УДК 62

Повышение эффективности работы УКПГ при снижении входного давления

Сайфуллин Ринат Ильфатович – магистрант Уфимского государственного нефтяного технического университета

Исламов Марсель Касимович – кандидат технических наук, доцент Уфимского государственного нефтяного технического университета

Аннотация: При разработке газовых и газоконденсатных месторождений неминуемо происходит снижение пластового давления. При подготовке газа на УКПГ методом низкотемпературной сепарации это ведет к ухудшению качества подготовки газа и уменьшению извлечения жидких углеводородов. Для уменьшения негативного влияния от падения входного давления можно улучшать режим работы УКПГ как дорогостоящими реконструкциями, так и относительно недорогостоящими методами.

Ключевые слова: установка комплексной подготовки газа (УКПГ), низкотемпературная сепарация (НТС), снижение давления, улучшение режима работы УКПГ.

На УКПГ происходит подготовка скважинной продукции газовых и газоконденсатных месторождений к дальнейшему трубопроводному транспорту. Нормирующим качество газа стандартом является СТО Газпром 089–2010 «Газ горючий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам. Технические условия» [4].

На газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера преимущественным методом подготовки является метод низкотемпературной сепарации (НТС). Он основа на уменьшении температуры потока при прохождении через местное сопротивление – дросселяцию. Самым простым охлаждающим устройством является дроссельный клапан или клапан Джоуля-Томсона. На рисунке 1 представлена принципиальная схема подготовки газа методом НТС.

Рисунок 1. Принципиальная схема подготовки газа методом НТС.

Эффективность такого охлаждения газа характеризуется интегральным коэффициентом Джоуля-Томсона. Он показывает на сколько снижается температура газа при снижении давления на единицу. Чем выше этот коэффициент, тем больше падение температуры при одинаковых перепадах давления. Значения коэффициента Джоуля-Томсона зависит от состава газа [2].

Соответственно, давление перед дроссельным клапаном становится важнейшим параметром, от которого зависит термобарические параметры в низкотемпературном сепараторе после клапана. Чем ниже температура и выше давление, тем большая часть паровой фазы перейдет в жидкое состояние и будет отсепарировано от газа, что улучшает качество газа и позволяет сконденсировать больше нестабильного конденсата.

Однако на всем протяжении разработки месторождения давление перед УКПГ лишь снижается, что является фактом истощения месторождения.

В связи с этим для поддержания проектных режимов работы УКПГ идут процессы модернизации. Улучшение технологической схемы может включать:

• рекуперацию тепла осушенным газом и нестабильным газовым конденсатом после низкотемпературного сепаратора;
• использование аппаратов воздушного охлаждения (АВО), что особенно актуально на месторождениях Крайнего Севера;
• переход от дроссельных клапанов на более эффективные турбодетандерные агрегаты (ТДА), в которых при тех же перепадах давления можно получить более низкую температуру вследствие дополнительной потери тепла потоком за счет совершения работы по раскрутке вала турбодетандерной части;
• использование дожимных компрессорных станций (ДКС) после входных сепараторов для увеличения давления перед дроссельным клапаном.

На рисунке 2 представлена схема УКПГ после введения всех перечисленных модернизаций.

Рисунок 2. Схема УКПГ после введения предложенных модификаций.

Предложенные варианты пусть и являются действенными, однако очень дорогостоящие и могут подойти для реализации не для всех промыслов.

Среди менее эффективных, но в то же время менее затратных методов можно отметить:

• Повышение эффективности входных сепараторов, для меньшего уноса капельной жидкости, т.к. дополнительная жидкая фаза повышает потери давления по системе;
• Улучшение системы подачи ингибиторов гидратообразования – непосредственно перед местом охлаждения (АВО, теплообменник, дроссельный клапан и т.д.) в оптимальных пропорциях [3];
• Улучшение изоляции технологических трубопроводов на УКПГ, особенно актуально в летний период;
• Равномерная загрузка технологических линий при наличии двух и более ниток или теплообменников, работающих в параллельном режиме.

Список литературы

1. Зиберт Г.К. Технологические процессы и методы расчета оборудования установок подготовки углеводородных газов / Г.К. Зиберт, Е.П. Запорожец, А.Г. Зиберт, И.М. Валиуллин, И.Н. Андреева. — Москва: РГУ нефти и газа И. М. Губкина. – 2015. – 447 c.
2. Мельников В.Б., Макарова Н.П., Федорова Е.Б. Сбор и подготовка газа и газового конденсата. Низкотемпературные процессы / В.Б. Мельников, Н.П. Макарова, Е.Б. Федорова. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2012. – 323 с.
3. Истомин В.А. Основные принципы нормирования и пути оптимизации расхода гликолей и метанола в условиях северных месторождений: обз. информация / В.А. Истомин, В.А. Ставицкий. – М.: ИРЦ Газпром, 1998 – 51 с.
4. СТО Газпром 089-2010 «Газ горючий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам. Технические условия». – Москва: ОАО «Газпром», 2010. – 19 с.
5. Яркеева Н.Р. К вопросу об эффективности технологии низкотемпературной сепарации / Н. Р. Яркеева, И. А. Ишбулатов // Нефтегазовое дело. – 2019. – Т. 17, № 1. – С. 13-23.