Разработка оборудования для подготовки газа, добываемого из ачимовского горизонта
Большая глубина залегания ачимовских горизонтов обуславливает специфические свойства добываемого газа: аномально высокое давление и температуру газа, большое содержание в газе углеводородного конденсата (до 416 г/куб. м), а также большое содержание парафина в газовом конденсате (до 7%). Также имеются отрицательные моменты, связанные со спецификой процесса подготовки газа (низкотемпературная сепарация), которые могут усугубить ситуацию при наличии парафина в газовом конденсате. Эти факторы могут привести к осложнениям при эксплуатации оборудования, и требуются нетрадиционные решения при проектировании технологии и оборудования для обеспечения надежности работы.
При разработке технологического процесса ЦКБН были учтены специфические свойства сырьевого газа. Для минимизации возможных осложнений в работе технологического оборудования при разработке технологической схемы принято решение о максимальном отделении парафинсодержащего конденсата во входных аппаратах. В качестве метода подготовки природного газа на месторождении реализован трехступенчатый метод низкотемпературной сепарации (НТС), который обеспечивает одновременно подготовку газа и извлечение тяжелых углеводородов. Применение трех ступеней сепарации обусловлено большим количеством жидкости во входном флюиде (как капельной, выносимой из пласта, так и содержащейся в паровой фазе в газовом потоке) и необходимостью защитить от этой жидкости технологическое оборудование для создания нормальных условий протекания технологических процессов (теплообмен, сепарация). Для предотвращения образования гидратов в качестве ингибитора используется метанол, что является традиционным для России. Для повторного использования метанола в технологической схеме реализован способ утилизации водометанольного раствора (ВМР) методом ректификации насыщенного раствора метанола (отдувки) из низкотемпературной ступени сепарации, позволяющий снизить расход ингибиторов гидратообразования и отказаться от классических подходов к регенерации отработанных растворов ингибитора. В этих целях предусмотрены дополнительные секции во входном (первом по технологическому потоку) сепараторе для отдувки легколетучего ингибитора в технологический поток газа. Применение отдувочной технологии позволило добиться экономии дорогостоящего реагента (метанола), а также утилизировать ВМР непосредственно в технологии НТС без строительства установки регенерации ингибитора гидратообразования.
Для реализации технологических решений ЦКБН было разработано уникальное блочно-комплектное технологическое оборудование. Входной сепаратор совмещает в себе несколько технологических функций:
- высокоэффективное отделение от газа капельной жидкости и механических примесей;
- улавливание жидкостной пробки (в случае залпового выброса);
- отдувка метанола;
- промывка газа от следов парафина.
Сепаратор входной для осушки газа ачимовского горизонта
Объединение в одном блоке низкотемпературного сепаратора и высокоэффективного разделителя жидкой смеси «конденсат-ВМР», имеющего модуль тонкослойных насадок, позволило получить экономический эффект от сокращения объемов строительно-монтажных работ.
Впервые технологическое оборудование для подготовки ачимовского газа было применено на УКПГ-31 Уренгойского месторождения. Проведенные в 2009 году обследование режимов и испытание оборудования позволили сделать следующие выводы:
- сепарационное, разделительное и теплообменное оборудование обеспечивает эффективную работу с проектными показателями;
- оборудование по утилизации метанола позволяет полностью утилизировать ВМР из низкотемпературной ступени сепарации внутри технологической схемы;
- в целом разработанная ЦКБН и впервые примененная на УКПГ-31 технологическая схема обеспечивает подготовку товарных продуктов до требуемого качества и может быть рекомендована для применения при обустройстве новых объектов добычи газа ачимовских горизонтов.