Меню Рубрики

Установки для подготовки газа и газоконденсата

Сбор и подготовка природного газа и газоконденсата

Требования к промысловой подготовке

На промыслах.

Тема 4. Сбор и подготовка газа, газового конденсата и нефти

Добываемые из газовых месторождений природные газы содержат наряду с углеводородами азот, углекислоту, сероводород, гелий, аргон, пары воды, капельную, пресную и минерализованную воду, а также механические примеси.

Природный газ, поступающий в единую систему газоснабжения (ЕСГ), должен содержать не более 2 г сероводорода на 100м 3 газа (при стандартных условиях). Точка росы должна быть ниже температуры в газопроводе. Согласно ОСТ 51.40-93, природный газ надо осушать в зависимости от времени года, климатического пояса.

Район Точка росы, 0 С Время года
Север -20 -10 Зимний период Летний период

Товарные кондиции стабильного конденсата, используемого в качестве сырья на нефте- и газоперерабатывающих заводах, определяются ОСТ 51.65-80 »Конденсат газовый стабильный», введённым в действие 01.01.1982 года.

Для конденсата I группы в ОСТ установлены следующие показатели:

1) давление насыщенных паров с 1 апреля по 30 сентября – не более 66661 Па, с 1 октября по 31 марта – не более 93325 Па;

2) массовая доля воды – не более 0,1 %;

3) массовая доля мехпримесей – не более 0,005 %;

4) содержание хлористых солей – не более 10 мг/л;

5) массовая доля общей серы не нормируется

6) плотность при 20 0 С не нормируется

Несоблюдение требований к качеству продукции может привести к порче оборудования, авариям и т.д.

Выбор системы сбора зависит от запасов и состава газа, от формы залежи, размещения и продуктивности скважин, пластового давления и многих других факторов.

Линейная – на небольших вытянутых газовых месторождениях.

Лучевая — скважины (или куст скважин) подключаются к газосборному пункту по индивидуальному шлейфу.

Кольцевая — скважины подключены в общий кольцевой шлейф.

Групповая – продукция от скважин поступает по индивидуальным шлейфам на установки комплексной подготовки газа (УКПГ). Число УКПГ зависит от размеров залежи. Рассмотреть на примере ГМ Медвежье, ГКМ Уренгойское.

Рис. 4.1. Схема абсорбционной установки: 1- Абсорбер; 2- печь БОР; 3- насос ДЭГа; 4- насос конденсата.

Предусмотренные ОСТ кондиции природного газа могут быть получены различными способами. Задача состоит в том, чтобы намеченной цели достичь наименьшей затратой средств. Наиболее распространённые методами являются абсорбционный, адсорбционный, низкотемпературной сепарации (НТС).

Абсорбционный – основан на способности жидких абсорбентов поглощать из природного газа влагу. В качестве поглотителя используются трёхатомные спирты этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), а также масла, амины. Такие установки выгодны при осушке газа до точек росы, не превышающих –20 0 С.

Адсорбционный – используются твёрдые поглотители, например силикагель, активированный окиси алюминия (боксита) и цеолиты. Эти вещества гранулированы и имеют сильно развитую внутреннюю поверхность сообщающихся между собой пор. Влага адсорбируется в порах при низкой температуре и испаряется при подогреве. Такая установка работает циклически, поглотитель в ней неподвижен.

НТС – процесс осушки проходит за счёт резкого понижения температуры потока продукции либо с использованием штуцеров, когда хватает собственной энергии пласта, либо с подводом холода искусственным путём.

Установки искусственного холода (УИХ) предназначена для охлаждения продукции газоконденсатных скважин до заданной ОСТ температуры без затрат пластового давления. При охлаждении газоконденсатной смеси тяжёлые углеводороды и пары воды конденсируются, отделяются от паровой фазы в низкотемпературном сепараторе, стабилизируются до получения стабильного конденсата.

При отборе газа из газовой (газоконденсатной) залежи давление в процессе разработки непрерывно уменьшается. В определённый момент собственного давления становится недостаточно для подачи газа потребителю (магистральный газопровод МГ, ТЭЦ и т.д.) с заданным расходом, хотя остаточные запасы газа в залежи значительны. Начинается период компрессорной эксплуатации газовой залежи с помощью промысловых дожимных компрессорных станций (ДКС), предназначенных для следующих целей:

1) Сжатия газа до необходимого давления. При подаче газа в МГ это давление может изменяться от 3,7 до 10 МПа. В процессе транспортировки газа на химические комбинаты, ТЭЦ, на технологические нужды промышленных предприятий давление у потребителя изменяется от 0,5 до 1,7 МПа. При работе УКПГ давление обрабатываемого газа может достигать 8 МПа.

2) Увеличения газоотдачи пласта понижением давления на всём пути движения газа из пласта до приёмного коллектора ДКС и в самой залежи; практика показывает, что в бескомпрессорный период эксплуатации газовых месторождений можно отобрать 50 – 60 % начальных запасов газа, в комрессорный период эксплуатации – ещё 20 – 30 %.

Читайте также:  Установка круиз контроля камри v55 рестайлинг

3) Увеличения дебитов добывающих скважин уменьшением забойного давления и, следовательно, увеличением депрессии.

4) Улучшения технико – экономических показателей начального участка МГ большой протяжённости или МГ небольшой длины.

Для сжатия газа до заданного давления на промысловых ДКС можно использовать поршневые, центробежные и винтовые компрессоры.

При соответствующих условиях в газопроводах, шлейфах, аппаратах образуются гидраты. Это твёрдые, снегоподобные , кристаллические соединения газа с водой. Отложения их осложняют процесс добычи газа. При достаточно высоком давлении гидраты образуются при положительных температурах. Методы борьбы с образованием гидратов состоят в создании условий, при которых гидраты не образуются или, если они уже образовались, разлагаются. Для борьбы с гидратами применяют: снижение давления, повышение температуры, уменьшение парциального давления воды. Последнее достигается вводом в газ ингибиторов гидратообразования (метанол, ДЭГ, хлористый кальций) или удалением из газа части воды, т.е. его осушкой.

Для производства товаров из углеводородного сырья на промысле устанавливается различное оборудование, машины и приборы: каплеотбойники, сепараторы, теплообменники, конденсаторы, испарители, насосы и компрессоры, абсорберы или адсорберы, детандеры, секционные аппараты и т.д.

Основными наземными сооружениями на нефтяных и газовых промыслах являются стальные трубопроводы для транспортировки различных жидкостей и газов. По способу изготовления бывают сварные и цельнотянутые. Нефтепроводные трубы делаются безреьбовыми и соединяются при помощи сварки. Газовые соединяются на резьбе при помощи муфт. Фланцевое соединение применяется главным образом при монтаже узлов групповых сборных установок, при установке на трубопроводе запорной арматуры и т.д.

На газопроводах в пониженных местах трассы устанавливают конденсато- и водосборники, где скапливаются жидкие углеводороды и вода выпадающие из газа во время его движения. В качестве запорной арматуры на трубопроводах применяют задвижки, вентили, краны, обратные клапаны. Запорная арматура устанавливается в начале и в конце каждого трубопровода, в местах соединения их друг с другом, а также в отдельных точках трубопроводах большой протяжённости.

1) стальные – на высокое давление, чугунные – на низкое давление

2) параллельные – имеют параллельные плоскости затвора, клиновые – в качестве затвора клиновидные поверхности

3) с выдвижным шпинделем и с невыдвижным шпинделем.

Кран – запорное устройство, проходное сечение которого открывается и закрывается при повороте пробки вокруг своей оси.

Вентиль – запорный клапан насажен на шпиндель, при повороте которого клапан перемещается вдоль оси седла.

Для отключения трубопровода в случае изменения направления движения продукции в трубопроводе служат обратные клапаны. Открываются по ходу струи и закрываются при её обратном движении.

Регуляторы давления – предназначены для поддержания постоянного давления в трубопроводе.

Предохранительный клапан – для предохранения от разрыва аппаратов, сосудов, трубопроводов и т.д. Изготавливаются пружинные и рычажные.

Для механической очистки газа применяются сепараторы 4-х типов: гравитационные, инерционные, адгезионные, смешанные.

Гравитационные – основаны на принципе разделения потока веществ под действием силы тяжести.

Инерционные – используется различие инерции разделяемых веществ. Типичным представителем такого сепаратора является циклонный.

Адгезионные – основаны на способности жидких и смоченных твёрдых частиц прилипать к поверхности твёрдых тел.

Смешанные – в них используются все три типа принципа действия. Получили наибольшее распространение. Конструктивно выполняются горизонтальными, вертикальными, цилиндрическими и шаровыми.

Для осушки природного газа на промыслах применяются абсорберы или адсорберы, в зависимости от, выбранного для данных условий, метода осушки.

Абсорбер – вертикальный сосуд работающий под давлением, предназначенный для извлечения из газа воды, конденсата, H2S, СО2 путём орошения жидким осушителем (ЭГ, ДЭГ, ТЭГ) восходящего потока газа. Газ подводится в средней части аппарата, далее (в зависимости от конструкции) происходит орошение на контактных тарелках и осушенный газ отводится через верх, а насыщенный влагой осушитель поступает на регенерацию (процесс извлечения влаги из осушителя при более высокой температуре).

Адсорбер – вертикальный сосуд работающий под давлением, предназначенный для осушки и очистки природного газа с помощью твёрдых осушителей. В процессе осушки используется два аппарата. Размеры в 2-3 раза меньше абсорбера.

Разделители жидких смесей – предназначены для разделения конденсата, воды и т.д. за счёт действия силы тяжести по разности плотностей.

Читайте также:  Установка microsoft visual foxpro support library

Турбодетандер – расширительная машина, предназначенная для охлаждения газа за счёт снижения давления газа с совершением работы, т.е. при политропическом процессе; используется в установках НТС. Удельное (на 1Мпа снижения давления) понижение температуры равно 20-30 К.

Теплообменники — предназначены для охлаждения потока газоконденсатной смеси , поступающей из скважины на УКПГ, для снижения потерь давления с целью получения определённых температур сепарации газа. Наиболее широко применяются теплообменники, работающие по принципу «труба в трубе», и кожухотрубчатые.

4.3. Сбор и подготовка нефти.

Продукция нефтяных скважин представляет собой смесь, содержащую кроме нефти, нефтяной газ, воду, парафин, серу и другие примеси. Для получения товарной нефти эта смесь от скважины транспортируется к пунктам сбора, подготовки и далее – в товарные парки промыслов для учёта и распределения потребителям.

Система сбора и подготовки нефти включает комплекс промысловых технических средств и установок, соединённых трубопроводами.

В настоящее время проекты обустройства нефтяных промыслов разрабатывают на основе однотрубных напорных автоматизированных систем сбора, почти полностью исключающих потери нефти. Двух- и многотрубные системы используют лишь при раздельной транспортировке обводнённой и необводнённой нефти и газа от скважины. По характеру связи добывающих скважин с технологическими объектами различают индивидуальные схемы сбора, когда продукция каждой скважины направляется непосредственно в пункты подготовки, и групповые, когда продукция нескольких скважин поступает сначала на автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ), предназначенные для контроля дебита каждой скважины.

Отделение газа от жидкости осуществляется в трапах (сепараторах). По принципу действия бывают центробежные, гравитационные и комбинированные, по форме – сферические и цилиндрические (вертикальные), наклонные и горизонтальные.

Промышленностью выпускаются горизонтальные трапы, имеющие большую пропускную способность, чем вертикальные того же объёма. В нефтяных сепараторах из-за резкого уменьшения скорости движения смеси в трапе содержащийся в нём газ отделяется и по трубам, установленным в верхней части сепаратора, отводится в газовую линию, а в нижней части скапливается жидкость и отводится в нефтяную линию. Изготавливают два типа горизонтальных сепараторов: двухфазные НГС и УБС и трёхфазные сепарационные установки типа УПС, отделяющие и сбрасывающие также свободную воду.

Для более глубокой сепарации нефти нередко применяют многоступенчатую сепарацию, когда смесь проходит через два или три сепаратора. Операции по очистке нефти, газа и воды от различных примесей осуществляются на специальных установках по подготовке нефти (УПН), воды (УПВ) и газа (УПГ).

Дожимные насосные станции (ДНС) предназначены для осуществления первой ступени сепарации нефти от газа в целях дальнейшей раздельной транспортировке нефти с помощью центробежных насосов, а газа под давлением сепарации. Станция состоит из технологического, щитового канализационного блоков и свечи аварийного сброса газа. Технологический блок содержит сепаратор и два центробежных насоса (один резервный). В настоящее время выпускают ДНС блочного исполнения двух типов: 1) на базе сепарационных установок и блока насосной откачки (БН); на базе буферной ёмкости для сепарации нефти и блока насоса.

Кроме сепарации, процесс подготовки нефти включает операции по водоотделению, осушке, обессериванию, стабилизации и др. Грубая очистка нефти от свободной воды, мехпримесей и солей осуществляется в водоотделителях. Для разрушения водонефтяных эмульсий применяются следующие способы: термический, механический, химический, электрический и магнитный.

Запасы нефти на промыслах хранятся в резервуарах, объём которых может составлять от 100 до 50000м 3 . На промыслах наиболее распространены стальные цилиндрические вертикальные сварные резервуары. Монтируются на песчаных фундаментах с использованием листовой рулонной стали. Для доведения потерь лёгких фракций до минимума оборудуются плавающими крышами.

Тема 5. Задачи и методы исследования продуктивных пластов

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Установка комплексной подготовки газа

Установка комплексной подготовки газа (УКПГ) представляет собой комплекс технологического оборудования и вспомогательных систем, обеспе

Установка комплексной подготовки газа (УКПГ) — комплекс технологического оборудования и вспомогательных систем, обеспечивающих сбор и обработку природного газа и газового конденсата.

  • сухой газ месторождений,
  • сухой отбензиненный газ месторождений,
  • газовый конденсат.

Требования, предъявляемые к товарной продукции УКПГ, регламентируются отраслевыми (ОСТ) и государственными (ГОСТ) стандартами.
Для газа, подаваемого в магистральные газопроводы, главным показателем качества является точка росы (по влаге и углеводородам). Для холодной климатической зоны точка росы по влаге не должна превышать -20 °С, по углеводородам — не выше -10 °С. Помимо этого ОСТ регламентирует такие потребительские свойства газа, как теплота сгорания и допустимое содержание сернистых соединений.
Для газа, подаваемого местным потребителям для использования в промышленности и коммунальном хозяйстве, нормируются теплота сгорания и число Воббе, а также интенсивность запаха.
При использовании газа в качестве газомоторного топлива для автомобильного транспорта главным показателем качества является расчётное октановое число.
Газовый конденсат, производимый на УКПГ, делится на стабильный и нестабильный. Требования, предъявляемые к различным типам конденсата, варьируются.

Читайте также:  Установка интерактивной доски triumph board

Промысловая обработка газа на УКПГ состоит из следующих этапов:
— абсорбционная или адсорбционная сушка;
— низкотемпературная сепарация или абсорбция;
— масляная абсорбция.
На газовых месторождениях подготовка газа заключается в его осушке, поэтому там используются процессы абсорбции или адсорбции.
На газоконденсатных месторождениях осушка и выделение легкоконденсирующихся углеводородов осуществляются путём низкотемпературной сепарации, низкотемпературной абсорбции или низкотемпературной масляной абсорбции.

В состав УКПГ входят:
— блок предварительной очистки (сепарации);
Обеспечивает отделение от газа капельной влаги, жидких углеводородов и механических примесей. В состав блока входят сепараторы и фильтр-сепараторы.
— технологические установки очистки, осушки и охлаждения газа;
— дожимные компрессорные станции;
Обеспечивают рабочие параметры технологии промысловой обработки газа, поддерживают давление подачи газа в магистральный газопровод. Располагаются перед или после установок технологической подготовки газа. Для снижения температуры компримированного газа после дожимной станции устанавливаются аппараты воздушного охлаждения.
— вспомогательные системы производственного назначения (операторная, площадки с установками средств связи, электро-, тепло- и водоснабжения, электрохимической защиты, пожаротушения, резервуарный парк хранения диэтиленгликоля или триэтиленгликоля и т.д.).

Технология НТС.
Сырой газ под давлением поступает в газовый сепаратор, где происходит отделение капельной жидкости, образовавшегося конденсата и механических примесей, которые направляются в дренажную емкость.
Газ, освобожденный от капельной жидкости, поступает в теплообменник «газ-газ» для предварительного охлаждения газом, обратным потоком, поступающим с низкотемпературной сепарации.
Для предупреждения образования гидратов перед теплообменником в газ подается ингибитор гидратообразования (метанол, диэтиленгликоль).
Далее газ клапаном дросселируется, охлаждаясь при этом за счет эффекта Джоуля-Томсона.
Охлажденный газ поступает на 2 ю ступень сепарации в газовый сепаратор, где конденсат с насыщенным водой раствором ингибитора отделяется и направляется в разделитель.
Осушенный газ подогревается в теплообменнике сырым газом, поступающим на осушку, до температуры и направляется на коммерческий узел учета.

Недостатки:
— несовершенство термодинамического процесса 1-кратной конденсации, при этом степень извлечения из природного газа целевых компонентов при заданных температуре и давлении в концевом низкотемпературном сепараторе зависит только от состава исходной смеси;
— в процессе эксплуатации пластовое давление падает (при этом содержание углеводородного конденсата в пластовом газе уменьшается), так что «свободный перепад» давления на дросселе уменьшается (происходит «исчерпание» дроссель-эффекта) и, следовательно, повышается температура сепарации, – в результате не только удельное количество, но и степень извлечения целевых компонентов уменьшается;
— термодинамическое несовершенство дроссельного расширения газа как холодопроизводящего процесса по сравнению с турбодетандерным.

Адсорбционная осушка
Установка подготовки природного газа методом адсорбционной осушки (АО).

Перед поступлением в адсорберы из сырьевого газа в сепараторе отделяются механические примеси и капельная жидкость.
После сепаратора газ сверху вниз проходит через 1 из адсорберов.
Осушенный газ отводится в коллектор сухого газа.
2 й адсорбер при этом находится на стадии регенерации (нагрев, охлаждение или ожидание).

Газ регенерации отбирается из потока осушенного газа и компрессором подается в печь подогрева и с температурой +180-200 °С подается снизу вверх через адсорбер, в котором производится десорбция воды и тяжелых углеводородов.
Отработанный газ регенерации охлаждается в воздушном холодильнике и поступает в сепаратор, где из газа отделяются сконденсировавшиеся углеводороды и вода.
После сепаратора газ возвращается во входной сепаратор и повторно происходит весь цикл.

Преимущества АО газа:
— достигается низкая температура точки росы осушенного газа в широком диапазоне технологических параметров;
— компактность и низкие капитальные затраты для установок небольшой производительности;
— изменение давления и температуры не оказывает существенного влияния на качество осушки.
Недостатки:
— высокие капитальные вложения при строительстве установок большой производительности;
— возможность загрязнения адсорбента и связанная с этим необходимость его замены;
— большие потери давления в слое адсорбента;
— большой расход тепла.

источник