Начинается...

Возможности передвижных технологических установок для освоения газовых и газоконденсатных месторождений

Возможности передвижных технологических установок для освоения газовых и газоконденсатных месторождений

А. А. ДЕСЯТКИН, А. В. КОСТЮХИН, С. З. САБИТОВ – АО «МодульНефтеГазИнжиниринг»

Освоение новых газовых и газоконденсатных месторождений преимущественно связаны с северными и восточными регионами России, которые труднодоступны и расположены вдали от транспортных коммуникаций, трубопроводов. В этих условиях возникает необходимость применения специальных видов установок для качественного исследования и освоения газоконденсатных скважин.

АО «МодульНефтеГазИнжиниринг» проектирует и изготавливает широкий спектр как отдельного оборудования, так и мобильных установок для исследования и освоения газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений.

Мобильные установки комплексной подготовки газа (МУКПГ) на базе передвижных технологических установок (ПТУ) предназначены для автоматизированного измерения количества добываемой продукции на стадии разведки и опытной эксплуатации месторождений. С применением установок могут быть реализованы различные технические решения, связанные с учетом извлекаемых газа и газоконденсата включая первичную сепарацию, очистку углеводородов от кислых соединений, низкотемпературную сепарацию, абсорбционную или адсорбционную осушку газа, выделение пропан-бутановой фракции, стабилизации газоконденсата, фракционирование газоконденсата с получением компонентов топлив, регенерации метанола из водометанольной смеси. Эксплуатация ПТУ возможна при полной автономии, отсутствии постоянно действующего проезда, линий электропередачи, конденсатосборного трубопровода в регионах с различными климатическими условиями. Это позволяет значительно сократить инвестиции на стадии разбуривания участков месторождения (при поисковом или разведочном бурении) либо на начальном этапе эксплуатации месторождения, с созданием первичного энергоцентра или опорной базы промысла.

При максимальных метрологических требованиях установки обеспечивают выполнение следующих мероприятий:

  • сепарации природного и попутного нефтяного газа, воды, ШФЛУ, газового конденсата;
  • автоматических измерений массы газа, ШФЛУ, газоконденсата;
  • автоматических измерений объемной доли воды в газоконденсате;
  • определения массы газоконденсата без учета воды;
  • автоматических измерений объема газа из сепаратора при рабочих условиях сепарации и вычислений его объема при стандартных условиях;
  • исследований компонентного состава газа и газоконденсата с использованием хроматографии (по особому требованию заказчика);
  • автоматических измерений и визуального контроля давления и температуры газа и газоконденсата;
  • периодических ручных измерений количества остаточного свободного газа в газоконденсате после стабилизации;
  • визуального или инструментального контроля наличия уноса капельной жидкости в газе;
  • передачи информационных данных из локальной системы управления (ЛСУ) ПТУ по радиоканалу или GSM-связи в системы управления заказчика.

В зависимости от назначения, характеристик сырья и требований к конечным продуктам скважины, МУКПГ комплектуются следующими блоками подготовки и первичной переработки углеводородов:

1) Блок предварительной сепарации газа

В блоке осуществляется первичная сепарация сырого газа от жидкой фазы (водометанольного и газового конденсата), улавливания жидких углеводородов, и мехпримесей.

В состав блока входит следующее оборудование: БДР с емкостью ингибитора гидратообразования, газовый сепаратор, промежуточная и дренажная емкость, насосы с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

2) Блок абсорбционной очистки газа

В блоке осуществляется аминовая очистка газа от H2S и CO2.

В состав блока входит следующее оборудование: абсорбер, десорбер, узел подготовки теплоносителя, насосная; трубная обвязка и комплект запорной, регулирующей и предохранительной арматуры; вспомогательное оборудование.

3) Блок адсорбционной очистки газа от серосодержащих соединений

В блоке осуществляется хемосорбционная очистка газа от H2S и RSH.

В состав блока входит следующее оборудование: адсорберы, трубная обвязка и комплект запорной, регулирующей и предохранительной арматуры; вспомогательное оборудование.

4) Блок адсорбционной осушки газа

В блоке осуществляется осушка газа с применением твердых адсорбентов (силикагель, цеолиты).

В состав блока входит следующее оборудование: сепараторы, адсорберы, печь, аппарат воздушного охлаждения, насосы с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

5) Блок абсорбционной (гликолевой) осушки газа

В блоке осуществляется удаление паров воды из газа ДЭГ или ТЭГ.

В состав блока входит следующее оборудование: абсорбер, десорбер, узел подготовки теплоносителя, насосная, трубная обвязка и комплект запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, вспомогательное оборудование.

6) Блок низкотемпературной сепарации (НТС) газа

В блоке осуществляется извлечение из газа газового конденсата и удаление влаги за счет дроссель-эффекта или холодильных машин.

В состав блока входит следующее оборудование: сепараторы, теплообменники, аппараты воздушного охлаждения, блок подачи метанола, насосы с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

7) Блок отделения жирных газов

В блоке осуществляется извлечение пропан-бутановой фракции из газового потока с использованием 3S или вихревой сепарации.

В состав блока входит следующее оборудование: сепараторы, теплообменники, вихревые сепараторы, с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

8) Блок стабилизации газоконденсата

В блоке осуществляется извлечение газов С3+ из газоконденсата с использованием 3S или вихревой сепарации.

В состав блока входит следующее оборудование: сепараторы, печи, вихревые сепараторы, с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

9) Блок фракционирования газоконденсата

В блоке осуществляется выделение целевых топливных фракций для внутреннего использования на МУКПГ или месторождении.

В состав блока входит следующее оборудование: печи, колонны, сепараторы, теплообменники, насосы с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

10) Блок аварийной утилизации газов, газоконденсата, водометанольного раствора

В блоке осуществляется утилизация аварийного сброса газов с СППК, газоконденсата и ВМР на горизонтальной и вертикальной факельной установке.

В состав блока входит следующее оборудование: горизонтальная (вертикальная) факельная установка, узел регулирования топливного газа для дежурной горелки ГФУ, с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

11) Блок регенерации метанола

В блоке осуществляется извлечение метанола из водометанольного раствора.

В состав блока входит следующее оборудование: регенератор с ректификационной колонной, теплообменники, сепараторы, фильтры, насосы с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

12) Блок хранения и отгрузки жидких продуктов скважины

В блоке осуществляется временное хранение жидких углеводородов и ВМР и автоматизированная отгрузка в автомобильный или трубопроводный транспорт.

В состав блока входит следующее оборудование: емкости хранения, насосная станция, автоматизированная система налива жидких продуктов, с трубной обвязкой и комплектом запорной, регулирующей и предохранительной арматуры и средств автоматики и КИП.

Помимо указанных выше блоков МУКПГ, комплектуется турбо или газопоршневыми электрогенераторными установками, дизельными электрогенераторными станциями, блоками НКУ.

Возможности передвижных технологических установок для освоения газовых и газоконденсатных месторождений

Имеющаяся разрешительная документация на ПТУ позволяет эксплуатировать данные установки на основании проекта привязки, проекта опытно-промышленной эксплуатации на ранней стадии разработки месторождения. С учетом значительных сроков получения разрешительной документации (2 года и более) с момента принятия инвестиционного решения до выхода на строительную площадку с полным комплектом разрешительных документов включение мобильных УКПГ в проекты разработки, пробной эксплуатации и разработка проекта привязки значительно сокращают сроки освоения газовых месторождений. Предлагаемое решение позволяет сократить инвестиции на стадии разбуривания участков месторождения (при поисковом или разведочном бурении) либо на начальном этапе эксплуатации, а также частично окупать их за счет реализации продукции.

При отсутствии сезонной отгрузки газоконденсата предусмотрена возможность его утилизации путем сжигания на месте добычи. Это вынужденная мера со всеми экономическими и экологическими ограничениями необходима для испытания скважин на удаленных месторождениях, на которых полностью или сезонно отсутствует инфраструктура для доставки добываемой продукции.

Дополнительно МУКПГ может комплектоваться блоком тестового сепаратора, имеющим высокотехнологичные внутренние устройства для четкого разделения жидкой (газоконденсата) и газообразной фаз и приборы для измерения количества конденсата, объемной доли воды с помощью влагомера (как опция) и объема природного газа.

Состав оборудования укомплектован исполнительными механизмами и программируемым логическим контроллером, шкафами управления, которые расположены непосредственно в технологических блоках. Для обеспечения управления установкой используется автоматизированное рабочее место (рабочая станция) оператора, обслуживающего ПТУ, в комплекте с переносным компьютером в промышленном исполнении и блоком бесперебойного питания для АСУ ТП.

Верхний уровень системы управления отвечает за обеспечение полной информационной совместимости технологического объекта управления и системы автоматизации. В составе этого уровня реализован АРМ оператора, которое выполняет визуализацию техпроцесса, регистрацию параметров по заданным условиям, формирование отчетов в графическом и текстовом виде и т.п. АРМ позволяет оператору контролировать техпроцесс.

Установка является блочной и поставляется со 100% заводской готовностью.

Преимущества МУКПГ на базе ПТУ:

  • Полная заводская готовность установки;
  • Гибкая система подбора параметров и состава установки;
  • Мобильность и простота перемещения МУКПГ;
  • Срок монтажа/демонтажа в течение 15-30 дней в зависимости от количества блоков.

Проблема недостаточной энергетической эффективности технологических процессов для выполнения регламентных норм по концентрации паров воды и высококипящих углеводородов в процессе промысловой подготовки природного газа (ПГ) и попутного нефтяного газа (ПНГ) к транспортировке по газопроводам (Постановление правительства РФ от 8 ноября 2012 года №1148) на ПТУ решается применением аппаратов внутритрубной сепарации.

Развитие теоретической базы гидродинамики высоких скоростей газожидкостных потоков (автор Жидков М. А. и др.) позволило на промысловых установках подготовки газа перейти от простого дросселирования и турбодетандерных агрегатов к применению внутритрубной сепарации.

Внутритрубная сепарация основана на принципах 3S сепарации или регулируемых вихревых труб (ВТ) Ранка-Хилша [1, 2] которые от обычных ВТ отличаются наличием механизма плавного изменения площади соплового ввода, что позволяет разработчикам установок очистки и осушки газов естественным образом включать их в схемы АСУТП.

В настоящее время накоплен большой опыт применения вихревых труб на промысловых установках подготовки природных и нефтяных газов [1, 2]. Компактность, надежность и отсутствие сложных динамических машин подтвердила высокую технологическую эффективность ВТ, а также их низкую себестоимость.

Практический опыт эксплуатации аппаратов газодинамического разделения показывает, что применение их в отдельных блоках МУКПГ (НТС, выделения жирных газов, стабилизации газоконденсата) увеличивает выход продуктов, сокращает энергопотребление и уменьшает металлоемкость сепарационного оборудования, а соответственно уменьшает стоимость услуг по эксплуатации оборудования, что увеличивает рентабельность эксплуатации скважин до ввода в строй основного оборудования УКПГ.

Математическое моделирование и инженерные расчеты МУКПГ в Инженерном центре АО «МодульНефтеГазИнжиниринг» выполняют высококвалифицированные специалисты на лицензионных модулях многофункциональных программных платформ Symmetry и Ansys.

Одним из вариантов сотрудничества АО «МодульНефтеГазИнжиниринг» с нефтегазодобывающими компаниями является, так называемая, «сервисная модель», которая представляет собой выполнение полного спектра опытно-промышленных работ на территории заказчика на собственном оборудовании подрядчика начиная с услуг по исследованию скважин и заканчивая эксплуатацией технологических объектов с участием высококвалифицированного персонала компании.

Выполнение сервисных работ на базе оборудования ПТУ позволяет заказчику не создавать на начальном этапе при разведке запасов и на этапе пробной эксплуатации разведочных скважин собственную инфраструктуру, не укомплектовывать штат рабочих, использовать арендованное оборудование комплексов как объекты инфраструктуры, тем самым существенно сократить затраты и сэкономить время. Данный вариант также позволяет минимизировать площадь занимаемого участка в 2,5 раза и уменьшить нагрузку со стороны органов надзора, снизить затраты на проектирование и капитальные вложения до получения уточненных данных о извлекаемых запасах.

Преимущества сервисной модели:

  • Оборудование не числится на балансе заказчика (заказчик освобождается от расходов на операционное обслуживание, бремени налога на имущество, амортизационных отчислений, лишнего учета и т.п.);
  • Все работы, включая: мобилизацию оборудования, монтаж, ПНР, и последующую его эксплуатацию с регламентным сервисным и гарантийным обслуживанием выполняются силами исполнителя;
  • Персонал сервисной компании осуществляет полный контроль всех процессов от начала исполнения договора до завершения работ на объекте;
  • Предлагаемое решение позволяет существенно ускорить процесс пуска объектов в эксплуатацию;
  • Платежи за услуги распределяются во времени в зависимости от срока аренды.

Статья в формате pdf →

450075, Уфа, 
ул. Р. Зорге, д. 75
☎ +7 (347) 216-10-01
office@mngi.su
www.mngi.su


Читайте также:

ВЫПУСК 4/2021



Читать онлайн