Исследование и разработка технологии использования растворенного газа

• Автор: Иванов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Исследование проблем потерь ценного углеводородного сырья при его
добыче
1.1 Эффективность добычи и использования растворенного нефтяного газа
(РГ)
1.2 Исследование технологических и структурных схем использования РГ
1.3 Исследование способов подготовки растворенного нефтяного газа
1.4 Анализ факторов, влияющих на выбор методов использования нефтяного газа
Выводы по разделу
2 Разработка способов подготовки растворенного нефтяного газа
2.1 Разработка технологических решений по подготовке низконапорного растворенного нефтяного газа
2.2 Расчет и обоснование технологических режимов работы оборудования технологии подготовки низконапорного растворенного нефтяного газа
2.2.1 Методика расчетов фазовых равновесий и режимов работы жидкостно-газового эжектора
2.2.2 Расчет процесса компримирования газа жидкостно-газовым эжектором
2.2.3 Расчет процесса охлаждения газа и эффекта Ранка-Хилша в вихревой трубе
Выводы по разделу
3 Разработка технологических решений по подготовке растворенного нефтяного газа в составе объектов подготовки нефти
3.1 Способы подготовки РГ

3.2 Расчет процесса компримирования газа жидкостно-газовым эжектором
3.3 Расчет эффекта Ранка-Хилша в вихревых трубах
Выводы по разделу
4. Обоснование технологических параметров работы комплекса технических средств использования растворенного нефтяного газа
4.1 Характеристика объекта внедрения технологических решений
4.2 Обоснование технологических режимов работы оборудования подготовки низконапорного растворенного нефтяного газа
4.3 Технологические режимы работы оборудования технологии подготовки растворенного нефтяного газа в составе объектов подготовки нефти
Выводы по разделу
Основные выводы и рекомендации
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Сложность внедрения известных технологий использования растворенного газа (РГ) объясняется не только их высокой стоимостью, но и несоответствием цены на газ затратам на его подготовку. На их величину влияют изменение объема добычи газа и качественные характеристики (компонентой состав, содержание широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), давление) за период разработки месторождения. Например, в 2005 году на южной лицензионной территории Приобском месторождении ОАО «Газпромнефть-Хантос» добыто 17,8 млн.м3 растворенного газа, а в 2011 уже
68,3 млн. м3. Использование газа на собственные нужды составило всего
10,6 %, остальное было сожжено на факелах, так как объемы его добычи существенно превышают необходимые объемы потребления. Существующие технологии подготовки растворенного газа для дальнейшего использования рентабельны при объемах добычи РГ более 500 млн. м3/год, т.к. при этом обеспечивается реализация известных технологических процессов без существенного изменения объектов подготовки нефти на месторождении.
В этой связи, для месторождений с уровнем добычи растворенного газа менее 500 млн. м3/год, становится актуальным разработка рентабельных технологий подготовки растворенного газа, например, для дальнейшей его подачи в газосборные сети дальнейшем компримировании на ДКС (при входном давлении не менее 0,8 МПа) и сдачи в магистральные газопроводы. Однако существует ряд требований для подачи газа в газопроводы и использования на собственные нужды (ГОСТ 5542-87, ГОСТ Р 53367-2009, ОСТ 51.40-93) по величине температуры точки росы по влаге и углеводородам в пределах от (-10) до (-30) °С, содержанию сероводорода до концентрации не более 0,007 г/м3. Поэтому разработка технологии, обеспечивающей минимальные капитальные и текущие затраты, подготовки растворенного газа для его использования на собственные нужды и подачи в магистральные газопроводы, является актуальной.

Степень извлечения компонентов из растворенного газа в ВУ4 определяется получаемым уровнем отрицательных температур. В процессе эксплуатации отбор конденсата производился из межтрубного пространства теплообменника и из третьего потока. Степень очистки очистка растворенного газа увеличивается при максимальной
холодопроизводительности ТВТ, а именно в варианте узла сепарации 1/ТВТ4.
В таблице 1.6 в приведен компонентный состав газовой фазы на входе и выходе ВУ4. При этом давление газа на входе в установку составляло Ру
3,7 МПа, температура холодного потока была равна Тх = минус 30 С.
Таблица 1.6 - Концентрация компонентов в газовой фазе ВУ4, % об.
Компонент Вход в установку Выход из установки Степень извлечения ср, %
Метан 80,41 87,94
Этан 4,20 4,37
Пропан 1,65 1,50
Изобутан 0,20 0,23
Н-бутан 0,40
Изопентан 0,15
Н-пентан 0,16
Г ексан 0,13
Сероводород 6,84
Азот 3,82 3,13
Диоксид углерода 2,04 2,13
Приведенные в таблице данные показывают, что происходит очистка растворенного газа от сероводорода, которая объясняется, процессом низкотемпературной абсорбции этого компонента конденсирующимися углеводородами [12].
Вихревая установка ВУ5 разработана для подготовки растворенного газа к транспорту [22]. Ее принципиальная технологическая схема аналогична схеме ВУ4. Кроме основных аппаратов (горизонтально расположенный рекуперативный теплообменник и ТВТ5 с внутренним
диаметром Дф = 75 мм) в состав ВУ5 входили сепараторы на исходном и