит окончательная осушка товарного газа и отделение основного количества газового конденсата, который затем поступает во второй трехфазный разделитель 7. В разделителе 7 газовый конденсат расслаивается на углеводородную часть (собственно газовый конденсат) и BMP, который в свою очередь направляется на регенерацию.

Газовый конденсат из разделителя 7 направляется на УПК.

Газ из разделителя 7 отводится через пассивное сопло эжектора 10.

Осушенный газ из низкотемпературного сепаратора 6 направляется в теплообменники 9 «газ-газ», где охлаждает сырой газ, а затем после узла коммерческого учета направляется в систему магистральных газопроводов.

Нестабильный газовый конденсат (НТК) из выветривателя 4 подогревается в первом теплообменнике 11 и подается в перую буферную емкость 12. В результате повышения температуры в буферной емкости 12 от нестабильного газового конденсата отделяется остаточное количество солесодержащего водометанольного раствора, а также отдувается избыточное количество газов деэтанизации. Газы деэтанизации из буферной емкости 12 поступают на прием компрессора 5, с нагнетания которого направляются в низкотемпературный сепаратор б. Нестабильный газовый конденсат из буферной емкости 12 за счет перепада давления поступает во второй теплообменник 13, подогревается деэтанизированным газовым конденсатом до требуемой температуры и направляется в качестве питания в колонну 14 деэтанизации.

Газовый конденсат с температурой от (минус) 30 до (минус) 50°C из разделителя 7 частично поступает в третий теплообменник 15, где охлаждает газы деэтанизации с нагнетания компрессора 5, затем в четвертый теплообменник 16, где подогревается за счет утилизации тепла деэтанизированного газового конденсата, и направляется во вторую буферную емкость 17.

Назначение емкости 17 - отделение от нестабильного газового конденсата метана и этана до остаточного количества, позволяющего не перегружать верхнюю часть колонны 14 деэтанизации по газовой фазе. Кроме того, в буферной емкости 17 происходит отделение остаточного количества водометанольного раствора. Газы деэтанизации из емкости 17 направляются на прием компрессора 5.

Из буферной емкости 17, за счет перепада давления, нестабильный газовый конденсат с температурой (минус) 10 до (плюс) 10°C в объеме, необходимом для поддержания регламентируемой температуры верха колонны, направляется в колонну 14 деэтанизации в качестве орошения, балансовое количество отводится в выветриватель 4.

Колонна 14 деэтанизации представляет собой ректификационную колонну тарельчатого типа. Подвод тепла в колонну 14 деэтанизации предусматривается за счет циркуляции части деэтанизированного газового конденсата насосом 18 через огневой подогреватель 19.

Газы деэтанизации с верха колонны 14 деэтанизации направляются на прием компрессора 5.

Деэтанизированный газовый конденсат из кубовой части колонны 14 деэтанизациии поступает на охлаждение в теплообменники 13, 11, 16 и в аппарат 20 воздушного охлаждения и с температурой не выше 0°C направляется в узел коммерческого учета и далее в магистральный конденсатопровод.

Данная схема благодаря рациональному использованию низкой температуры нестабильного газового конденсата позволяет:

1. охладить деэтанизированный газовый конденсат перед подачей в трубопровод внешнего транспорта до отрицательной температуры;

2. снизить унос фракции C3+ с газами деэтанизации за счет понижения температуры верха колонны 14 деэтанизации до температуры от (плюс) 30 до (плюс) 5°C при использовании в качестве орошения нестабильного газового конденсата с температурой от (минус) 10 до (плюс) 10°C.

Изобретение относится к области газовой промышленности. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей включает первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, подачу газового конденсата в колонну деэтанизации, после чего деэтанизированный газовый конденсат охлаждают на первой ступени нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, а затем на второй ступени его охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации. Кроме того, для подачи в качестве орошения в колонну деэтанизации используют подготовленный нестабильный газовый конденсат низкотемпературной сепарации с температурой от -10 до +10°C. Установка содержит линию 24 подачи пластовой смеси, первичный сепаратор 2, выход которого для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата с первым трехфазным разделителем 3, выветривателем 4 и первым теплообменником 11, а выход первого трехфазного разделителя 3 для газа соединен с входом низкотемпературного сепаратора 6. Выход первого теплообменника 11 соединен последовательно трубопроводами для газового конденсата с первой буферной емкостью 12, вторым теплообменником 13 и зоной питания колонны 14 деэтанизации. Выход низкотемпературного сепаратора 6 для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата со вторым трехфазным разделителем 7, третьим и четвертым теплообменниками 15 и 16, второй буферной емкостью 17 и зоной орошения колонны 14 деэтанизации. Выход колонны 14 деэтанизации для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами с охлаждающими пространствами второго, первого и четвертого теплообменников 13, 11 и 16. Изобретение позволяет охладить деэтанизированный газовый конденсат перед подачей в трубопровод внешнего транспорта до отрицательной температуры; снизить унос фракции С3+ с газами деэтанизации за счет понижения температуры верха колонны 14 деэтанизации до температуры от (плюс) 30 до (плюс) 5°C при использовании в качестве орошения нестабильного газового конденсата с температурой от (минус) 10 до (плюс) 10°C. 2 н. и 5. з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей, включающий первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, отделение от нестабильного газового конденсата первичной сепарации и низкотемпературной сепарации водометанольного раствора и газов, нагрев газового конденсата первичной сепарации и подачу его на питание в колонну деэтанизации и подачу газового конденсата низкотемпературной сепарации в качестве орошения в колонну деэтанизации, деэтанизированный газовый конденсат после деэтанизации охлаждают нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, отличающийся тем, что деэтанизированный газовый конденсат после деэтанизации и охлаждения нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для подачи в качестве орошения в колонну деэтанизации используют подготовленный нестабильный газовый конденсат низкотемпературной сепарации с температурой от -10 до +10°C.

3. Установка для промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей, содержащая линию подачи пластовой смеси, первичный сепаратор, выход которого для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата с первым трехфазным разделителем, выветривателем и первым теплообменником, а выход первого трехфазного разделителя для газа соединен с входом низкотемпературного сепаратора, отличающаяся тем, что выход первого теплообменника соединен последовательно трубопроводами для газового конденсата с первой буферной емкостью, вторым теплообменником и зоной питания колонны деэтанизации, выход низкотемпературного сепаратора для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата со вторым трехфазным разделителем, третьим и четвертым теплообменниками, второй буферной емкостью и зоной орошения колонны деэтанизации, а выход колонны деэтанизации для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами с охлаждающими пространствами второго и первого теплообменников, аппаратом воздушного охлаждения и охлаждающего пространства четвертого теплообменника.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что выходы для газов выветривателя, первой и второй буферных емкостей и колонны деэтанизации соединены с входом компрессора, выход которого соединен через охлаждающее пространство третьего теплообменника с низкотемпературным сепаратором.

5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что выход первичного сепаратора соединен с первым трехфазным разделителем через пробкоуловитель, установленный на входе первичного сепаратора.

6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что выход первичного сепаратора для газа соединен с промежуточным сепаратором через охлаждающие теплообменники, межтрубное пространство которых соединено с выходом низкотемпературного сепаратора для осушенного газа.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что выход промежуточного сепаратора для газового конденсата соединен с входом второго трехфазного разделителя, а выход промежуточного сепаратора для газа соединен с низкотемпературным сепаратором через эжектор, пассивное сопло которого соединено с выходом для газа второго трехфазного разделителя.