СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТУ

Изобретение относится к газонефтяной промышленности, в частности к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса, и может быть использовано в процессах промысловой подготовки продукции газоконденсатных месторождений.

Известен способ подготовки углеводородного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации (НТС) газа в три ступени (см. «Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России», А.И. Гриценко, В.А. Истомин и др., М.: ОАО Издательство «Недра», 1999., стр. 378-379) включающий в себя подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в первой ступени газа через теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного во второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и редуцирующее устройство в сепаратор третьей ступени, подачу отсепарированного в третьей ступени газа последовательно через теплообменники второй и первой ступени охлаждения. Жидкость из сепаратора первой ступени направляется в первый разделитель, а из сепараторов второй и третьей ступени в низкотемпературный разделитель. При необходимости увеличения извлечения конденсата из пластового газа предусматривается подача 25% конденсата из первичного разделителя в поток газа перед сепаратором третьей ступени.

Недостатком этого способа является зависимость давления в низкотемпературном сепараторе от давления на выходе из установки и невозможность регулирования величины давления в низкотемпературном сепараторе. Кроме этого, при наличии легкоплавких парафинов в конденсате первичного разделителя происходит их кристаллизация и образование парафиноотложений в сепараторе третьей ступени. Кроме этого, в подаваемый в сепаратор третьей ступени конденсат необходимо вводить ингибитор гидратообразования, что приводит к увеличению расхода метанола на установке на 10%.

Наиболее близким аналогом, по сути, к предлагаемому техническому решению является способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту трехступенчатой сепарацией (см. Обеспечение эффективной эксплуатации валанжинских УКПГ после ввода ДКС и насосной станции подачи конденсата Уренгойского НГКМ / О.А. Николаев, О.П. Кабанов, Н.А. Цветков, И.В. Колинченко и др. / Приоритетные направления развития Уренгойского комплекса, сборник научных трудов / ООО «Газпром добыча Уренгой». - М.: «Издательский дом Недра», 2013. стр. 117-123) включающий подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в первой ступени газа через компрессор, охладитель и теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного во второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и редуцирующее устройство в сепаратор третьей ступени, отвода из сепараторов жидкости для дальнейшей подготовки, подачу отсепарированного в третьей ступени газа в теплообменник второй ступени охлаждения, подачу газа из теплообменника второй ступени охлаждения в редуцирующее устройство и теплообменник первой ступени охлаждения, и вывод газа из установки.

В этом способе за счет установления между теплообменниками по обратному потоку газа второго редуцирующегося устройства обеспечивается требуемое давление в сепараторе третьей ступени.

Недостатком этого способа является снижение температуры в сепараторе второй ступени, что приводит к перераспределению выхода конденсата между сепараторами второй и третьей ступени и в целом приводит к снижению извлечения конденсата из природного газа.

Целью изобретения является увеличение выхода из пластового газа тяжелых углеводородов в жидкую фазу.

Поставленная цель достигается следующим образом. В способе подготовки газоконденсатной смеси к транспорту трехступенчатой сепарацией, включающем подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в сепараторе первой ступени газа через компрессор, охладитель и теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного в сепараторе второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и редуцирующее устройство в сепаратор третьей ступени, подачу отсепарированного в сепараторе третьей ступени газа последовательно через теплообменник второй ступени охлаждения, редуцирующее устройство и теплообменник первой ступени охлаждения, в отличие от прототипа жидкость из сепаратора второй ступени направляется в трубопровод между редуцирующим устройством и низкотемпературным сепаратором для смешивания с газожидкостной смесью, а жидкость из сепараторов первой и третьей ступени отводят для дальнейшей подготовки.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг. 1.

На иллюстрации обозначены следующие элементы:

1 - трубопровод;

2 - сепаратор первой ступени;

3 - трубопровод;

4 - трубопровод;

5 - компрессор;

6 - трубопровод;

7 - охладитель;

8 - трубопровод;

9 - теплообменник первой ступени охлаждения;

10 - трубопровод;

11 - сепаратор второй ступени;

12 - трубопровод;

13 - трубопровод;

14 - рекуперативный теплообменник второй ступени;

15 - трубопровод;

16 - редуцирующее устройство;

17 - трубопровод;

18 - сепаратор третей ступени;

19 - трубопровод;

20 - трубопровод;

21 - трубопровод;

22 - редуцирующее устройство;

23 - трубопровод;

24 - трубопровод.

Продукцию газоконденсатных скважин по трубопроводу 1 подают в сепаратор первой ступени 2, где из него отделяют механические примеси, воду и жидкую углеводородную фазу.

Жидкую фазу с низа сепаратора первой ступени 2 по трубопроводу 3 отводят для дальнейшей подготовки, а отсепарированный газ по трубопроводу 4 отводят с верха сепаратора 2 и подают в компрессор 5.

После сжатия в компрессоре 5 газ по трубопроводу 6 подают в охладитель 7. Далее это газ подают по трубопроводу 8 в рекуперативный теплообменник первой ступени охлаждения 9.

После охлаждения в теплообменнике 9 газожидкостную смесь для разделения газа и жидкости по трубопроводу 10 подают в сепаратор второй ступени 11.

Жидкую фазу с низа сепаратора 11 по трубопроводу 12 направляют в трубопровод 17 для смешения с газожидкостной смесью, а газовую фазу с верха сепаратора 11 по трубопроводу 13 для дальнейшего охлаждения подают в рекуперативный теплообменник второй ступени 14. Далее этот газ подают по трубопроводу 15 для охлаждения за счет его расширения в редуцирующее устройство 16. Охлажденную газожидкостную смесь по трубопроводу 17 подают в сепаратор третьей ступени 18.

Жидкую фазу с низа сепаратора 18 по трубопроводу 19 отводят для дальнейшей подготовки, а газовую фазу с верха сепаратора 18 по трубопроводу 20 подают для нагревания в теплообменник 14. Далее этот газ по трубопроводу 21 подают для охлаждения за счет его расширения в редуцирующее устройство 22. Охлажденный газ подают по трубопроводу 23 для нагревания в теплообменник 9 и далее по трубопроводу 24 на выход из установки.

Для оценки эффективности предложенного способа по сравнению с аналогом-прототипом были проведены исследования. На технологическую линию установки низкотемпературной сепарации (УКПГ-5 В Уренгойского месторождения) подавали пластовую продукцию газоконденсатного месторождения в количестве 100 тыс. м³/час.

Результаты проведенных исследований по обработке газоконденсатной смеси по прототипу и по предлагаемому техническому решению приведены в таблице 1. В исследованных режимах давление и температура сырья на входе в сепараторы первой ступени (2) составили соответственно 5,1 МПа и 10°C. Давление в промежуточном сепараторе (11) составляло 7,5 МПа, а температура изменялась от минус 20 до 10°C. Давление и температура газа в сепараторе третьей ступени (18) поддерживались на уровне соответственно 4,0 МПа и минус 30°C.

В существующей технологии при поддержании температуры в промежуточном сепараторе минус 20°C выход нестабильного конденсата составил 13,92% масс. на пластовый газ, при этом отбор пропан-бутановой фракции и углеводородов С_5+В в нестабильный конденсат соответственно 3,52 и 9,27% масс. на пластовый газ. С ростом температуры до плюс 10°C происходит увеличение выхода нестабильного конденсата до 14,28% масс. на пластовый газ, при этом отбор пропан-бутановой фракции и углеводородов С_5+В в нестабильный конденсат возрастает соответственно до 3,82 и 9,28% масс. на пластовый газ.

В предлагаемом техническом решении в интервале температур от минус 20 до плюс 10°C выхода нестабильного конденсата составляет 14,34% масс. на пластовый газ, при этом отбор пропан-бутановой фракции и углеводородов C_5+В в нестабильный конденсат составляет соответственно 3,87 и 9,28% масс. на пластовый газ.

Из полученных данных следует, что по предлагаемому способу увеличение выхода нестабильного конденсата составит до 0,42% масс. на пластовый газ, при этом пропан-бутановой фракции и углеводородов С_5+В соответственно на 0,35 на 0,01% масс. на пластовый газ.

Таким образом, по предлагаемому способу на Уренгойском месторождении возможно увеличить выход нестабильного конденсата на УКПГ за счет подачи нестабильного конденсата из сепаратора первой ступени (2) в трубопровод (17) от редуцирующего устройства (16) до сепаратора третьей ступени (18).