Повышение эффективности технологии подготовки нефтяного газа на нефтегазоконденсатном месторождении
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.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.7 (82 отзыва)
4.8 (2878 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
4.5 (9 отзывов)
4.9 (522 отзыва)
4.1 (20 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
5 (174 отзыва)
