Оценка эффективности применения щелочного метода очистки попутного нефтяного газа от примесей сероводорода на Южно-Хыльчуюском нефтегазовом месторождении (Ненецкий АО)
В работе приведена геолого-промысловая характеристика Южно-Хыльчуюского нефтегазового месторождения, разрабатываемого ООО “ЛУКОЙЛ-Коми” и существующей установки по очистке попутного нефтяного газа (ПНГ). Проведены расчеты по оценке технологической и экономической эффективности доочистки ПНГ Южно-Хыльчуюского месторождения щелочным раствором в абсорбционной установке.
Попутный нефтяной газ – это газообразная смесь углеводородных и
неуглеводородных компонентов, добываемая совместно с нефтью через
нефтяные скважины и выделяющаяся из нефти в процессе ее промысловой
подготовки [1]. Попутный нефтяной газ в отличие от природного содержит в
своем составе кроме метана и этана большую долю пропанов, бутанов и паров
более тяжелых углеводородов. Попутный газ содержит такие
неуглеводородные компоненты в различных соотношениях в зависимости от
месторождения, как сероводород и меркаптаны, двуокись углерода, азот, гелий
и аргон.
Меркаптаны, сероводород и негорючие инертные газы, содержащиеся в
попутном нефтяном газе (ПНГ), относятся к нежелательным химическим
примесям. Серосодержащие соединения увеличивают скорость процесса
коррозии и являются токсичными, в то же время инертные газы отрицательно
влияют на теплоту сгорания добываемого попутного нефтяного газа.
В настоящее время существует значительное количество методов
очистки нефтяного газа от химических примесей, каждый из которых имеет
свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного способа зависит от
следующих условий: основные параметры сырьевого газа, его компонентный
состав, необходимая степень очистки, область применения товарного газа,
имеющиеся энергетические ресурсы и другое. Правильный выбор технологии
приводит к улучшению качества газа, минимизирует влияние на экологию и
экономии ресурсов, что в свою очередь увеличивает прибыль добывающей
компании. Таким образом, тема исследования процессов очистки попутного
газа не теряет своей актуальности.
Целью работы является обоснование предложения по
совершенствованию процесса очистки попутного нефтяного газа от примесей
сероводорода с применением щелочного раствора на Южно-Хыльчуюском
нефтегазовом месторождении посредством внедрения дополнительной ступени
очистки.
В ходе проведения исследования были поставлены следующие задачи.
Исследовать современные тенденции развития нефтегазовой
отрасли, связанные с уменьшением выбросов попутного нефтяного газа.
Изучить методы очистки попутного газа от сероводорода и
рассмотрение существующих абсорбционных установок с учетом их
назначения, конструкции и принципа действия.
Проанализировать мероприятия по очистке ПНГ от сероводорода на
Южно-Хыльчуюском месторождении.
Рассмотреть перспективы оптимизации процесса переработки ПНГ
Южно-Хыльчуюского месторождения.
Провести моделирование абсорбера с применением щелочного
агента для Южно-Хыльчуюского месторождения.
Расчитать экономическую эффективность совершенствования
процесса очистки ПНГ для рассматриваемого случая.
Научная новизна
На основании проведенного исследования физико-химических свойств
добываемого попутного нефтяного газа на Южно-Хыльчуюском
месторождении и анализа существующих методов очистки на месторождениях
углеводородов была предложена очистка попутного нефтяного газа от
примесей сероводорода с применением щелочного раствора.
Практическая значимость
На основе проведенных модельных расчетов обоснована
технологическая и экономическая эффективность технического решения по
совершенствованию процесса очистки попутного нефтяного газа от примесей
сероводорода с применением щелочного раствора на Южно-Хыльчуюском
нефтегазовом месторождении посредством внедрения дополнительной ступени
очистки, при этом для доочистки ПНГ Южно-Хыльчуюского месторождения
щелочным раствором необходимый диаметр абсорбера равен 1,7 м, высота
активной части абсорбера достигает 2,6 м, расход абсорбента составляет 14,76
м3/ч, скорость очистки равна 0,3 м/ч. Обоснована возможности применения
данного метода очистки ПНГ на месторождениях с повышенным содержанием
сероводорода. Использование гидроксида натрия в качестве абсорбента может
улучшить экономическую и экологическую составляющие проектов
нефтегазовых компаний.
Информационной базой для выполнения работы послужили учебная и
научная литература, отраслевые регламенты, руководящие документы,
инструкции, годовые отчеты компании «Лукойл-КОМИ», «Лукойл»,
«Роснефть» и «Газпром».
Обобщая все полученные результаты данной работы, можно сделать
вывод что цель, поставленная во введении, была достигнута. А именно, была
оценена эффективность создания дополнительной ступени очистки попутного
нефтяного газа от примесей сероводорода с применением щелочного раствора
на Южно-Хыльчуюском нефтегазовом месторождении.
В ходе работы было выполнено следующее.
Проанализированы современные тенденции развития нефтегазовой
отрасли, связанных с уменьшением выбросов ПНГ. Политика страны
направлена на снижение количества факельного сжигания ПНГ. Оптимизация
процесса использования ПНГ может улучшить как экологическую обстановку,
так и экономические показатели в стране.
Проведен аналитический обзор существующих химических способов
очистки углеводородных газов от сероводорода. Также были изучены наиболее
распространенные виды абсорбционных установок.
Проанализированы результаты мероприятий по очистке ПНГ от
сероводорода на Южно-Хыльчуюском месторождении. Существующий метод
очистки попутного нефтяного газа от сероводорода на Южно-Хыльчуюском
месторождении имеет такие проблемы, как использование неэффективного
абсорбента и незапланированное снижение уровня добычи.
Рассмотрена перспектива оптимизации процесса переработки Южно-
Хыльчуюского месторождения. В рамках совместного проекта ПАО
«ЛУКОЙЛ» и ПАО «Газпром» возможна реализация транспортировки ПНГ с
Южно-Хыльчуюского месторождения на Усинский ГПЗ. Проанализирована
эффективность абсорбентов для очистки попутного газа от сероводорода в
случае его дальнейшей переработки. Для сравнения были взяты гликоли, МЭА,
ДЭА и щелочной раствор. Преимущество щелочного раствора заключается в
высокой селективности, тонкой очистки и невысокой стоимости.
Проведенный технологический расчет абсорбционной установки для
доочистки ПНГ Южно-Хыльчуюского месторождения щелочным раствором
показал, что диаметр абсорбера равен 1,7 м, высота активной части абсорбера
достигает 2,6 м, расход абсорбента составляет 14,76 м 3/ч, скорость очистки
равна 0,3 м/ч.
Рассматриваемый вариант модернизации процесса утилизации ПНГ на
Южно-Хыльчуюском месторождении можно считать экономически выгодным.
Проект окупится в течение второго года его реализации.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА
1. Гомбоева А.Б., Якунина Н. С. Анализ финансовых показателей
деятельности ОАО «СЕВЕРНЕФТЕГАЗПРОМ» // Проблемы геологии и
освоения недр: Труды XXIV Международного симпозиума имени академика
М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 75-летию Победы в
Великой Отечественной войне, Томск, 6-10 Апреля 2020. – Томск: Изд-во ТПУ,
2020 – Т. 2 – C. 592-593
2. Гомбоева А.Б. Перспективы применения щелочной очистки
природного газа // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XXIV
Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и
молодых учёных, посвященного 75-летию Победы в Великой Отечественной
войне, Томск, 6-10 Апреля 2020. – Томск: Изд-во ТПУ, 2020 – Т. 2 – C. 223-225
3. Гомбоева А.Б. Производство сжиженного природного газа на плавучих
установках // XVIII Всероссийская конференция-конкурс студентов и
аспирантов, Санкт-Петербург, 15-17 апреля 2020. – СПб.: Изд-во Санкт-
Петербургский горный университет, 2020 – С. 50
4. Гомбоева А.Б., Коновалов А.А. Технология очистки попутного
нефтяного газа от кислых компонентов с применением раствора гидроксида
натрия // Экология и управление природопользованием. Экологическая
безопасность территорий (проблемы и пути решения): сборник научных трудов
IV Всероссийской научно-практической конференции с международным
участием, г. Томск, 27 ноября 2020 г.; под ред. А.М. Адама. Вып. 4. – Томск:
Литературное бюро, 2021. – 114 с.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (66 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
4.8 (211 отзывов)
4.7 (46 отзывов)
5 (8 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.2 (6 отзывов)
