СПОСОБ БЕЗОТХОДНОЙ ПОДГОТОВКИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК C10G5/06 C10L3/10 F25J3/08 E21B43/34 B01D3/14 

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений (сырого газа).

Известен способ подготовки газа (A.M. Чуракаев. Низкотемпературная ректификация нефтяного газа. - М.: «Недра», 1989, с. 6), включающий компримирование, адсорбционную осушку и очистку газа с использованием части осушенного газа для регенерации адсорбента, низкотемпературную сепарацию газа путем рекуперативного охлаждения и сепарации с получением газа и конденсата, которые подают в колонну деметанизации, первый - после расширения в детандере, второй - после дросселирования и дегазации, продукт низа колонны нагревают в рекуперативных теплообменниках и подают в колонну деэтанизации, с низа которой выводят ШФЛУ, а верха отбирают газ, который нагревают в рекуперативных теплообменниках, смешивают с нагретой в рекуперативных теплообменниках смесью продукта верха колонны деметанизации и газа дегазации, компримируют и выводят в качестве товарного газа.

Недостатками известного способа, затрудняющими его использование в промысловых условиях, являются сложность, большое количество оборудования, применение огневого нагрева и пропанового охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ низкотемпературной сепарации газа (RU 2543867, опубл. 10.03.2015 г., МПК B01D 3/14, B01D 3/28), включающий трехступенчатую сепарацию сырого газа с получением на первой ступени конденсата и газа, сепарацию которого на второй ступени осуществляют в условиях дефлегмации за счет охлаждения газом и конденсатом третьей ступени, с получением конденсата и газа, который редуцируют совместно с газом дегазации и сепарируют на третьей ступени с получением газа, который нагревают и выводят в качестве товарного, и конденсата, который нагревают и дегазируют совместно с конденсатами первой и второй ступени с получением нестабильного конденсата и газа дегазации.

Недостатком данного способа является низкая степень извлечения углеводородов C₃₊ из-за высокого содержания в газе тяжелых компонентов газа и потери легких компонентов с конденсатом, которые в условиях промысла безвозвратно теряются при сжигании газов дегазации конденсата.

Задача изобретения - повышение степени извлечения углеводородов C₃₊ и исключение потерь легких компонентов газа.

Техническим результатом является повышение степени извлечения углеводородов C₃₊ за счет двухстадийной стабилизации конденсата и исключение потерь легких компонентов за счет смешения перед сепарацией: газа первой ступени - с первым, а газа второй ступени - со вторым газом стабилизации. Предложено два варианта осуществления способа.

Указанный технический результат в способе по первому варианту достигается тем, что в известном способе, включающем трехступенчатую сепарацию сырого газа с получением на каждой ступени газа и конденсата, с дефлегмацией газа на второй ступени за счет охлаждения газом третьей ступени, который затем выводят в качестве товарного газа, особенностью является то, что газ первой ступени перед сепарацией редуцируют и смешивают с первым газом стабилизации, конденсат первой ступени редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом второй ступени с получением первого газа стабилизации и остатка, газ второй ступени перед сепарацией смешивают со вторым газом стабилизации, а конденсат третьей ступени стабилизируют совместно с редуцированным остатком стабилизации с получением второго газа стабилизации и товарного конденсата.

Способ по второму варианту отличается тем, что конденсат первой ступени редуцируют и стабилизируют, а конденсат третьей ступени стабилизируют совместно с редуцированными конденсатом второй ступени и остатком стабилизации.

Для повышения выхода товарного конденсата целесообразно газ первой ступени предварительно охлаждать, а конденсат первой ступени предварительно нагревать. Для снижения нагрузки на стадию стабилизации конденсата второй ступени целесообразно его предварительно стабилизировать, например, за счет нагрева. При подготовке влажного газа целесообразно или подавать ингибитор гидратообразования, например метанол, в точки, определяемые расчетом, или осушать газ первой ступени и первый газ стабилизации (или конденсат первой ступени), например, путем адсорбции.

Стабилизацию осуществляют, например, путем фракционирования в колонне с охлаждаемой верхней и нагреваемой нижней частью. Оптимальные термобарические условия стабилизации рассчитывают в зависимости от состава и характеристики сырого газа.

Двухступенчатая стабилизация конденсатов позволяет повысить качество товарного конденсата за счет снижения содержания легких компонентов, а смешение первого и второго газов стабилизации с газами первой и второй ступени, соответственно, позволяет исключить потери легких компонентов газа.

Согласно первому варианту предлагаемого способа (фиг. 1) сырой газ 1 сепарируют на первой ступени 2 на газ 3, водный конденсат 4, который выводят, и углеводородный конденсат 5, который редуцируют с помощью устройства 6 и стабилизируют в колонне 7 совместно с конденсатом второй ступени 8 с получением первого газа стабилизации 9 и остатка 10. Газ первой ступени 3 редуцируют с помощью устройства 11 и в смеси с первым газом стабилизации 9 сепарируют на второй ступени в дефлегматоре 12 путем охлаждения в условиях дефлегмации с получением конденсата 8 и газа 13, который редуцируют с помощью устройства 14, смешивают со вторым газом стабилизации 15 и сепарируют на третьей ступени в сепараторе 16 с получением конденсата 17 и газа, который нагревают в дефлегматоре 12 и выводят в качестве товарного газа 18. Остаток стабилизации 10 редуцируют с помощью устройства 19 и совместно с конденсатом третьей ступени 17 стабилизируют в колонне 20 с получением товарного конденсата 21 и второго газа стабилизации 15. При необходимости газ первой ступени 3 охлаждают в теплообменнике 22, а конденсат первой ступени нагревают в теплообменнике 23, кроме того, низ дефлегматора 12 может подогреваться теплоносителем 24 (показано пунктиром). Для предотвращения гидратообразования в точки, определяемые расчетом, может или подаваться ингибитор гидратообразования, или осуществляться осушка газа первой ступени 3, газа сепарации 9 или конденсата 5 (не показано).

Во втором варианте (фиг. 2) в колонне 7 стабилизируют редуцированный конденсат первой ступени 5, а в колонне 20 - конденсат третьей ступени 17 совместно с редуцированным остатком стабилизации 10 и редуцированным с помощью устройства 25 конденсатом второй ступени 8.

Пример 1 (вариант 1). Сырой газ состава, % об.: углекислый газ 0,2; азот 0,7; метан 82,9; этан 4,9; пропан 3,4; бутаны 2,6; пентаны 1,7; C₆₊ - остальное, в количестве 20,8 тыс. Нм³/ч при температуре 26,8°C и давлении 12,0 МПа сепарируют на первой ступени с получением 6,5 т/ч конденсата и 18,3 тыс. Нм³/ч газа, который редуцируют до 3,6 МПа, смешивают с 1,2 тыс. Нм³/ч первого газа стабилизации и сепарируют на второй ступени в условиях дефлегмации и с получением 2,2 т/ч конденсата и 18,6 тыс. Нм³/ч газа второй ступени, который редуцируют до 1,6 МПа, смешивают с 0,5 тыс. Нм³/ч второго газа стабилизации и сепарируют на третьей ступени с получением 1,0 т/ч конденсата и 18,4 тыс. Нм³/ч газа, который после нагрева и сжатия выводят в качестве товарного газа по СТО Газпром 089-2010. Конденсаты первой и второй ступени совместно стабилизируют с получением первого газа стабилизации и 7,6 т/ч остатка, который редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом третьей ступени с получением второго газа стабилизации и 8,2 т/ч широкой фракции легких углеводородов марки "В" по ТУ 38.101524-93. Степень извлечения углеводородов C₃₊ составила 95,1%.

Пример 2 (вариант 2). В условиях примера 1 18,3 тыс. Нм³/ч газа входной сепарации при 3,6 МПа смешивают с 1,1 тыс. Нм³/ч первого газа стабилизации и сепарируют на второй ступени в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы с получением 2,1 т/ч конденсата и 18,5 тыс. Нм³/ч газа второй ступени, который редуцируют до 1,6 МПа, смешивают с 0,5 тыс. Нм³/ч второго газа стабилизации и сепарируют на третьей ступени с получением 1,0 т/ч конденсата и 18,4 тыс. Нм³/ч газа, который после нагрева и сжатия выводят в качестве товарного газа по СТО Газпром 089-2010. Конденсат первой ступени стабилизируют с получением первого газа стабилизации и 5,5 т/ч остатка, который редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатами второй и третьей ступени с получением второго газа стабилизации и 8,2 т/ч широкой фракции легких углеводородов марки "B" по ТУ 38.101524-93. Степень извлечения углеводородов C₃₊ составила 95,1%.

В условиях примера 1 способ по прототипу не может быть реализован из-за сверхкритических условий на стадии промежуточной сепарации, а при его осуществлении при давлении на стадии промежуточной сепарации 3,6 МПа степень извлечения углеводородов C₃₊ составила 92,3%, а потери легких компонентов газа с конденсатом - 1190 кг/ч.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить степень извлечения углеводородов C₃₊, исключить потери легких компонентов и может быть использовано в промышленности.

Группа изобретений относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использована в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений. Согласно первому варианту предложенного способа сырой газ сепарируют на первой ступени с получением газа, водного и углеводородного конденсатов, последний редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом второй ступени с получением первого газа стабилизации и остатка. Газ первой ступени редуцируют и в смеси с первым газом стабилизации сепарируют на второй ступени путем охлаждения в условиях дефлегмации с получением конденсата и газа, который редуцируют, смешивают со вторым газом стабилизации и сепарируют на третьей ступени с получением конденсата и газа, который нагревают и выводят в качестве товарного. Остаток стабилизации редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом третьей ступени с получением товарного конденсата и второго газа стабилизации. Согласно второму варианту предложенного способа углеводородный конденсат первой ступени редуцируют и стабилизируют, а остаток стабилизации редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом третьей ступени и редуцированным конденсатом второй ступени. Техническим результатом является повышение степени извлечения углеводородов C₃₊ и исключение потерь легких компонентов газа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 ил.

1. Способ безотходной подготовки скважинной продукции, включающий трехступенчатую сепарацию сырого газа с получением на каждой ступени газа и конденсата, с дефлегмацией газа на второй ступени за счет охлаждения газом третьей ступени, который затем выводят в качестве товарного газа, отличающийся тем, что газ первой ступени перед сепарацией редуцируют и смешивают с первым газом стабилизации, конденсат первой ступени редуцируют и стабилизируют совместно с конденсатом второй ступени с получением первого газа стабилизации и остатка, газ второй ступени перед сепарацией смешивают со вторым газом стабилизации, а конденсат третьей ступени стабилизируют совместно с редуцированным остатком стабилизации с получением второго газа стабилизации и товарного конденсата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ первой ступени предварительно охлаждают.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конденсат первой ступени предварительно нагревают.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конденсат второй ступени дополнительно стабилизируют.

5. Способ безотходной подготовки скважинной продукции, включающий трехступенчатую сепарацию сырого газа с получением на каждой ступени газа и конденсата, с дефлегмацией газа на второй ступени за счет охлаждения газом третьей ступени, который затем выводят в качестве товарного газа, отличающийся тем, что газ первой ступени перед сепарацией редуцируют и смешивают с первым газом стабилизации, конденсат первой ступени редуцируют и стабилизируют с получением первого газа стабилизации и остатка, газ второй ступени перед сепарацией смешивают со вторым газом стабилизации, а конденсат третьей ступени стабилизируют совместно с редуцированными конденсатом второй ступени и остатком стабилизации с получением второго газа стабилизации и товарного конденсата.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что газ первой ступени предварительно охлаждают.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что конденсат первой ступени предварительно нагревают.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что конденсат второй ступени дополнительно стабилизируют.