СПОСОБ ГРУППОВОГО ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО СБОРА ГАЗА Российский патент 2023 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к сбору и обработке природного газа, и может применяться в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газовых и газоконденсатных месторождений.

Известен способ групповой децентрализованной схемы сбора газа (А.И. Гриценко, В.А. Истомин, А.Н. Кульков, Р.С. Сулейманов. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М: ОАО «Издательство Недра», 1999 - стр. 81), включающий подачу продукции скважин газовых и газоконденсатных промыслов на установки комплексной подготовки газа, подготовку газа, подачу газа в трубопроводы сбора газа и далее в магистральный трубопровод.

Недостатком данного способа является смешение перед подачей газа в магистральный трубопровод товарного газа газовых (сеноманские залежи) установок комплексной подготовки газа с малым содержанием этана с товарным газом газоконденсатных (валанжинские залежи) установок комплексной подготовки газа со средним содержанием этана и с товарным газом газоконденсатных (ачимовские залежи) установок комплексной подготовки газа с высоким содержанием этана. Это приводит к увеличению объема этансодержащего газа и снижению в нем массовой доли этана по сравнению с товарным газом газоконденсатных установок комплексной подготовки газа, что требует при переработке газа дополнительных газоперерабатывающих мощностей и увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты. Кроме этого невозможно обеспечить подачу требуемого объема сырья для объектов газопереработки в заданный магистральный трубопровод из-за изменения количества добываемого пластового флюида.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению является способ групповой децентрализованной схемы сбора газа (А.Ю. Корякин. Разработка ресурсосберегающих технологий подготовки и межпромыслового транспорта скважинной продукции ачимовских промыслов Уренгойского месторождения: специальность 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Корякин Александр Юрьевич; РГУ им. Губкина. - Москва, 2020. - 161 с.), включающий подачу газа с установок подготовки газа по трубопроводам для окончательной подготовки на первые установки комплексной подготовки газа, после которых подготовленный газ подают по трубопроводам в первый трубопровод сбора газа, подачу подготовленного газа, находящегося в первом трубопроводе сбора газа, по трубопроводам на одну и другую головные компрессорные станции, после которых подают в магистральные трубопроводы, подачу этансодержащего газа со средним содержанием этана со вторых установок комплексной подготовки газа, по трубопроводам во второй трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с одних дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ со средним содержанием этана, находящийся во втором трубопроводе сбора газа, подачу этансодержащего газа с высоким содержанием этана с третьих установок комплексной подготовки газа, по трубопроводам в третий трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с других дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ с высоким содержанием этана, находящийся в третьем трубопроводе сбора газа, подачу на одну головную компрессорную станцию смесевого этансодержащего газа, находящегося в третьем трубопроводе сбора газа, разделение этансодержащего газа со средним содержанием этана, находящегося во втором трубопроводе сбора газа, на два потока и этансодержащий газ с одной и другой головных компрессорных станций транспортируют в магистральные трубопроводы.

В вышеуказанном способе за счет предотвращения смешения товарных газов газовых и газоконденсатных промыслов не происходит снижения массовой доли этана в этансодержащем газе, сокращаются при переработке газа газоперерабатывающие мощности и уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты. Также недостатком данного способа является невозможность обеспечить подачу требуемого объема сырья для объектов газопереработки в заданный магистральный трубопровод и далее на объекты газопереработки из-за влияния давления перед головными компрессорными станциями на распределение объемов этансодержащего газа, поступающего из второго трубопровода сбора газа на головные компрессорные станции.

Технический результат заключается в повышении эффективности группового децентрализованного сбора газа за счет обеспечения подачи заданного объема этансодержащего газа на головную компрессорную станцию, с которой осуществляется транспортировка этансодержащего газа по магистральным трубопроводам на объекты газопереработки с использованием всего объема этансодержащего товарного газа залежей с высоким содержанием этана для оптимизации мощностей газопереработки.

Поставленный технический результат достигается тем, что Способ группового децентрализованного сбора газа включает подачу газа с установок подготовки газа по трубопроводам для окончательной подготовки на первые установки комплексной подготовки газа, после которых подготовленный газ подают по трубопроводам в первый трубопровод сбора газа, подачу подготовленного газа, находящегося в первом трубопроводе сбора газа, по трубопроводам на одну и другую головные компрессорные станции, после которых подготовленный подают в магистральные трубопроводы, подачу этансодержащего газа со средним содержанием этана со вторых установок комплексной подготовки газа, по трубопроводам во второй трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с одних дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ со средним содержанием этана, находящийся во втором трубопроводе сбора газа, подачу этансодержащего газа с высоким содержанием этана с третьих установок комплексной подготовки газа по трубопроводам в третий трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с других дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ с высоким содержанием этана, находящийся в третьем трубопроводе сбора газа, подачу на одну головную компрессорную станцию смесевого этансодержащего газа, находящегося в третьем трубопроводе сбора газа, разделение этансодержащего газа со средним содержанием этана, находящегося во втором трубопроводе сбора газа, на два потока и этансодержащий газ с одной и другой головных компрессорных станций транспортируют в магистральные трубопроводы, в отличие от прототипа, один поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из второго трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство в третий трубопровод сбора газа перед одной головной компрессорной станцией, обеспечивая параметры давления во втором трубопроводе сбора газа перед редуцирующим устройством выше, чем в третьем трубопроводе сбора газа после редуцирующего устройства, с последующей подачей его на одну головную компрессорную станцию, а второй поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из второго трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство на другую головную компрессорную станцию, обеспечивая параметры давления в трубопроводе перед редуцирующим устройством выше, чем в трубопроводе после редуцирующего устройства, с последующей подачей его на другую головную компрессорную станцию.

На фиг. 1 изображена схема Способа группового децентрализованного сбора газа, на фиг. 2 изображен график с изменением объема этансодержащего газа, поступающего на первую головную компрессорную станцию при различных перепадах давления на редуцирующем устройстве.

Для осуществления Способа группового децентрализованного сбора газа представлена схема, на которой использованы следующие элементы:

1 - установки подготовки газа (далее УПГ);

2 - трубопровод;

3 - трубопровод;

4 - первые установки комплексной подготовки газа (далее УКПГ);

5 - трубопровод;

6 - первый трубопровод сбора газа;

7 - трубопровод;

8 - одна головная компрессорная станция (ГКС);

9 - другая головная компрессорная станция (ГКС);

10 - магистральный трубопровод;

11 - вторая установка комплексной подготовки этансодержащего газа со средним содержанием этана (УКПГ-В);

12 - трубопровод;

13 - второй трубопровод сбора газа;

14 - трубопровод подачи этансодержащего газа с одних дополнительных месторождений;

15 - третья установка комплексной подготовки газа с высоким содержанием этана (УКПГ-А);

16 - трубопровод;

17 - третий трубопровод сбора газа;

18 - трубопровод подачи этансодержащего газа с других дополнительных месторождений;

19 - редуцирующее устройство;

20 - редуцирующее устройство;

21 - трубопровод;

22 - трубопровод;

23 - магистральный трубопровод;

24 - трубопровод;

25 - магистральный трубопровод.

Способ группового децентрализованного сбора газа осуществляют следующим образом.

Осуществляют подачу газа с УПГ 1 газовых залежей по трубопроводам 2 и 3 для окончательной подготовки газа на первые УКПГ 4 газовых заданных залежей с целью подготовки газа к транспорту, при этом в УПГ 1 осуществляют первичную сепарацию, первичную подготовку газа абсорбционной осушкой и компримирование газа, а в первых УКПГ 4 осуществляют подготовку газа абсорбционной осушкой и компримирование газа собственных залежей и с УПГ 1.

С первых УКПГ 4 подготовленный газ подают - транспортируют по трубопроводам 5 в первый трубопровод сбора газа 6, из которого по трубопроводам 7 подают на одну 8, например, первую, и другую 9, например, вторую, ГКС. С одной ГКС 8 и другой ГКС 9 газ подают - транспортируют по магистральным трубопроводам 10 по заданным направлениям транспортировки, при этом в одной ГКС 8 и другой ГКС 9 осуществляют компримирование газа.

Осуществляют подачу этансодержащего газа со средним содержанием этана заданных залежей со вторых УКПГ-В 11 по трубопроводам 12 во второй трубопровод сбора газа 13, при этом этансодержащий газ имеет массовую долю этана в переделах 8-9%. Во вторых УКПГ-В 11 осуществляют низкотемпературную сепарацию и компримирование газа.

Осуществляют ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с одних дополнительных месторождений по трубопроводу 14 в этансодержащий газ со средним содержанием этана, находящийся во втором трубопроводе сбора газа 13, а именно, в подготовленный газ из вторых УКПГ-В 11, транспортируемый вторым трубопроводом сбора газа 13, обеспечивая получение смеси этансодержащего газа с массовой долей этана в переделах 8-9%.

Осуществляют подачу этансодержащего газа с высоким содержанием этана заданных залежей с третьих УКПГ-А 15 по трубопроводам 16 в третий трубопровод сбора газа 17, при этом этансодержащий газ имеет массовую долю этана в переделах 11-12%. В третьих УКПГ-А 15 осуществляют низкотемпературную сепарацию газа.

Осуществляют ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с других дополнительных месторождений по трубопроводу 18 в этансодержащий газ с высоким содержанием этана, находящийся в третьем трубопроводе сбора газа 17, а именно, в подготовленный газ из третьих УКПГ-А 15, транспортируемый третьим трубопроводом сбора газа 17, получив смесевой этансодержащий газ с массовой долей этана в переделах 9-12%.

Перед подачей газа в заданную ГКС (одну 8 и/или другую 9) поток этансодержащего газа со средним содержанием этана, транспортируемый во втором трубопроводе сбора газа 13, разделяют на два потока. Это осуществляется за счет поддержания давлений перед редуцирующими устройствами в виде клапанов-регуляторов 19 и 20 выше, чем перед ГКС 8, 9 и на уровне, при котором обеспечивается подача газа в заданном объеме в трубопровод 21, например, согласно техническому заданию, и далее в трубопровод 17, а остаточный объем этансодержащего газа со средним содержанием этана направляют в трубопроводы 22 и далее трубопровод 24.

Введение этансодержащего газа со средним содержанием этана в этансодержащий газ с высоким содержанием этана осуществляют за счет обеспечения более высокого давления во втором трубопроводе сбора газа 13 по сравнению с трубопроводами 24 и третьим трубопроводом сбора газа 17. По первому варианту, когда давление газа перед другой ГКС 9 выше, чем перед одной ГКС 8 более чем на 0,3 МПа это достигается путем поддержания давления перед редуцирующим устройством 19 в трубопроводе 22 выше, чем в трубопроводе 24 на 0,1 МПа. При этом давление в трубопроводе 13 перед редуцирующим устройством 20 поддерживается примерно равным давлению газа в трубопроводе 24. А после редуцирующего устройства 20 давление газа в трубопроводе 21 поддерживается на 0,1 МПа выше, чем в трубопроводе 17. По второму варианту, когда давление газа перед другой ГКС 9 ниже, чем перед одной ГКС 8 или равно, а также не превышает его более чем на 0,3 МПа это достигается путем поддержания давления во втором трубопроводе сбора газа 13 перед редуцирующим устройством 19 на 0,2-0,3 МПа выше, чем в трубопроводе 17 перед одной ГКС 8. При этом давление во втором трубопроводе сбора газа 13 перед редуцирующим устройством 20 поддерживают выше на 0,1-0,2 МПа, чем в третьем трубопроводе сбора газа 17 перед одной ГКС 8.

Регулирование параметров давления осуществляют посредством соответствующего редуцирующего устройства.

Из третьего трубопровода сбора газа 17 смесевой поток этансодержащего газа с заданным содержанием этана в требуемом объеме направляется на одну ГКС 8. После ГКС 8 смесевой этансодержащий газ подают в магистральный трубопровод 23 для транспортировки на объекты газопереработки.

Из второго трубопровода сбора газа 14 поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из трубопровода 24 подают на другую ГКС 9.

Способ группового децентрализованного сбора газа позволяет обеспечить оптимальную загрузку объектов газопереработки из этана за счет обеспечения заданного объема этансодержащего газа и использования всего объема этансодержащего товарного газа залежей с высоким содержанием этана при избыточном объеме смесевого этансодержащего газа, увеличивая выход продуктов газопереработки из этана, повышая концентрацию этана в этансодержащем газе, поступающем на одну заданную, например, первую, головную компрессорную станцию, и как следствие, сокращение объема газа, транспортируемого на объекты газопереработки, и, соответственно, сокращение мощности трубопроводов магистральных трубопроводов и газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций.

Пример

В настоящее время в районе поселка Усть-Луги (Россия, Ленинградская область) осуществляется строительство комплекса по переработке этансодержащего газа, сырьем для которого станет товарный газ, получаемый при подготовке продукции скважин ачимовских и валанжинских залежей месторождений Большого Уренгоя (https://baltlng.ru/kpg). Комплекс будет ежегодно перерабатывать 45 млрд м³ газа с получением до 3,8 млн тонн этановой фракции.

По прототипу:

Этансодержащий газ со вторых УКПГ-В 11 с массовой долей этана 8,2% по трубопроводам 12 в объеме 14,5 млрд м³/год направляют во второй трубопровод сбора газа 13. Этансодержащий газ с третьих УКПГ-А 15 с массовой долей этана 11,4% по трубопроводам 16 в объеме 35,2 млрд м³/год направляют в третий трубопровод сбора газа 17. Вводят по трубопроводу 18 также в третий трубопровод сбора газа 17 этансодержащий газ с других дополнительных месторождений с массовой долей этана 8,2% в объеме 2,8 млрд м³/год. Второй трубопровод сбора газа 13 подключен к третьему трубопроводу сбора газа 17, который соединен с одной ГКС-1 8. Также второй трубопровод сбора газа 13 соединен с другой ГКС-3 9 с помощью трубопровода 24.

По технологической модели системы трубопроводов сбора газа Уренгойского комплекса проведены расчеты распределения этансодержащего газа между одной ГКС-1 8 и другой ГКС-3 9 при входном давлении на ГКС-3 4,7 МПа и при изменении входного давления на ГКС-1 от 4,6 до 5,2 МПа с шагом 0,1 МПа. На фиг. 2 показано изменение подачи этансодержащего газа на ГКС-1 и 3 при различных входных давлениях этансодержащего газа перед ГКС-1. Как видно, обеспечение заданного расхода этансодержащего газа 45 млрд м³/год обеспечивается при давлении 4,66 МПа. Выше указанного давления подача этансодержащего газа была меньше необходимого объема 45 млрд м³/год, а ниже больше необходимого. В реальных условиях происходит постоянное изменение входных давлений перед ГКС и заданный расход обеспечить невозможно.

По заявленному техническому решению:

Этансодержащий газ со вторых УКПГ 11 с массовой долей этана 8,2% по трубопроводам 12 в объеме 14,5 млрд м³/год направляют во второй трубопровод сбора газа 13. Этансодержащий газ с третьих УКПГ 15 с массовой долей этана 11,4% по трубопроводам 16 в объеме 35,2 млрд м³/год направляют в третий трубопровод сбора газа 17. Вводят по трубопроводу 18 также в третий трубопровод сбора газа 17 этансодержащий газ с других дополнительных месторождений с массовой долей этана 8,2% в объеме 2,8 млрд м³/год. Между вторым трубопроводом сбора газа 13 и трубопроводом 17 установлено редуцирующее устройство 20, из которого газ по трубопроводу 21 поступает в трубопровод 17 и далее на ГКС-1. Также между вторым трубопроводом сбора газа 13 и трубопроводом 24 установлен трубопровод 22, с помощью которого газ подается в редуцирующее устройство 19 и далее в трубопровод 24 для подачи на ГКС-3 9. С помощью редуцирующих устройств 19 и 20 обеспечивают давление этансодержащего газа в трубопроводе 13 выше, чем в трубопроводе 17.

При подаче 6,9 млрд м³/год этансодержащего газа из второго трубопровода сбора газа 13 в третий трубопровод сбора газа 17, по которому транспортируется 38,1 млрд м³/год этансодержащего газа на ГКС-1 8 будет транспортироваться заданный годовой объем газа - 45 млрд м³. При этом на ГКС-9 будет подано 7,6 млрд м³/год этансодержащего газа.

Заявленное техническое решение позволяет повысить эффективность группового децентрализованного сбора газа за счет обеспечения заданного объема этансодержащего газа для объектов газопереработки при различных давлениях на входе в одну и другую головные компрессорные станции.

Изобретение относится к газовой промышленности и может применяться в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газовых и газоконденсатных месторождений. В заявляемом способе один поток этансодержащего газа из трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство в трубопровод сбора газа перед одной головной компрессорной станцией, обеспечивая параметры давления во втором трубопроводе сбора газа перед редуцирующим устройством выше, чем в трубопроводе сбора газа после редуцирующего устройства с последующей подачей его на одну головную компрессорную станцию. Второй поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из второго трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство на другую головную компрессорную станцию, обеспечивая параметры давления в трубопроводе перед редуцирующим устройством выше, чем в трубопроводе после редуцирующего устройства, с последующей подачей его на другую головную компрессорную станцию. Способ позволяет обеспечить заданный объем этансодержащего газа для объектов газопереработки при различных давлениях на входе в одну и другую головные компрессорные станции. 2 ил., 1 пр.

Способ группового децентрализованного сбора газа, включающий подачу газа с установок подготовки газа по трубопроводам для окончательной подготовки на первые установки комплексной подготовки газа, после которых подготовленный газ подают по трубопроводам в первый трубопровод сбора газа, подачу подготовленного газа, находящегося в первом трубопроводе сбора газа, по трубопроводам на одну и другую головные компрессорные станции, после которых его подают в магистральные трубопроводы, подачу этансодержащего газа со средним содержанием этана со вторых установок комплексной подготовки газа, по трубопроводам во второй трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с одних дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ со средним содержанием этана, находящийся во втором трубопроводе сбора газа, подачу этансодержащего газа с высоким содержанием этана с третьих установок комплексной подготовки газа по трубопроводам в третий трубопровод сбора газа, ввод этансодержащего газа со средним содержанием этана с других дополнительных месторождений по трубопроводу в этансодержащий газ с высоким содержанием этана, находящийся в третьем трубопроводе сбора газа, подачу на одну головную компрессорную станцию смесевого этансодержащего газа, находящегося в третьем трубопроводе сбора газа, разделение этансодержащего газа со средним содержанием этана, находящегося во втором трубопроводе сбора газа, на два потока, и этансодержащий газ с одной и другой головных компрессорных станций транспортируют в магистральные трубопроводы, отличающийся тем, что один поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из второго трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство в третий трубопровод сбора газа перед одной головной компрессорной станцией, обеспечивая параметры давления во втором трубопроводе сбора газа перед редуцирующим устройством выше, чем в третьем трубопроводе сбора газа после редуцирующего устройства с последующей подачей его на одну головную компрессорную станцию, а второй поток этансодержащего газа со средним содержанием этана из второго трубопровода сбора газа вводят через редуцирующее устройство на другую головную компрессорную станцию, обеспечивая параметры давления в трубопроводе перед редуцирующим устройством выше, чем в трубопроводе после редуцирующего устройства, с последующей подачей его на другую головную компрессорную станцию.