Повышение эффективности технологии подготовки нефтяного газа на нефтегазоконденсатном месторождении

Самарин, Алексей Александрович Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования проводился анализ методов подготовки нефтяного газа, изучение действующей технологии подготовки нефтяного газа на месторождении К, моделирование процессов подготовки газа в программном комплексе Aspen HYSYS, расчет пропан-бутанового испарителя. Установлено, что дополнительного извлечения компонентов С3–С4 можно добиться, понизив температуру входного потока газа используя технологию низкотемпературной конденсации с внешним холодильным циклом. Для этого предложено использовать пропан-бутановый испаритель. Технология низкотемпературной конденсации позволит установке комплексной подготовки газа работать в летний период года.

Введение __________________________________________________________ 12

1 Направления и технологии использования нефтяного газа _______________ 14

2 Технологии отбензинивания газа ____________________________________ 19

2.1 Метод низкотемпературной сепарации ____________________________ 19

2.2 Метод низкотемпературной конденсации __________________________ 28

2.3 Адсорбционный метод _________________________________________ 29

2.4 Абсорбционный метод _________________________________________ 31

3 Постановка задачи исследования ____________________________________ 34

4 Объект и методы исследования ______________________________________ 35

4.1 Геологическая характеристика месторождения ____________________ 37

4.2 Физико-химические свойства флюида ___________________________ 37

4.3 Нефтеносность и литолого-петрофизическая характеристика пластов _ 37

4.4 Характеристика действующей установки подготовки газа ____________ 37

4.5 Моделирующая программа Aspen HYSYS ________________________ 46

5 Исследование влияния способов дополнительной осушки попутного нефтяного
газа на качество продукции __________________________________________ 52

5.1 Технология действующей установки подготовки нефтяного газа на
месторождении К _________________________________________________ 52

5.2 Моделирование технологии низкотемпературной сепарации и
низкотемпературной абсорбции _____________________________________ 57

5.3 Моделирование технологии низкотемпературной конденсации ______ 60
5.4 Расчет пропан-бутанового испарителя ___________________________ 65

5.5 Обсуждение результатов _______________________________________ 69

6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ___ 74

6.1 Расчет капитальных вложений ___________________________________ 74

6.2 Расчет дополнительных эксплуатационных издержек _______________ 76

6.3 Расчет экономических показателей ______________________________ 77

7 Социальная ответственность ________________________________________ 81

7.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ____ 81

7.2 Производственная безопасность _________________________________ 84

7.3 Экологическая безопасность ____________________________________ 91

7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях __________________________ 93

Заключение ________________________________________________________ 97

Список использованных источников ___________________________________ 99

Приложение А ____________________________________________________ 102

Попутный нефтяной газ является углеводородными газами, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче на нефтяных и газонефтяных месторождениях. Они находятся в нефти в растворенном виде и выделяются из нее вследствие снижения давления при подъеме на поверхность земли.
Попутный нефтяной газ – ценный энергетический и химический ресурс. Поэтому для сохранения его потенциала важно качественно подготовить его в промысловых условиях в соответствии с выбранным направлением использования. При этом нужно обеспечить и высокие потребительские качества газа, и экономически оправданные затраты.
Правительство Российской Федерации постановило, что использование попутного нефтяного газа должно составлять не менее 95 % от объема его добычи. Не все методы утилизации попутного нефтяного газа эффективны для различных по объемам и условиям добычи месторождений, следует учитывать их преимущества и недостатки, а также особенности и эффективность каждого метода.
Главная сложность использования попутного нефтяного газа заключается в том, что его состав представляет собой смесь углеводородов. Состав может меняться в широких пределах в зависимости от состава скважинной жидкости, а также давления и температуры. Проблемы использования ПНГ заключаются в высоком содержании тяжелых углеводородов в газе, а именно: высокая сложность технологии их выделения, и проблемы дальнейшего использования продуктов, включая вопросы транспорта.
Одним из способов использования нефтяного газа является его закачка (сдача) в единую газотранспортную сеть. Но для этого требуется подготовка ПНГ с целью извлечения газового конденсата и удаления из него влаги до точки росы, исключающей гидратообразование при дальнейшем движении по газопроводу. Для эффективного отбензинивания газа на месторождениях
12
существуют установки комплексной подготовки газа и конденсата. На нефтегазоконденсатном месторождении К Томской области для подготовки нефтяного газа применяют технологию низкотемпературной сепарации, которая заключается в конденсации паров влаги и растворённых в газе тяжёлых углеводородов при температурах от минус 10 до минус 30 °С.
На месторождении К компания столкнулась с проблемой недостаточного охлаждения потока газа в летнее время на установке комплексной подготовки газа, ведущей к не полному извлечению газового конденсата и влаги, что влечет за собой снижение физико-химических показателей газа, поставляемого и транспортируемого по магистральным газопроводам, а также к перегреву основного технологического оборудования.
Актуальность данной проблемы состоит в том, что из-за недостаточно низкой температуры сепарации газа эксплуатация установки комплексной подготовки газа нефтегазоконденсатного месторождения К в летний период невозможна, что влечет за собой экономические потери, связанные с простоем оборудования и снижением добычи. В настоящее время у компании нет единого решения данной проблемы.
Поиску способа достижения требуемого качества подготовленного газа и посвящена настоящая выпускная квалификационная работа.
Личный вклад заключается в сборе исходных данных для моделирования технологий подготовки газа, проведении расчетного исследования вариантов отбензинивания и охлаждения нефтяного газа, и разработке форм представления результатов.
Новизна работы заключается в предложении использования метода низкотемпературной конденсации для понижения температуры нефтяного газа на входе в установку комплексной подготовки на месторождении К.
Практическая значимость работы в том, что при предложенном способе дополнительного охлаждения газа, установка комплексной подготовки сможет обеспечить более глубокое извлечение из него компонентов С3–С4 и, как следствие, требуемое качество товарного нефтяного газа в летний период год.

На нефтегазоконденсатном месторождении К Томской области методом
утилизации попутного нефтяного газа является его комплексная подготовка на
установке и закачка в единую газотранспортную сеть, а также получение и
реализация смеси пропан-бутан технического. Эти методы помогают добиться
снижения сжигания попутного газа до 2 % от объема его добычи.
В работе решалась задача обеспечения качества товарного нефтяного газа
на нефтегазоконденсатном месторождении К в летний период времени. Были
рассмотрены основные технологии отбензинивания газа, проведено
моделирование в программном комплексе Aspen HYSYS и выполнен
сравнительный анализ методов подготовки попутного нефтяного газа.
Установлено, что использование технологии низкотемпературной
абсорбции, где в качестве поглотителей использовались стабильный и
нестабильный конденсат на установке комплексной подготовки газа не
целесообразно. Недостаточно низкая температура в абсорбере не обеспечит
снижение содержания компонентов C3-C4.
Понижения содержания компонентов C3-C4 можно добиться с помощью
дополнительного охлаждения потока нефтяного газа, входящего на установку
подготовки, по технологии низкотемпературной конденсации с внешним
холодильным циклом. Данная технология позволила получить дополнительное
охлаждение входного потока газа на 13 оС за счет дросселяции смеси пропан-
бутана технического с 8 МПа до 0,1 МПа в испарителе на входе в установку
подготовки газа, что привело к повышению качества и снижению температуры
точки росы по углеводородам для товарного газа с 0 оС до минус 23 оС.
Преимущество данной технологии заключается в том, что для
охлаждения газа используется смесь пропан-бутана технического, полученного
непосредственно на промысловой установке стабилизации конденсата.
Таким образом, технология низкотемпературной конденсации позволит
установке комплексной подготовки газа работать в летний период времени.
Полученные результаты моделирования в программном комплексе
подтверждены математическим расчетом пропан-бутанового испарителя по
методу Кузнецова и Судакова. Было выявлено, что для получения необходимой
температуры входного потока нефтяного газа, необходим расход смеси пропан-
бутана технического порядка 18 т/ч.
Для расчета экономической эффективности установки пропан-
бутанового испарителя был произведен подбор реального аппарата.
По значению поверхности теплообмена, равного 68,4 м2, полученного
расчетом по методу Кузнецова и Судакова, был произведен подбор реального
пропан-бутанового испарителя. Выбран испаритель марки 1000ИХ-I-10-1,6-
М1/25Г-4-4-У-И производства ЗАО «НЕФТЕГАЗХИММАШ» с кожухом
диаметром 1000 мм, на условное давление в трубах 10 МПа. Поверхность
теплообмена данного испарителя составляет 69,3 м2, что соответствует
расчетным значениям.
Таким образом, модернизация действующей установки комплексной
подготовки газа даст возможность дополнительно получать 211,6 млн.м3/год
осушенного газа, 39,7 тыс.т/год СПБТ. Годовой экономический эффект составит
964 млн. рублей, а капитальные затраты по установке испарителя окупятся в
течение двух месяцев.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)