Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение степени извлечения как лёгких углеводородов Ci-Ci, так и углеводородов Cs+e из природных конденсатсодержащих газов на промысловых установках комплексной подготовки газа (УКПП - важнейшая задача эксплуатации месторождений, поскольку в настоящее время при использовании традиционной технологии низкотемпературной сепарации (НТС) этот показатель является невысоким.
Интенсификация промысловых технологических процессов предполагает не только более углублённое извлечение с продуктовым конденсатом углеводородов Сз+в или Сг+в при пониженных температурах разделения, но и получение в качестве товарных продуктов деэтанизи-рованного, стабильного и, возможно, деметанизированного конденсата вместо традиционного продукта отечественных промыслов - нестабильного газового конденсата. Разнообразие видов жидкой продукции промыслов и условий проведения технологических процессов предопределяют и разнообразие промысловых технологий.
В настоящее время отсутствуют технологии углублённого извлечения нестабильного, деэтанизированного и стабильного конденсата непосредственно из пластового газа, адаптированные к северным условиям и специфике отечественного технического уровня.
Расположение перспективных месторождений в зоне многолетне-мёрзлых грунтов предъявляет существенно более жёсткие требования к качеству и температуре газа, подаваемого в магистральный газопровод (МГ), что не способен обеспечить традиционный абсорбционный способ подготовки газов чисто газовых месторождений.
Таким образом, потребность в новых технологиях промысловой обработки газов велика. Особенно актуальным это станет в ближайшие годы, когда начнётся массовое освоение средних и малых ГКМ.
Цель работы. Целью настоящей работы является научное обоснование перспективных направлений в развитии промысловых низкотемпературных технологий подготовки газа и извлечения конденсата на месторождениях Севера, а также научно-методическое обеспечение проектирования промысловых объектов обработки газа.
Основные задачи исследований.
I. Обобщение опыта эксплуатации и расчётных исследований традиционных технологий извлечения конденсата, обоснование областей их рационального использования.
-
Верификация расчётных математических моделей промысловых процессов разделения углеводородов.
-
Разработка научно-методических основ построения и оптимизации промысловых технологий подготовки газа и извлечения конденсата.
-
Разработка унифицированных технологий подготовки газа и извлечения конденсата - нестабильного, деэтанизированного и стабильного.
-
Разработка технологических принципов обустройства северных ГКМ.
Научная новизна. Разработана универсальная номограмма зависимости температуры начала кипения конденсата от давления концевой дегазации в традиционной схеме низкотемпературной сепарации (НТС), которая позволяет оперативно определять термобарические параметры концевой дегазации конденсата, обеспечивающие однофазное транспортирование конденсата по трубопроводу.
Выявлены температурные границы рациональной применимости традиционного процесса НТС в зависимости от конденсатного фактора (КФ) пластового газа и доказана недостижимость глубокого извлечения лёгких углеводородов в составе нестабильного конденсата. Обоснована неизбежность использования ректификации в промысловых технологиях для решения задач углублённого извлечения конденсата.
Разработан научно-методический подход к построению и оптимизации промысловых технологических процессов извлечения конденсата.
Выявлено и обосновано к внедрению новое направление в развитии промысловых технологий выделения нестабильного, деэтанизированного и стабильного конденсата с использованием ректификации в колоннах отпарного типа под околокритическим давлением.
Обоснована достижимость однофазного транспортирования "тощих" газов в наиболее сложных геокриологических условиях прокладки газопроводов в районах Крайнего Севера при использовании технологии НТС. Разработаны методические рекомендации для определения соответствующих термобарических параметров НТС.
Сформулированы технологические принципы обустройства месторождений Севера.
Практическая ценность.
1. Разработанная номограмма для определения температуры начала кипения товарного нестабильного конденсата применена как при эксплуатации действующих (на УКПГ-Ів Ямбургского ГКМ), так и при 4
проектировании новых (Ен-Яхинское ГКМ) технологических схем типа НТС.
-
Разработанные технологии извлечения нестабильного, деэтани-зированного и стабильного конденсатов с применением ректификации под околокритическим давлением, включены в проекты и приняты к внедрению на Заполярном, Лаявожском и Ен-Яхинском ГКМ.
-
Разработанная технология низкотемпературной подготовки газа чисто газовых месторождений включена в проекты и принята в качестве предпочтительной при обустройстве Бованенковского, Хара-савэйского и Ямбургского (Харвутинский купол) месторождений.
Достоверность полученных результатов и выводов определяется успешным многолетним опытом математического моделирования технологических систем с использованием программного комплекса Ком-форт-Модельгаз и специальной проверкой, проведенной на основе подробных масштабных испытаний УКПГ-Ів Ямбургского ГКМ.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и получили одобрение на Всесоюзной конференции работников газовой промышленности (Москва, 1988), Научно-технических советах РАО "Газпром" (Саратов, 1992 и 1995 гг.), Предприятии Ямбурггаздобыча и других организациях.
По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства и 2 патента РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов. Работа изложена на 111 страницах, включает 29 рисунков и 5 таблиц. Список использованной литературы содержит 89 наименований.
