Влияние состава газа на степень извлечения углеводородов С5+ из сырья установки подготовки газа методом низкотемпературной сепарации (Томская область)
Объектом исследования является установка комплексной подготовки газа ХХХ нефтегазоконденсатного месторождения. Цель работы – определение технологических параметров низкотемпературной сепарации для максимального извлечения пропан-бутановой фракции и углеводородов С5+ при изменении состава сырья.
В процессе исследования проводились: моделирование технологической схемы, существующей УКПГ с помощью программного комплекса Aspen HYSYS; исследование зависимости эффекта детандирования от состава газа, давления и температуры сырья; исследование влияния состава сырья на степень извлечения жидкой фазы, оценивалась эффективность охлаждения газа в турбине ТДА.
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 10
1 Факторы, влияющие на процесс низкотемпературной сепарации ……………. 12
1.1 Влияние давления ………………………………………………………………………….. 17
1.2 Влияние температуры …………………………………………………………………….. 19
1.3 Влияние числа ступеней сепарации …………………………………………………. 19
1.4 Влияние конденсатного фактора ……………………………………………………… 19
1.5 Влияние состава сырья …………………………………………………………………… 23
2 Зависимость дроссельного эффекта от различных факторов …………………… 25
2.1 Зависимость дроссельного эффекта от состава газа, давления и
температуры исходного сырья ………………………………………………………………… 25
2.2 Зависимость дроссель-эффекта от технологии подготовки газа …………. 30
2.3 Подготовка природного газа с низким конденсатным фактором ……….. 32
3 Постановка задачи исследования ………………………………………………………….. 35
4 Объект и методы исследования …………………………………………………………….. 38
4.1 Геологическая характеристика месторождения ………………………………… 39
4.1.1 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза ………………… 39
4.1.2 Тектоника ……………………………………………………………………………….. 41
4.1.3 Нефтегазоносность ………………………………………………………………….. 41
4.1.4 Фильтрационно-емкостные свойства пород коллектора ……………… 43
4.2 Текущее состояние разработки ……………………………………………………….. 43
4.3 Характеристика программного комплекса HYSYS …………………………… 46
5 Анализ технологии отбензинивания газа для повышения технологической
эффективности подготовки газа …………………………………………………………………. 48
5.1 Анализ действующей технологии низкотемпературной сепарации газа 48
5.2 Зависимость эффекта детандирования от состава газа, давления и
температуры сырья ………………………………………………………………………………… 52
5.3 Влияние состава сырья на степень извлечения жидкой фазы …………….. 57
5.4 Оценка эффективности охлаждения газа в турбине ТДА…………………… 65
6 Финансовый менеджмент …………………………………………………………………….. 70
6.1 Расчет капитальных вложений …………………………………………………………… 70
6.2 Расчет дополнительных эксплуатационных издержек………………………….. 70
6.3 Расчет экономических показателей …………………………………………………….. 71
7 Социальная ответственность ………………………………………………………………… 75
7.1 Производственная безопасность …………………………………………………….. 76
7.1.1 Анализ вредных факторов ………………………………………………………… 76
7.1.2 Анализ опасных факторов …………………………………………………………. 81
7.2 Экологическая безопасность …………………………………………………………… 83
7.2.1 Анализ воздействия объекта на атмосферу …………………………………. 83
7.2.2 Анализ воздействия объекта на гидросферу ……………………………….. 83
7.2.3 Анализ воздействия объекта на литосферу …………………………………. 84
7.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 84
7.3.1 Анализ возможных ЧС ……………………………………………………………… 84
7.3.2 Меры по предупреждению взрыво и пожароопасной обстановки…. 84
7.3.3 Действия в результате возникшей ЧС и меры по ликвидации её
последствий ………………………………………………………………………………………… 86
7.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……. 87
7.4.1. Правовые основы экологической политики ………………………………… 87
7.4.2 Документы, регулирующие отношения природопользователя с
местной администрацией ……………………………………………………………………… 88
Заключение ………………………………………………………………………………………………. 90
Список использованных источников ………………………………………………………….. 92
Приложение А ………………………………………………………………………………………….. 95
Приложение Б …………………………………………………………………………………………… 96
Рациональная и эффективная разработка газовых, газоконденсатных месторождений, соблюдение необходимых природоохранных мер, обеспечение заданных объемов добычи газообразных и жидких углеводородов, их переработка и подготовка к транспорту согласно действующим нормам и стандартам, формирование сырьевой базы и получение прибыли являются основными целями нефтегазовых компаний.
На протяжении многих лет лидером по добыче газа является Западная Сибирь, где Томская область, являясь её неотъемлемой частью, разрабатывает газовые и газоконденсатные месторождения [18].
Сегодня Томская область входит в десятку крупнейших нефтегазодобывающих регионов России. За полвека добыто более полмиллиарда тонн ценного углеводородного сырья. К категории нефтегазоперспективных площадей относятся 72% территории нашего региона. Разведанные запасы нефти категорий А+В+С1 – 670 млн тонн, 357 млрд куб. м3 свободного, а также растворенного газа и 34 млн тонн газоконденсата [17].
Крупным газоконденсатным месторождением Томской области является X1, введенное в эксплуатацию в 1999 году. Подготовка газа ведется на установке комплексной подготовки газа и конденсата методом низкотемпературной сепарации.
Метод низкотемпературной сепарации является одним из самых распространённых и эффективных методов подготовки газоконденсатного сырья, позволяющих получать не только осушенный товарный газ, но и газовый конденсат. Данный метод позволяет без огромных начальных капиталовложений получать товарные продукты, за счет энергии пластового газа.
Помимо X1 газа, сырьем УКПГиК является газ X4 газоконденсатного месторождения, а также попутные нефтяные газы X2, X3 и X5 месторождений, которые утилизируются согласно действующего постановление правительства РФ, устанавливающего требование к нефтегазовым компаниям по утилизации
10
95% добываемого попутного нефтяного газа, и ограничивающее объем его сжигания в факелах на месторождениях и повышающее платежи за сверхлимитное сжигание газа.
При смешении газов, поступающих на установку на входе X1 УКПГиК, имеем измененный состав и конденсатный фактор. Начальный конденсатный фактор X1 месторождения составлял свыше 100 г/м3. Как известно, с годами эксплуатации конденсатный фактор снижается, что приводит к уменьшению извлечения из природного газа ценных для нефтехимии углеводородов, таких как пропан, бутан, пентан и высшие, в то время как важнейшей задачей разработки продуктивного углеводородсодержащего пласта является достижение максимальной углеводородоотдачи. Поэтому дальнейшее снижение конденсатного фактора требует рассмотрения специфики промысловой подготовки газа. В данном вопросе также огромное значение имеет влияние уноса жидкости на температуру точки росы по углеводородам, степень извлечения С5+ и другие особенности.
Как показали исследования некоторых авторов [5,9] фазовое поведение пластовых флюидов с низким конденсатным фактором имеет свои особенности. Поэтому, задача обеспечения качественной сепарации на установках НТС для газов с низким конденсатным фактором оказывается более актуальной, чем для газов с высоким конденсатным фактором, так как в настоящее время началось освоение новой группы газоконденсатных месторождений с низким содержанием углеводородов С5+ в пластовых флюидах Чаяндинского, Харасавэйского НГКМ.
Поэтому, целью работы является исследование эффективности технологии низкотемпературной сепарации газа на установке комплексной подготовки газа и конденсата X1 нефтегазоконденсатного месторождения в зависимости от состава сырья, поступающего на установку.
Для изучения влияния состава газа на степень извлечения углеводородов
С5+ была выбрана X1 УКПГиК. Сырьем установки является газ X1, X4
газоконденсатного месторождения, а также попутные нефтяные газы X2, X3 и
X5 месторождений, которые утилизируются согласно действующего
постановление правительства РФ, устанавливающее требование к нефтегазовым
компаниям об утилизации 95% добываемого попутного нефтяного газа,
ограничивающее объем его сжигания в факелах на месторождениях и
повышающее платежи за сверхлимитное сжигание газа.
Разработка залежи X1 НГКМ предусматривается на естественном режиме
эксплуатации. Организация системы ППД и закачка агентов для поддержания
пластового давления не предусматривается.
По результатам моделирования установлено:
• для газовых и газоконденсатных месторождений, использующих
технологию низкотемпературной сепарации, эффективнее проводить
детандирование сырья при пониженных давлениях. Тогда эффект
детандирования может быть в два раза выше и достигаемая температура точки
росы по углеводородам при этом ниже. Для газа X6 при входной температуре
минус 5°С и давлении 6 МПа коэффициент детандирования равен 11,2 °С/МПа,
а при давлении 3 МПа почти в два раза выше и составляет 22,2 °С/Мпа;
• высокий эффект детандирования достигается при подготовке
«тощего» газа. Так, при входном давлении 6 МПа и температуре минус 5°С,
эффект детандирования для X6 составляет 11,2°С/МПа, а для X2 8,8°С/Мпа;
• совместная подготовка газа газоконденсатного месторождения и
попутного нефтяного повышает степень извлечения углеводородов С 5+ на 12,5%,
но снижается степень извлечения пропан-бутановой фракции на 14,4%;
• при добавлении попутного нефтяного газа к X1 критическое
давление и температура смещаются за область рабочих давлений: 7 МПа, что
исключает явление ретроградного испарения при подготовке газа.
По результатам моделирования установлены оптимальные
технологические параметры турбодетандерного агрегата для большего
извлечения углеводородов С3+, что позволяет повысить увеличить степень
извлечения углеводородов С5+ на 7%, С3–С4 на 10%:
входное давление газа – 7,0 МПа,
входная температура газа – минус 15 С.
Технологический анализ работы турбохолодильной техники,
проведенный на основе статистических данных по режимам работы установки
НТС с ТДА X1 УКПГиК, позволил подтвердить возможность работы в
полученном из результатов моделирования режиме. Частота вращения вала
детандера-компрессора составит 17500 об/мин, расход газа – 210 тыс н.м3.
Экономическая эффективность: применение турбодетандерных агрегатов
позволяет получить годовой экономический эффект в размере 862,9 млн.руб.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (5 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.6 (71 отзыв)
4.7 (96 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
4.9 (20 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
