Меню Рубрики

Установки для закачки попутного нефтяного газа

Закачка в пласт. Закачка попутного нефтяного газа в пласт.

Попутный нефтяной газ представляет собой продукт, получившийся в результате технологического процесса подготовки нефти для ее подачи в магистральный газопровод, который в обязательном порядке подлежит утилизации. Долгое время его считали отходом производства и просто сжигали на факеле. В связи с этим в атмосферу попадали огромные объемы вредных выбросов, таких как сажа и диоксид углерода, существенно загрязняющих окружающую среду. Лишь незначительная часть использовалась для энергетического обслуживания нефтедобывающих промыслов, хотя данный газ может в полной мере обеспечить собственные потребности месторождения в и теплоносителях. Это может быть:

  • выработка электроэнергии, в частности когенерация;
  • производство тепловой энергии;
  • подогрев нефти, используемой для привода компрессорного и насосного оборудования;
  • закачка в пласт для обеспечения повышенной нефтеотдачи;
  • передача газа на газоперерабатывающие заводы.

Последний пункт мог бы стать идеальным решением утилизации попутного нефтяного газа, если бы не удаленность газоперерабатывающих заводов от нефтяных месторождений. В большинстве случаев нецелесообразно прокладывать газовую магистраль для таких несущественных объемов продукта, ведь возникает необходимость в применении дорогостоящего компрессорного оборудования.

Особенности такого технологического процесса, как закачка в пласт

Закачка в пласт является методом, завоевавшим признание многих компаний, специализирующихся на процессах подготовки нефти и газа. Этому есть несколько причин:

  • Данный метод позволяет нефтедобывающим организациям существенно экономить свои материальные средства на строительстве газопровода от месторождения до близлежащего газоперерабатывающего завода. В ряде случаев это расстояние исчисляется сотнями километров;
  • Значительное увеличение коэффициента полезного действия систем поддержания пластовых давлений.

Единственной проблемой для реализации данного технологического процесса является необходимость в техническом согласовании с геологическими службами, ведь наряду с газом в пласт подается и вода. Это может привести к сдвижению пластовых пород и к изменению геологических данных месторождения, таких как технологическое схемное решение разработки и т. п. Этот момент необходимо учитывать в обязательном порядке, ведь перед проектировщиком стоит несколько задач. Это не только локальная утилизация попутного нефтяного газа, но и общая разработка месторождения.

Системы поддержания пластовых давлений

В процессе добычи и подготовки нефти существенную роль играют мероприятия, направленные на поддержание пластовых давлений. Исследованиями доказано, что данные процедуры способны в значительной мере повысить нефтеотдачу. В большинстве случаев в данном технологическом процессе используются сточные и подземные воды. Но здесь возникает ряд существенных проблем:

  • разбухание глинистых частиц пласта при попадании сточных вод, что приводит к значительному снижению проницаемости пласта;
  • подземные воды зачастую содержат кислород, вызывающий кавитационные срывы насосного оборудования и эрозию их проточных частей;
  • наличие кислорода приводит к размножению сульфатовосстанавливающих бактерий, способствующих пластовым накоплениям сероводорода, который также негативно влияет на показатели надежности оборудования, вызывая значительный коррозионный износ проточных частей;
  • попадание в трубопроводную обвязку песка, приводящее к механическому износу деталей.

Закачка в пласт попутного нефтяного газа является оптимальным решением для многих нефтяных месторождений, позволяя избежать всех этих неприятных моментов. Единственным условием является соответствующая подготовка попутного нефтяного газа.

Уникальные методики от компании «Грасис»

Научно-производственная компания «Грасис» специализируется на проектировании и производстве оборудования, используемого как для получения и подготовки, так и для разделения газовых сред, а также заключает ЕРСМ контракты. В своей работе мы используем не только широко распространенные методики, но и собственные инновационные разработки. К одной из таких передовых технологий можно отнести мембрану CarboPEEK.

С ее помощью можно подготовить газ для его закачки в пласт, то есть:

  • очистить от сероводорода и меркаптанов;
  • осушить;
  • удалить кислород и т. п.

    Свойства подготовленного к закачке газа регламентируются соответствующими нормами.
    К тому же при ее использовании не наблюдается существенной потери давления, тем самым исключается использование дополнительного компримирующего оборудования, отличающегося существенной стоимостью.

    Комплекс работ от компании «Грасис»

    «Грасис» берет на себя весь комплекс работ подготовки газа для его закачки. Это:

    • разработка проектной, а также рабочей документации;
    • подготовка схемного технологического решения;
    • строительные работы непосредственно на месторождении;
    • изготовление, а также поставка необходимого оборудования;
    • монтажные, а также пусконаладочные работы в процессе сдачи установки в эксплуатацию.

    Наши установки «под ключ» сооружаются на отдельно стоящей площадке. Они оснащены всеми необходимыми инженерными коммуникациями, технологической трубопроводной обвязкой, системой управления КИПиА.

    Обратившись к нам, вы избавите себя от массы проблем и головной боли. Мы возьмем на себя все этапы этих работ, согласовывая их с вами. Качество работ и поставляемого оборудования гарантируется всеми необходимыми сертификатами и разрешениями на данный вид деятельности, выданными нашей компании регулирующими российскими органами. Согласно требованиям заказчика мы можем изготовить свою продукцию по любым международным стандартам, в том числе и ASME. В этом уже успели убедиться крупнейшие отечественные представители и газодобывающей промышленности.

    Читайте также:  Установка регулирующего клапана на радиатор

    источник

    Под напором

    Технология обратной закачки газа в нефтяной пласт

    Обратная закачка газа — один из способов поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях, который пока не слишком широко используется в России. Между тем при всех возможных сложностях этот способ позволяет решить сразу две задачи: обеспечить рациональную утилизацию попутного нефтяного газа непосредственно на месторождении и поддержать уровень добычи нефти. Первый проект по закачке газа в пласт «Газпром нефть» уже реализует на Новопортовском месторождении. На очереди еще два проекта — Мессояха и Отдаленная группа месторождений

    Движение нефти к скважине в нефтяном пласту происходит благодаря разнице давлений в пласту и непосредственно в скважине. Поддержанием пластового давления (ППД) называется процесс естественного или искусственного сохранения этой разницы. Традиционный способ ППД — закачка в пласт воды, так называемое заводнение. Однако роль рабочего агента может выполнять и газ — его закачка в газовую шапку месторождения позволяет сохранять давление в нефтяном пласте, уменьшающееся по мере истощения залежи (см. рис.). Если газовая шапка у месторождения отсутствует, то возможно ее искусственное формирование в верхней части продуктивного горизонта.

    Решение о выборе этой технологии ППД принимается с учетом геологических и экономических факторов. Так, например, обратная закачка газа может быть оправданной при разработке месторождений с высоким газовым фактором, где вместе с нефтью неизбежно добывается большое количество попутного нефтяного газа (ПНГ). В случае отсутствия инфраструктуры для транспортировки газа с месторождения закачка в пласт может стать одним из немногих эффективных рациональных способов утилизации ПНГ. Убедительным решением закачка газа выглядит и в случаях, когда на месторождении нет доступных источников воды для традиционного заводнения.

    Перед обратной закачкой попутный нефтяной газ сепарируется из сырой нефти, осушается, компримируется и уже в таком виде нагнетается в газовую шапку.

    Опыт Нового Порта

    Проект по закачке газа в газовую шапку Новопортовского месторождения стал для «Газпром нефти» первым опытом применения этой технологии. Решение было обусловлено высоким газовым фактором на этом активе, а также его значительной удаленностью от центров переработки и потребления газа. На месторождении построена компрессорная станция (КС) с установкой комплексной подготовки газа (УКПГ) (см. врез из статьи «Газ Ямала»), а также 10 горизонтальных газонагнетательных скважин на двух кустовых площадках.

    Пробная закачка началась в конце октября 2017 года. Сейчас компрессорная станция позволяет прокачивать около 10 млн м 3 газа в сутки. Планируется, что на проектную мощность — млн м 3 газа в сутки — КС с УКПГ выйдет в конце 2018 года.

    В портфеле проектов «Газпром нефти» достаточно много нефтяных оторочек — месторождений, представляющих собой тонкий нефтяной пласт с большой газовой шапкой. При разработке таких месторождений добыча больших объемов ПНГ неизбежна. Это означает, что технология ППД с обратной закачкой газа в пласт будет востребована.

    Уже сегодня опыт закачки газа в Новом Порту тиражируется на другие активы «Газпром нефти». Первый из них — Мессояха. Так как геологические особенности Восточно-Мессояхского месторождения не позволяют произвести здесь закачку больших объемов газа, он будет транспортироваться на соседнее Западно-Мессояхское месторождение, где полномасштабная добыча нефти еще не началась. Проект предполагает строительство компрессорной станции мощностью 1,5 млрд кубометров газа в год на Восточной Мессояхе, две кустовые площадки с девятью скважинами для закачки ПНГ в пласт на Западной Мессояхе, а также межпромысловый газопровод протяженностью 54 км, который свяжет оба лицензионных участка. В апреле 2018 проект получил положительное заключение Главгосэкспертизы России. Предполагается, что он будет реализован к концу 2020 года.

    Обратная закачка направлена на обеспечение полезного использования попутного нефтяного газа и поддержание пластового давления в газовой шапке. Такое решение позволяет снизить темпы падения добычи нефти на Новопортовском месторождении и сохранить ресурс газа, который может быть использован для добычи после выработки нефтяной оторочки.

    Для оценки эффективности ППД на месторождении была сформирована опорная сеть пьезометрических скважин Пьезометрическая скважина — скважина, предназначенная для постоянного наблюдения за изменением пластового давления в газовой, нефтяной залежи или водоносном горизонте. , при помощи которой происходит ежедневный мониторинг влияния закачки на изменение пластового давления в газовой шапке и нефтяной оторочке. Полученные результаты измерений в течение первых 6 месяцев подтвердили прогнозную эффективность выбранного решения. Полученная приемистость скважин показывает, что запланированный в проекте газонагнетательный фонд позволит нам обеспечить полезное использование попутного нефтяного газа в течение всего периода разработки месторождения.

    Читайте также:  Установка лактации по времени

    Еще один проект по обратной закачке ПНГ в газовую шапку месторождения осуществляется на одном из новых крупных проектов «Газпром нефти» — Отдаленной группе месторождений (ОГМ), включающей Чатылькинское, Западно-Чатылькинское, Воргенское, Холмистое, Южно-Удмуртское и Равнинное месторождения в Красноселькупском и Пуровском районах ЯНАО. Согласно утвержденной концепции, попутный нефтяной газ будет закачиваться в основную залежь Чатылькинского месторождения с целью увеличения нефтеотдачи. Полный срок реализации газовой части проекта — 6 лет, однако закачку газа можно будет начинать уже через три года, с введением в эксплуатацию ее первой очереди.

    источник

    Переработка попутного нефтяного газа (ПНГ)

    Прежде всего, давайте выясним, что понимают под термином «попутный нефтяной газ» или ПНГ. Чем он отличается от традиционных добываемых углеводородов и какими особенностями обладает.

    Уже из самого названия видно, что ПНГ имеет непосредственное отношение к добыче нефти. Это смесь газов, либо растворенная в самой нефти, либо находящаяся в так называемых «шапках» углеводородных месторождений.

    Состав

    В попутном нефтяном газе, в отличие от традиционного природного, помимо метана и этана, содержится существенное количество более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутан и так далее.

    Анализ 13 различных месторождений показал, что процентный состав ПНГ имеет следующий вид:

    • метан: 66.85-92.37%,
    • этан: 1.76-14.04%,
    • пропан: 0.77-12.06%,
    • изобутан: 0.02-2.65%,
    • н-бутан: 0.02-5.37%,
    • пентан: 0.00-1.77%,
    • гексан и выше: 0.00-0,74%,
    • двуокись углерода: 0.10-2.77%,
    • азот: 0.50-2.00%.

    В одной тонне нефти, в зависимости от расположения конкретного нефтеносного месторождения, содержится от одного до несколько тысяч кубометров попутного газа.

    Получение

    ПНГ является побочным продуктом нефтяной добычи. При вскрытии очередного пласта первым делом начинается фонтанирование расположенного в «шапке» попутного газа. Он обычно является более «легким» по сравнению с растворенным непосредственно в нефти. Таким образом, на первых порах процент метана, содержащегося в ПНГ, довольно высок. Со временем при дальнейшем освоении месторождения его доля сокращается, зато увеличивается процент содержания тяжелых углеводородов.

    Способы утилизации и переработки попутных газов

    Известно, что ПНГ обладает высокой теплотворной способностью, уровень которой находится в диапазоне 9-15 тысяч Ккал/м 3 . Таким образом, он может эффективно использоваться в энергетике, а большой процент тяжелых углеводородов делает газ ценным сырьем в химической промышленности. В частности, из ПНГ можно изготавливать пластмассы, каучук, высокооктановые топливные присадки, ароматические углеводороды и так далее. Однако успешному использованию в экономике попутного нефтяного газа мешают два фактора. Во-первых, это нестабильность его состава и наличие большого количества примесей, а во-вторых, необходимость существенных затрат на его «осушку». Дело в том, что нефтяные газы обладают уровнем влагосодержания, равным 100%.

    Сжигание ПНГ

    Из-за сложностей переработки долгое время основным способом утилизации нефтяного газа являлось его банальное сжигание на месте добычи. Этот варварский метод приводит не только к безвозвратной потере ценного углеводородного сырья и к растрачиванию впустую энергии горючих компонентов, но и к серьезным последствиям для окружающей среды. Это и тепловое загрязнение, и выброс огромного количества пыли и сажи, и заражение атмосферы токсичными веществами. Если в других странах существуют огромные штрафы за такой способ утилизации нефтяного газа, делая его экономически невыгодным, то в России дела обстоят намного хуже. В отдаленных месторождениях при себестоимости добычи ПНГ 200-250 руб./тыс. м 3 и стоимости транспортировки до 400 руб./тыс. м 3 продать его можно максимум за 500 руб., что делает нерентабельным любой способ переработки.

    Закачка ПНГ в пласт

    Поскольку попутный газ добывается в непосредственной близости от месторождения нефти, его можно использовать в качестве инструмента для повышения уровня отдачи пласта. Для этого осуществляется закачка ПНГ и различных рабочих жидкостей в пласт. По результатам практических измерений оказалось, что дополнительная добыча с каждого участка составляет 5-10 тысяч тонн в год. Такой способ утилизации газа все же предпочтительнее по сравнению со сжиганием. Кроме того, имеются современные разработки по увеличению его эффективности.

    Фракционная переработка попутного нефтяного газа (ПНГ)

    Внедрение данной технологии позволяет достигать повышения рентабельности и эффективности производства. Товарными продуктами, получаемыми в результате переработки углеводородного сырья, являются: газовый бензин, стабильный конденсат, пропан-бутановая фракция, ароматические углеводороды и многое другое. В целях оптимизации затрат перерабатывающие заводы в основном строятся на крупных газовых и нефтяных месторождениях, а на малых месторождениях благодаря достижениям научно-технического прогресса используется блочное компактное оборудование по переработке сырья.

    Очистка ПНГ

    Переработка ПНГ начинается с его очистки. Очистка от механических примесей, двуокиси углерода и сероводорода проводится для улучшения качества продукта. Сначала ПНГ охлаждается, при этом все примеси конденсируются в башнях, циклонах, электрофильтрах, пенных и прочих аппаратах. Затем проходит процесс осушки, при котором влага поглощается твердыми или жидкими веществами. Данный процесс считается обязательным, так как излишнее количество влаги значительно увеличивает расходы на транспортировку и затрудняет использование конечного продукта.

    Читайте также:  Установка плагинов на все торренты тв

    Рассмотрим самые распространенные сегодня методы очистки ПНГ.

    • Сепарационные методы. Это самые простые технологии, применяемые исключительно для выделения конденсата после компримирования и охлаждения газа. Методы могут быть использованы в любых условиях и отличаются низким уровнем отходов
    • Однако качество получаемого ПНГ, особенно при низких давлениях, невысокое. Углекислый газ и сернистые соединения не удаляются.
    • Газодинамические методы. Основаны на процессах преобразования потенциальной энергии высоконапорной газовой смеси в звуковые и сверхзвуковые течения. Используемое оборудование отличается низкой стоимостью и простотой эксплуатации. При низких давлениях эффективность методов невысока, сернистые соединения и CO2 также не удаляются.
    • Сорбционные методы. Позволяют осуществлять осушку газа как по воде, так и по углеводородам. Кроме того, возможно удаление небольших концентраций сероводорода. С другой стороны, сорбционные методы очистки плохо адаптируются к полевым условиям, а потери газа составляют до 30%.
    • Гликолевая осушка. Используется в качестве самого эффективного способа удаления влаги из газа. Данный метод востребован в качестве дополнения к другим способам очистки, поскольку ничего кроме воды он не удаляет. Потери газа составляют менее 3%.
    • Обессеривание. Еще один узкоспециализированный набор методов, направленный на удаление из ПНГ сернистых соединений
    • Для этого используются технологии аминовой отмывки, щелочной очистки, процесс «Серокс» и так далее. Недостатком является 100% влажность ПНГ на выходе.
    • Мембранная технология. Это самый эффективный метод очистки ПНГ. Его принцип основан на различной скорости прохождения отдельных элементов газовой смеси через мембрану. На выходе получаются два потока, один из которых обогащен легкопроникающими компонентами, а другой — труднопроникающими. Раньше селективных и прочностных характеристик традиционных мембран было недостаточно для очистки ПНГ. Однако сегодня на рынке появились новые половолоконные мембраны, способные работать с газами, имеющими высокую концентрацию тяжелых углеводородов и сернистых соединений. Специалисты НПК «Грасис» в течение нескольких лет проводили испытания на различных объектах и пришли к выводу, что данная технология на базе новой мембраны способна существенно снизить затраты на очистку ПНГ. Соответственно, имеет серьезные перспективы на рынке.

    Анализ ПНГ

    Рентабельна ли фракционная утилизация попутного нефтяного газа, можно выяснить после того, как будет проведен тщательный анализ на предприятии. Современное оборудование и инновационные технологии открывают для данного метода новые просторы и безграничные возможности. Переработка ПНГ позволяет получить «сухой» газ, который по своему составу близок к природному и может быть использован на промышленных или коммунально-бытовых предприятиях.

    Проведенные исследования подтвердили, что прекращение сжигания попутного нефтяного газа приведет к тому, что с помощью современного оборудования для переработки можно будет получить дополнительного около 20 млн. кубометров сухого газа в год.

    Использование ПНГ при эксплуатации малых энергетических объектов

    Еще одним очевидным способом утилизации такого газа является использование его в качестве топлива для электростанций. Эффективность ПНГ в таком случае может достигать 80% и выше. Разумеется, для этого энергоблоки должны быть расположены максимально близко к месторождению. Сегодня на рынке представлено огромное количество турбинных и поршневых установок, способных работать на ПНГ. Дополнительным бонусом является возможность использовать выхлопной газ для организации системы теплоснабжения объектов месторождения. Кроме того, его можно закачивать в пласт для повышений нефтеотдачи. Следует отметить, что данный метод утилизации ПНГ уже сегодня широко применяется в России. В частности, нефтегазовые компании строят газотурбинные электростанции на своих отдаленных месторождениях, что позволяет вырабатывать более миллиарда киловатт-часов электроэнергии в год.

    Технология «Gas-to-liquids» (химическая переработка ПНГ в топливо)

    Во всем мире данная технология развивается стремительными темпами. К сожалению, ее внедрение в России существенно осложняется. Дело в том, что подобный метод рентабелен только в жарких либо умеренных широтах, а у нас добыча газа и нефти осуществляется в основном в северных регионах, в частности, в Якутии. Для адаптации технологии под наши климатические особенности требуется серьезная исследовательская работа.

    Криогенная переработка ПНГ в сжиженный газ

    Еще одна технология, использующая метод сжижения на базе замкнутого однопоточного холодильного цикла. Самые рентабельные из существующих на сегодня установок позволяют осуществлять переработку до 3 миллиардов м 3 сырья в год. Наиболее эффективным применение подобных установок будет на распределительных станциях. При этом их производительность будет напрямую зависеть от диапазона перепада давлений на входе и выходе станции.

    источник