СПОСОБ СБОРА И УТИЛИЗАЦИИ НИЗКОНАПОРНОГО ГАЗА ПРИ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА С НИЗКИМ КОНДЕНСАТНЫМ ФАКТОРОМ Российский патент 2017 года по МПК E21B43/00 F04F5/54 F25J3/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации промысловых установок комплексной подготовки газа (УКПГ) и установок стабилизации газового конденсата на газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождениях, где осуществляются добыча и промысловая подготовка природного газа с низким конденсатным фактором, ориентировочная величина потенциального содержания углеводородов C_5+B в котором составляет 1…10 г/м³.

Уровень техники

Известен способ промысловой подготовки природного газа конденсатсодержащих залежей с помощью технологии низкотемпературной сепарации (далее - НТС), где предусмотрена утилизация низконапорного газа, образующегося при стабилизации газового конденсата с помощью одноступенчатого эжектора «газ-газ» (Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. - С. 379). Недостатком данного способа является то, что он реализуется только в случае применения в качестве устройства для получения холода эжектора «газ-газ» (либо другого газодинамического устройства, в котором реализуется эффект эжектирования), в то время как применение других устройств для получения холода, например турбодетандерных агрегатов, приводит к невозможности применения известного способа. Кроме того, утилизация низконапорного газа в этом случае возможна только лишь при частичной стабилизации газового конденсата без получения стабильного газового конденсата, отвечающего нормативным требованиям ГОСТ Р 54389-2011. Частичная стабилизация газового конденсата обычно практикуется на месторождениях, где осуществляется добыча и промысловая подготовка природного газа с высоким конденсатным фактором - величина потенциального содержания углеводородов C_5+B в котором составляет 80 г/м³ и выше. В этом случае частичная стабилизация газового конденсата осуществляется с целью обеспечения его однофазного транспорта до заводских установок, на которых осуществляются окончательная стабилизация газового конденсата и его переработка. При промысловой подготовке природного газа с низким конденсатным фактором извлеченный газовый конденсат из подготавливаемого газа вследствие его небольших объемов обычно подлежит полной стабилизации в промысловых условиях с целью получения стабильного газового конденсата, отвечающего нормативным требованиям ГОСТ Р 54389-2011. В этом случае образуется низконапорный газ с весьма низким давлением, которое может незначительно превышать атмосферное, что существенно затрудняет утилизацию такого газа с помощью известного способа. По этой причине с помощью данного способа также весьма затруднительна утилизация низконапорного газа, образующегося при дегазации водных растворов при низком давлении, которое может также незначительно превышать атмосферное.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является способ утилизации низконапорного газа (RU 2297520 С2), который включает улавливание низконапорного газа эжектором, через который прокачивают насосом рабочую жидкость под давлением в диапазоне 2,3…9,5 МПа. Смешивают рабочую жидкость с низконапорным газом. Содержание углеводородов в смешиваемых компонентах обеспечивают не менее 10% от объема этих компонентов. Повышают давление в проточной части эжектора и трубопроводе за этим эжектором. Обеспечивают сжатие низконапорного газа до давления в диапазоне 0,3…6,5 МПа. После эжектирования водогазовую смесь подают в сепаратор, где осуществляют отделение рабочей жидкости от газа. После сепаратора газ с требуемым для транспортировки давлением направляют в магистральный газопровод, а рабочую жидкость, потери которой восполняют, возвращают в эжектор. Недостатком ближайшего аналога является необходимость применения дополнительного насосного оборудования и системы подготовки рабочей жидкости. Кроме того, утилизируемый газ при данном способе может содержать в своем составе значительное количество тяжелых углеводородов, воды и других нежелательных компонентов, что может вызвать сложности при его транспортировке и дальнейшем применении в газоиспользующем оборудовании.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа утилизации низконапорного газа, который образуются в процессе промысловой подготовки природного газа с низким конденсатным фактором, что приводит к сокращению потерь углеводородов и снижению выбросов парниковых газов в окружающую среду.

Техническим результатом является снижение технологических потерь углеводородов в процессе их промысловой подготовки, а также улучшение экологических показателей производства.

Технический результат достигается за счет того, что низконапорный газ, который образуется при стабилизации газового конденсата и дегазации водных растворов собирается в низконапорный коллектор (емкость, группа емкостей или иные сосуды).

Принятый в расчетах компонентно-фракционный состав газа, поступающего на установку НТС:

Далее газ из низконапорного коллектора подается в качестве пассивного потока в эжектор «газ-газ». Активным потоком при этом является часть товарного газа, отбираемого на собственные нужды промысла. Выходной смешенный поток газа из эжектора с давлением, превышающим давление пассивного потока, поступает на собственные нужды в газоиспользующее оборудование промысла (котельные, электростанции, компрессорное оборудование и т.д.). Предусматривается также подпитка низконапорного коллектора газом, отбираемым на собственные нужды промысла с целью обеспечения стабильного потока утилизируемого низконапорного газа в случае необходимости. Несмотря на то, что низконапорный газ может содержать в своем составе значительное количество углеводородов C_2+B, паров воды и других нежелательных компонентов, что может отрицательно сказаться на обеспечении нормальной эксплуатации системы распределения газа собственных нужд и газоиспользующего оборудования, тем не менее, содержание данных компонентов в смешанном потоке газа, направляемого на собственные нужды, доводится до приемлемых значений за счет смешения низконапорного газа с преобладающем количеством товарного газа. В этом случае рекомендуемый объем низконапорного газа, поступающего в эжектор, должен составлять не более 20% от общего потребного объема газа на собственные нужды промысла. Соблюдение рекомендуемого объема низконапорного газа при полной его утилизации возможно только при промысловой подготовке природного газа с низким конденсатным фактором, поскольку при промысловой подготовке природного газа с высоким конденсатным фактором объем образующегося низконапорного газа гораздо выше и достигает обычно величин, не позволяющих осуществление его утилизации заявленным способом.

Описание чертежа

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен один из возможных вариантов реализации заявленного способа.

Осуществление изобретения

Один из возможных вариантов реализации способа сбора и утилизации низконапорного газа при промысловой подготовке природного газа с низким конденсатным фактором представлен начертеже. Представленные параметры технологических процессов были получены в результате расчета характерных технологических режимов работы установки НТС и установки стабилизации газового конденсата при промысловой подготовке природного газа апт-альбских залежей, потенциальное содержание углеводородов C_5+B в котором составляет 3,3 г/м³. Расчеты были выполнены с помощью программы «ГазКондНефть» (версия 2.3.1).

Газ со скважин поступает в установку НТС, где из газа извлекаются механические примеси, водо-метанольный раствор (BMP) низкой и высокой концентрации, а также газовый конденсат. BMP низкой концентрации сбрасывается в дегазатор Д-1 (1) и далее направляется в промышленные стоки. BMP высокой концентрации сбрасывается в дегазатор Д-2 (2) и далее направляется на рециркуляцию в установку НТС. Извлеченный газовый конденсат поступает в установку стабилизации газововго конденсата, где последовательно проходит через выветриватели со встроенными змеевиками В-1 и В-2, а также концевую сепарационную установку (КСУ) (5), в которых осуществляется ступенчатое снижение давления. В выветривателях В-1 (3) и В-2 (4) осуществляется нагрев газового конденсата теплофикационной водой, циркулирующей во встроенных змеевиках. В результате снижения давления и повышения температуры газовый конденсат стабилизируется с целью соответствия нормативным требованиям ГОСТ Р 54389-2011 и далее направляется в резервуарный парк в виде товарного стабильного газового конденсата.

Низконапорные газы из дегазаторов Д-1 и Д-2, выветривателей В-1 и В-2, а также из КСУ редуцируются до самого низкого рабочего давления среди данных аппаратов 0,1 МПа и совместно направляются в низконапорный коллектор НК-1 (6). Далее газ из низконапорного коллектора НК-1 поступает в узел редуцирования газа собственных нужд (УРГСН) в качестве пассивного потока эжектора «газ-газ» Э-1 (8). Активным потоком при этом является часть товарного газа, отбираемого на собственные нужды промысла, который перед эжектором Э-1 подогревается в теплообменнике Т-2 (7) «газ - теплофикационная вода» до 40°C с целью компенсации резкого снижения температуры в результате расширения в эжекторе Э-1. Выходной смешанный поток газа из эжектора Э-1 с давлением 0,3 МПа поступает в систему распределения газа собственных нужд для дальнейшей его подачи в газоиспользующее оборудование промысла. Часть товарного газа направляется на подпитку низконапорного коллектора НК-1 в случае необходимости.

Как видно из представленных данных на чертеже температура точки росы по углеводородам (ТТР_УВ) низконапорного газа, поступающего из низконапорного коллектора НК-1 на утилизацию, составляет 11,6°C (все представленные значения температур точек росы рассчитаны при давлении в системе распределения газа собственных нужд 0,3 МПа), что может вызвать осложнения вследствие конденсации тяжелых углеводородов при достаточно высоких положительных температурах в системе распределения газа собственных нужд и газоиспользующем оборудовании. Однако в результате смешения с преобладающим количеством части товарного газа в эжекторе Э-1, ТТР_УВ газа, поступающего в систему распределения газа собственных нужд, составляет уже отрицательное значение минус 6,6°C. Необходимо также отметить, что низшая теплота сгорания газа (Н), являющаяся одной из важнейших характеристик газа, при использовании его в качестве топлива в результате смешения газовых потоков в эжекторе Э-1 не претерпевает существенных изменений. В рассмотренном примере суммарный объем утилизируемого низконапорного газа составил около 11% от объема газа собственных нужд.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Способ сбора и утилизации низконапорных газов при промысловой подготовке природного газа включает поступление конденсатосодержащего газа на установку низкотемпературной сепарации (НТС) для дегазации. Водометанольный раствор низкой концентрации сбрасывается в первый дегазатор и далее в промышленные стоки. Водометанольный раствор высокой концентрации сбрасывается во второй дегазатор и далее на рециркуляцию в установку НТС. Нестабильный конденсат направляют в установку стабилизации конденсата (УСК), где он проходит первый выветриватель, второй выветриватель и концевую сепарационную установку (КСУ). Стабилизацию осуществляют путем ступенчатого снижения давления. В выветривателях осуществляется нагрев конденсата. Низконапорные газы из дегазаторов, выветривателей и КСУ редуцируются до самого низкого рабочего давления среди данных аппаратов и совместно направляются в низконапорный коллектор и далее в качестве пассивного потока в эжектор. В эжектор направляют товарный газ после установки НТС. Выходной поток эжектора поступает на собственные технологические нужды. Техническим результатом является снижение технологических потерь углеводородов, а также улучшение экологических показателей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сбора и утилизации низконапорных газов при промысловой подготовке природного газа, характеризующийся тем, что включает поступление конденсатосодержащего газа на установку низкотемпературной сепарации (НТС) для осуществления его первичной и низкотемпературной дегазации, при этом извлеченный водометанольный раствор низкой концентрации сбрасывается в первый дегазатор и далее направляется в промышленные стоки, водометанольный раствор высокой концентрации сбрасывается во второй дегазатор и далее направляется на рециркуляцию в установку НТС, а нестабильный конденсат направляют в установку стабилизации конденсата (УСК), где он последовательно проходит первый выветриватель, второй выветриватель и концевую сепарационную установку (КСУ), причем стабилизацию газового конденсата осуществляют путем ступенчатого снижения давления в указанных выветривателях и КСУ, в выветривателях осуществляется нагрев газового конденсата, низконапорные газы из дегазаторов, выветривателей, а также из КСУ редуцируются до самого низкого рабочего давления среди данных аппаратов и совместно направляются в низконапорный коллектор, после которого низконапорный газ поступает в качестве пассивного потока в эжектор, при этом в эжектор направляют товарный газ после прохождения установки НТС, отбираемый на собственные нужды, а выходной смешанный поток после эжектора поступает на собственные технологические нужды.

2. Способ сбора и утилизации низконапорных газов по п. 1, отличающийся тем, что товарный газ перед поступлением в эжектор предварительно нагревают.