Современное состояние и эффективность работы основного промыслового оборудования на Заполярном НГКМ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ  РАБОТЫ ОСНОВНОГО  ПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

НА  ЗАПОЛЯРНОМ НГКМ 

И.В. Лебенкова, А.В. Соколовский, Д.Л. Курников 

     Промысловая подготовка природного газа на месторождении осуществляется на трех промыслах производительностью 30 − 40 млрд. м³ в год. Добываемый газ очищается от капельной жидкости и механических примесей в первичных сепараторах и далее осушается диэтиленгликолем в абсорберах. Производительность одной технологической нитки до 12 млн. м³ в сутки.

     Сеноманский газ Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения содержит не менее 99 % метана и 0,73 % азота. В капельном виде со скважинной продукцией на промыслы поступает значительное количество сеноманского углеводородного конденсата. Присутствие относительно большого количества углеводородной тяжелой жидкости в системе подготовки газа снижает эффективность аппаратов, как сепараторов, так и абсорберов.

     Анализ  количества воды поступающий с УКПГ в промстоки и расчетного значения количества конденсационной воды, свидетельствует о незначительном содержании пластовой воды в продукции скважин около 0,02 г/м³, при этом добыча воды составляет около 20 м³/сут.

     Все основные технологические аппараты УКПГ на ЗНГКМ разработаны ДОАО «ЦКБН».

     Сепараторы  ЗНГКМ оборудованы двумя сепарационными тарелками с вихревыми элементами по входу и выходу, а так же промывочной секцией с двумя массообменными тарелками. Орошение в промывочные секции не подается, поскольку минерализация водной фазы поступающей жидкости в сепараторы не высока (на ГП-1С − 0,8 г/дм³, на ГП-2С − 0,4 г/дм³ и на ГП-3С − 0,2 г/дм³).

     Величина  уноса капельной жидкости из сепараторов  лежит в пределах 20 – 40 г/тыс. м³. Работу сепараторов в настоящее время, при отсутствии механических примесей и пластовой воды в скважинной продукции, можно считать удовлетворительной, хотя проектная величина уноса капельной жидкости − 15 г/тыс. м³ не достигнута.

      Уносимая  капельная жидкость состоит из двух несмешивающихся фаз: углеводородного  сеноманского конденсата с плотностью ~ 875 кг/м³ и водометанольного раствора. Именно это обстоятельство ухудшает эффективность сепарации проектных аппаратов.

     Капельной влаги в абсорберах при имеющихся термобарических параметрах не более десяти процентов и такое её количество не может влиять на процесс осушки в серьезной степени. Более глубокое удаление капельной влаги путем повышения эффективности сепараторов практически не оправдано, так как в дальнейшем, при понижении пластового давления, доля капельной влаги будет ещё меньше.

     Модернизация  сепараторов на ЗНГКМ имеет смысл только с точки зрения апробирования технологии подготовки газа перед нагнетателями ДКС в условиях ЗНГКМ, что будет актуальным после ввода ДКС в 2015 году.

     В этом плане оправдывает себя модернизация седьмого сепаратора ГП-3С фирмой «Палл Евразия», в результате которой впервые был получен унос капельной жидкости менее 10 г/тыс. м³ и седьмого сепаратора ГП-2С фирмой ООО ИВЦ «Инжехим», где был получен унос 10 – 12 г/тыс. м³.

     Абсорберы на Заполярном месторождении оборудованы регулярной насадкой: на ГП-1С − фирмы «Sulzer Chemtech», на ГП-2С и ГП-3С − конструкции ДОАО «ЦКБН».

     Давление  в аппаратах поддерживается проектное  в пределах 76 − 78 кгс/см², температура не более 11 °С. Такие термобарические условия позволяют обеспечивать качественную осушку природного газа диэтиленгликолем с концентрацией не выше 98 %. Минерализация ДЭГа не значительна и согласуется с минерализацией ВМР на ГП-1С − 0,8 г/дм³, на ГП-2С − 0,3 г/дм³ и на ГП-3С − 0,2 г/дм³.

     Водная  фаза в капельном виде в абсорбере полностью поглощается ДЭГом. На фильтрующих секциях абсорберов улавливается практически весь выносимый с массообменной секции раствор абсорбента. В уносимой капельной жидкости с абсорберов (углеводородном конденсате) ни разу не обнаружено заметного количества водной фазы, что значительно сокращает потери абсорбента. Это явление наблюдается на всех абсорберах независимо от конструкции.

     Углеводородного конденсата в жидкой фазе поступающей  в абсорберы из сепараторов может содержаться от 15 % до 90 %, далее этот конденсат частично улавливается в абсорбере и попадает в разделитель ДЭГа, а в количестве ~ 10 мг/м³ (эта величина зависит от количества конденсата унесенного из сепаратора) уносится товарным газом. Присутствие в абсорбере второй несмешивающейся тяжелой углеводородной жидкости снижает эффективность осушки. Очевидно, что это влияние незначительно и бороться с этим явлением необходимо только ради снижения потерь углеводородного конденсата (таких потерь около одной тысячи тонн в год по ЗНГКМ).

     На  Заполярном месторождении имеется, также установка регенерации метанола (УРМ), которая спроектирована ДОАО «ЦКБН» для ЗНГКМ и находится в составе ГП-1С. Установка состоит из трех технологических ниток каждая производительностью до 5 м³/ч и успешно перерабатывает весь ВМР месторождения с заданным качеством.

     На  месторождении в составе ГП-1С  построена малотоннажная установка производства моторных топлив (УПМТ-15С), которая представляет собой двухступенчатую типовую технологию НТС до давления 7,6 МПа и температуры от минус 28 °С до минус 32 °С с последующей стабилизацией конденсата и его разгонкой с получением товарных продуктов (товарный газ, пропан-бутановая фракция, ДГКЛ (дистиллят газового конденсата лёгкий), дизельное топливо – ГШЗ (топливо газоконденсатное широкофракционное зимнее) или ГША (…арктическое), мазут (тяжёлое котельное топливо). Производительность установки по нестабильному конденсату составляет 15000 т/год.

     Установка УПМТ-15С спроектирована ДОАО «ЦКБН» для ЗНГКМ и эксплуатируется  с декабря 2004 года. Проект имеет ряд серьезных недостатков, хотя в целом технология является работоспособной. Особо нужно отметить излишне сложные конструкции основных аппаратов (совмещенный агрегат блока низкотемпературной сепарации, колонный агрегат блока разгонки конденсата). После замены проектного узла эжектирования на эжектор конструкции ФГУП «Турбонасос» установка работает стабильно с получением товарных продуктов требуемого качества.

     В ходе обследований технологического оборудования в 2009 году были получены следующие результаты (Таблицы 1,2):

      – изучены статистические данные по составу  поступающей жидкости в аппараты и её влияние на эффективность  работы сепараторов и абсорберов;

      – получены и обобщены статистические данные по содержанию пластовой воды в продукции скважин;

      – обобщены статистические данные по величине уноса капельной жидкости из аппаратов, что позволило судить об эффективности выполненных модернизаций аппаратов;

      – выполнен анализ состава уносимой жидкости из абсорберов, который показывает на отсутствие уноса абсорбента;

      – проведен анализ обследований установок УРМ и УПМТ-15С УКПГ-1С, который позволяет судить о стабильной и эффективной их работе. 
 
 

Результаты  обследований сепараторов ЗНГКМ

Таблица 1

Результаты  обследований абсорберов ЗНГКМ

Таблица 2