Сбор и подготовка газа и нефти
Промысловый сбор и подготовка нефти и газа как начальный этап обработки сырья имеет существенное значение в промышленности всего ТЭК.
Ознакомиться и обсудить векторы развития нефтедобывающей отрасли и стать непосредственным участником ключевых событий возможно на выставке «Нефтегаз».
Особенности сбора и подготовки нефти и газа
Из нефтяных и газовых скважин добываются не чистые продукты, а их эмульсия, в которой присутствуют пластовая вода, попутный газ и различные твердые примеси: песок, цемент, горные породы, окалина.
По мере того как проводится сбор и подготовка нефти, газа и воды, меняются их характеристики:
- Пластовая нефть – сложная смесь жидких и газообразных углеводородов из нефтеносного пласта. Под действием температуры и давления она может распадаться на жидкую и газовую фазы.
- Сырая нефть – углерод и водород, смешанные в форме битума, жидкости или природного газа. Залегает в осадочных и сланцевых горных породах.
- Товарная нефть. Уже готовый к транспортировке, подготовленный, обезвоженный и дегазированный продукт.
Перед направлением в нефтепровод в целях экономии средств и повышения эффективности производства сырье подвергают специализированной подготовке, для того чтобы обессолить, обезводить, провести дегазацию и отфильтровать твердые частицы.
Системы сбора и подготовки нефти и природного газа
После поднятия пластового сырья на поверхность его направляют в системы сбора и подготовки нефти и газа. Их вид и тип зависят от проекта обустройства месторождения, разработанного специалистами.
Системы, целью создания которых является сбор и подготовка нефти и газа, представляют собой сложный комплекс нефтепромышленного оборудования: трубопроводов, технического оснащения для управления, измерительных установок, сепараторов и резервуаров.
Сбор и подготовка газа и нефти может осуществляться с помощью следующих видов систем:
- Самотечная двухтрубная система, осуществляющая сбор нефти и газа. Разделяет продукцию скважин при невысоком давлении. Газ передается компрессорам, а нефть, смешанная с водой, собирается в резервуарах. Хотя самотечное движение эмульсии уменьшает затраты на электроэнергию и перемещение, она имеет несколько недостатков: небольшая скорость движения запарафинивает трубопроводы, что понижает коэффициент пропускания жидкости, а негерметичность резервуаров увеличивает потерю углеводородов до 3%. На сегодняшний день такие системы остались исключительно на старых месторождениях.
- Высоконапорная однотрубная система сбора. Возможна для осуществления только в пластах с высоким показателем давления. Совместно транспортирует нефтяные эмульсии на расстояние в несколько десятков километров при помощи высоких устьевых давлений. Сбор и подготовка газа на месторождении с применением такой системы становится необязательной и позволяет провести все комплексные операции централизованно. Это очень выгодно, так как не только позволяет сэкономить на строительстве насосных и компрессорных станций (ведь утилизация попутного газа производится в самом начале разработки пласта), но и концентрирует технологическое оборудование для удобства переработки. Однако большое число циклов нагружения и разгрузки трубопровода негативно сказывается на их состоянии, работе сепараторов и контрольно-измерительных приборов.
- Напорная система сбора. Отличается однотрубным транспортом сырья на участковые сепарационные установки, которые могут располагаться на расстоянии 7 км от месторождения, и последующим транспортом нефтегазовой эмульсии в однофазном состоянии до ЦСП на расстояния более чем 100 км. Использование такой системы сбора и подготовки газа также позволяет, кроме концентрации производственных мощностей и снижения затрат на постройку дополнительных станций и перекачку, увеличить пропускную способность транспортной системы. Это происходит в связи со снижением вязкости энергоресурса. Недостатком такой системы можно назвать необходимость использования отработанной пластовой воды для поддержания давления на месторождении, а ее обратная транспортировка занимает определенное количество ресурсов.
Сегодня благодаря развитию технологий появилась возможность избежать всех недостатков той или иной системы.
Сбор и подготовка газа и газового конденсата на промыслах осуществляется различными способами:
- линейным;
- кольцевым;
- групповым.
Определяют выбор схемы, по которой будет проведен сбор газа на промысле, ориентируясь на различные факторы:
- геологические и геофизические характеристики нефтеносного пласта;
- состав и свойства сырья, извлекаемого из скважин;
- метод, при помощи которого газ и газовый конденсат будет подготовлен к транспортировке;
- характер конечной продукции;
- промысловую подготовку нефти и газа.
Сбор, подготовка и транспортировка газа и нефти – комплексная задача, требующая многих структурных элементов и узлов, полностью зависящая от качества техники. Магистральные трубопроводы не предназначены для транспортировки необработанных нефтяных и газовых эмульсий.
Транспортировка пластовой воды не увеличивает доход и сама она усиливает коррозию, а совместное течение нефти, газа и воды приводит к потере давления.
Промысловая подготовка нефти включает в себя такие этапы:
- Дегазация – проводится в сепараторах для отделения газа от нефти. От количества ступеней сепарации зависит объем извлечения дегазированного продукта из одного и того же количества пластовой эмульсии. Обычно достаточно провести очистку два-три раза.
- Обезвоживание – осуществляется различными методами: или гравитационным холодным разделением в действии поля центробежных сил или под термическим термохимическим, электрическим воздействием.
- Обессоливание путем смешения обезвоженной нефти с пресной водой и повторение этой операции с вновь полученной эмульсией. В связи с тем, что даже после проведения дегидратации некоторое количество воды, содержащей раствор солей, все равно продолжает содержаться в нефти. При смешении с пресной водой соли распределяются по всему ее объему, и, следовательно, их средняя концентрация в воде уменьшается.
- Стабилизация – отделение от нефтепродукта легких фракций бензина, пропана и бутана для снижения показателя потерь нефти при ее дальнейшей транспортировке.
После того как был осуществлен сбор газа на месторождении, в нем все еще находятся примеси твердых частиц, воды, углеводородов и в некоторых случаях сероводорода.
Перед транспортировкой и использованием продукту требуется очистка:
- От механических примесей. Чтобы не повредить трубопровод, проводится аффинирование методом или «мокрого» улавливания пыли, используемым в масляных пылеуловителях, или «сухого» отделения, характерным для циклонных пылеуловителей.
- От пластовой воды. Для того чтобы избежать коррозии и образования гидратов в трубопроводах. Может осуществляться методами охлаждения, абсорбции и адсорбции.
- От сероводорода. Ядовитая примесь совместно с влагой способна образовывать растворы сернистой и серной кислот, резко увеличивающих скорость коррозии труб, арматуры и оборудования. Может проводиться как методом адсорбции с использованием гидрата окиси железа и активированного угля, так и с использованием абсорбента, который вступает в химическую реакцию с сероводородом, забирая продукт реакции с собой. Очищенный газ при такой схеме в конце проходит через скрубберную установку для улавливания капель абсорбента.
- От углекислого газа. Чтобы не дать понизиться температуре сгорания газа и воспрепятствовать коррозии оборудования. Чаще всего очистка газа от СО2 проводится в то же время, что и фильтрация от сероводорода.
Современные технологии сбора и подготовки газа и нефти на выставке
Добыча, транспортировка, сбор и хранение нефти и газа будут широко обсуждаться на международной выставке «Нефтегаз», организованной ЦВК «Экспоцентр» в Москве.
Кроме форума с ведущими специалистами и представителями крупнейших компаний нефтепромышленности участники смогут посетить выставку, на которой будут представлены разработки и технологии лидеров топливно-энергетического комплекса.
Ведущее событие отрасли, имеющее историческое значение, уже который год собирает участников из разных стран для формирования вектора развития ТЭК и нефтепромышленности на ближайшее будущее.
Механизм добычи и подготовки газа нефтиУстановки комплексной подготовки газа