способ подготовки углеводородного газа к транспорту

Формула изобретения

Способ подготовки углеводородного газа к транспорту, включающий подачу газа с кустов скважин на технологическую линию трехступенчатой сепарации, охлаждение газа перед промежуточным сепаратором в первом теплообменнике и низкотемпературным сепаратором за счет второго теплообменника и дроссель-эффекта, отличающийся тем, что давление на технологической линии понижают в две ступени - вначале перед низкотемпературным сепаратором, обеспечивая в нем требуемые температуру и давление, а затем перед первым теплообменником по обратному потоку газа, до давления, при котором обеспечивают транспортировку газа на вход дожимной компрессорной станции для компримирования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газонефтяной промышленности, в частности, к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса и может быть использовано в процессах промысловой подготовки продукции газоконденсатных месторождений.

Известен способ подготовки углеводородного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации (НТС) газа (см. «Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России», А.И.Гриценко, В.А.Истомин и др., М.: ОАО Издательство «Недра», 1999, стр.372-373), включающий в себя сепаратор первой ступени, теплообменник, редуцирующее устройство, сепаратор второй ступени и трехфазный разделитель.

Недостатком данного способа является то, что охлаждение газа с использованием рекуперативного теплообменника осуществляется в одну ступень. По этой причине увеличивается количество насыщенного раствора ингибитора гидратообразования (водного раствора метанола) и затраты на его регенерацию. Кроме этого в компрессорный период эксплуатации месторождения при использовании дожимной компрессорной станции (ДКС) в конце установки подготовки газа невозможна безнасосная транспортировка нестабильного конденсата с установки.

Наиболее близким аналогом по сути к предлагаемому техническому решению является способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту трехступенчатой сепарацией (см. там же, стр.378-379), включающей подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в первой ступени газа через теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного во второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и расширяющее (дроссель или эжектор) устройство в сепаратор третьей ступени, подачу отсепарированного в третьей ступени газа последовательно через теплообменники второй и первой ступени охлаждения и отвод из сепараторов жидкости для дальнейшей подготовки. В этом способе за счет установления между сепараторами первой и третьей ступени второго сепаратора происходит сокращение расхода метанола и связанных с ним затрат.

Недостатком этого способа является также невозможность безнасосной транспортировки нестабильного конденсата на переработку в компрессорный период эксплуатации месторождения при использовании дожимной компрессорной станции в конце установки подготовки газа.

Целью изобретения является обеспечение возможности использования дожимных компрессорных станций после установок подготовки газа, обеспечение безнасосной подачи нестабильного конденсата на переработку с установки подготовки газа и увеличение выхода тяжелых углеводородов в жидкую фазу.

Поставленная цель достигается следующим образом. В способе подготовки газоконденсатной смеси к транспорту трехступенчатой сепарацией, включающем подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в первой ступени газа через теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного во второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и расширяющее (дроссель или эжектор) устройство в сепаратор третьей ступени, подачу отсепарированного в третьей ступени газа последовательно через теплообменники второй и первой ступени охлаждения и отвод из сепараторов жидкости для дальнейшей подготовки, в отличие от прототипа установка дополнительно снабжена дросселем, которым понижается давления газа сепарации и обеспечивается дополнительное получение холода, вход которого соединен с выходом теплообменника Т-2 по обратному потоку газа, а выход дросселя соединен с входом в теплообменник Т-1.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом

Продукцию газоконденсатных скважин по трубопроводу 1 подают в сепаратор первой ступени 2, где из него отделяют механические примеси, воду и жидкую углеводородную фазу.

Жидкую фазу с низа сепаратора первой ступени 2 по трубопроводу 3 отводят для дальнейшей подготовки, а отсепарированный газ по трубопроводу 4 отводят с верха сепаратора 2 и подают в рекуперативный теплообменник первой ступени охлаждения 5.

После охлаждения в теплообменнике 5 газожидкостную смесь для разделения газа и жидкости по трубопроводу 6 подают в сепаратор второй ступени 7.

Жидкую фазу с низа сепаратора 7 по трубопроводу 8 отводят для дальнейшей подготовки, а газовую фазу с верха сепаратора 7 по трубопроводу 9 для дальнейшего охлаждения подают в рекуперативный теплообменник второй ступени 10. Далее этот газ подают по трубопроводу 11 для охлаждения за счет его расширения в редуцирующее устройство 12. Охлажденную газожидкостную смесь по трубопроводу 13 подают в сепаратор третьей ступени 14.

Жидкую фазу с низа сепаратора 14 по трубопроводу 15 отводят для дальнейшей подготовки, а газовую фазу с верха сепаратора 14 по трубопроводу 16 подают для нагревания в теплообменник 10. Далее этот газ по трубопроводу 17 подают для охлаждения за счет его расширения в редуцирующее устройство 18. Охлажденный газ подают по трубопроводу 19 для нагревания в теплообменник 5 и далее на выход из установки.

Для оценки эффективности предложенного способа по сравнению с аналогом-прототипом были проведены исследования. На технологическую линию установки низкотемпературной сепарации (УКПГ-2В Уренгойского месторождения) подавали пластовую продукцию газоконденсатного месторождения в количестве 95 тыс. м³/ч.

Результаты проведенных исследований по обработке газоконденсатной смеси по прототипу и по предлагаемому техническому решению приведены в табл.1. В исследованных режимах давление и температура сырья на входе в сепараторы первой ступени составили соответственно 7,5 МПа и 12°С. Температура газа в сепараторах третьей (низкотемпературной) ступени поддерживалась на уровне минус 30°С.

В существующей технологии, при поддержании давления в низкотемпературном сепараторе на уровне 6 МПа, температура в нем составляла около 21°С, при этом потери углеводородов С_3+в и С _5+в с газом сепарации были соответственно 64 г/м ³ и 7 г/м³. Для обеспечения в третьей ступени сепарации требуемой температуры (минус 30°С) давление поддерживалось на уровне 4,5 МПа, а перепад давления между входом в установку подготовки газа и сепараторами третьей ступени 3 МПа. В предлагаемой новой технологии, для обеспечения требуемой температуры (минус 30°С) в низкотемпературной ступени сепарации, давление поддерживается на уровне 6 МПа, при этом потери углеводородов С_3+в и C_5+в с газом сепарации составили 53 г/м³ и 4,2 г/м ³. Перепад давления между входом в установку подготовки газа и сепараторами третьей ступени соответствует 1,5 МПа. Из полученных данных следует, что давление в сепараторах третьей ступени по предлагаемому способу можно поддерживать на 1,5 МПа выше, чем по прототипу.

Таким образом, по предлагаемой технологии на Уренгойском месторождении возможно использование дожимных компрессорных станций на объединенном потоке газа, прошедшего подготовку на отдельных УКПГ, что приведет к экономии капитальных затрат от укрупнения ДКС.

Параметры работы установки низкотемпературной сепарации по прототипу и предлагаемому техническому решению
Параметр	Давление на входе установки	Температура в низкотемпературном сепараторе	Максимально возможное давление в низкотемпературном сепараторе	Давление на выходе из установки
	МПа	°С	МПа	МПа
По прототипу	7,5	-30	4,5	4,5
По предлагаемому техническому решению	7,5	-30	6	4,5