Система сбора и подготовки газа на примере 13 УКПГ Уренгойского месторождения
На месторождении принята следующая конструкция скважины:
– удлиненное направление D=426 мм, Н=200 – 250 м;
– кондуктор D=325 мм, Н=600 м;
– эксплуатационная колонна, D=168 мм;
– лифтовая колонна (НКТ), D=114 мм.
Направление перекрывает многолетние мерзлые породы, которые в верхней части представлены песчаными породами, сцементированными льдом. Кондуктор должен перекрывать подмерзлотную зону, способную поглощать жидкость, заполняющую скважину при ее герметизации.
Эксплуатация скважин ведется по лифтовым колоннам, спускаемым до нижних отверстий перфорации и оснащенных пакерами с надежными якорными устройствами, циркуляционными и ингибиторными клапанами.
Для оборудования устья скважин используются колонные головки 324219 или 245168 мм, фонтанная арматура АФК-6–150/100–210 ХЛ или АФК-6–100/100–210 ХЛ и аpматуpа фиpмы «Итабаси». Регулирование отбора газа по скважинам осуществляется на основе утвержденных «Технологических режимов работы газовых скважин», которые разрабатываются и ежеквартально корректируются геологической службой УГПУ. Сбоp пpиpодного газа от кустов осуществляется по лучевой схеме с помощью системы кустовых газосбоpных шлейфов, коллектоpов.
4. Технологическая схема сбора и подготовки газа к дальнему транспорту
4.1 Общая характеристика системы подготовки газа
месторождение газ транспорт геологический
Для сбора газа от скважин на УКПГ-13 применена коллекторно-кустовая схема, которая позволила значительно снизить затраты на строительство шлейфов и обустройство внутри промысловых дорог. УКПГ-13 входит в комплекс действующих установок осушки газа сеноманской залежи Уренгойского месторождения.
Схема сбора газа на УКПГ-13 представлена на рисунке 4.1. Подготовка газа к транспорту заключается в отделении из него газового конденсата, пластовой воды с растворенным в ней метанолом и механических примесей с последующей осушкой его диэтиленгликолем (ДЭГ). Установка осушки состоит из 6 однотипных технологических ниток, оснащенных многофункциональными аппаратами (МФА) серии ГП-502–00.000 номинальной производительностью 10 млн. м3 газа в сутки.
Подготовка природного газа к транспорту осуществляется по цепочке: куст – шлейф – ЗПА – УКПГ – ДКС (I очереди) – СОГ – МПК.
После пуска ДКС (II очереди) будет осуществляться следующая цепочка: куст – шлейф – ЗПА – ЦОГ – ДКС (II очереди) – УКПГ – ДКС (I очереди) – СОГ–МПК.
Промысловая подготовка газа должна обеспечивать температуру точки росы по влаге Tр = минус 20°С зимой и Tр = минус 10 °С летом (согласно требованиям ОСТ 51.40–93). В период падающей добычи, в связи с ухудшающимися условиями гликолевой осушки газа на установках комплексной подготовки (падение давления, повышение температуры контакта газ – ДЭГ) становится все более проблематичным достижение требуемых показателей качества газа. Поэтому в последнее время все чаще встает вопрос об оптимизации параметров осушки газа.
Рисунок 4.1 – План сбора газа на УКПГ-13
Основные характеристики и показатели УКПГ-13
- производительность УКПГ-13 (согласно проекту) – 15 млрд. м3/год;
- количество кустов скважин – 30;
- количество действующих скважин – 64;
- общий фонд скважин – 77;
- осушка газа по влаге – гликолевая, концентрация гликоля 99,3%;
- влагосодержание газа – до 0,66 г./ст. м3;
- осушитель газа – диэтиленгликоль (ДЭГ);
- регенерация гликоля – паровая, вакуумная;
- ингибитор гидратообразования – метанол (СН3ОН).
4.2 Узел ввода газа на установку комплексной подготовки
Природный газ от скважин по шлейфам Ду = 150 с давлением Р = 5,73+5,75 МПа поступает в газовые коллекторы кустов Ду = 300, Ду = 500, по которым подается на два крыла здания переключающей арматуры ЗПА – 1, ЗПА – 2.
В ЗПА осуществляется отключение кустов газовых скважин от ДКС, переключение кустов на факел, переключение узлов ввода шлейфов с куста на куст. При необходимости продувки шлейфов на факел закрывается запорный кран Ду=300 на линии подачи сырого газа в общий коллектор Ду=1000 и открывается кран Ду=3 00 на факел. В каждом крыле ЗПА находится по 7 узлов ввода шлейфов и по две панели распределения метанола (ПРМ) типа ПРГ-3, ИНГ. Здесь же производится распределение метанола по кустам газовых скважин, коллекторам кустов скважин и в факельные коллектора Ду=300.
Метанол используется в качестве ингибитора гидратообразования. При транспортировке газа по шлейфам (от кустов до УКПГ) происходит его охлаждение за счет теплообмена с окружающим грунтом, а также незначительного дросселирования за счет потерь давления на трение. Поскольку газ находится в условиях полного насыщения влагой (относительная влажность 100%), при снижении температуры возможно гидратообразование, особенно в зимнее время года. Для предотвращения гидратообразования и ликвидации гидратных пробок предусмотрена централизованная система подачи метанола. Метанол подается:
- в шлейфы кустов;
- на ЗПА-1 и ЗПА-2 перед запорной арматурой;
- на ЗПА в факельный коллектор перед запорным краном Ду=300, Ру=110;
- на входы технологических ниток перед шаровыми кранами Ду=400;
- в коллектор сухого газа перед краном Ду=1000, Ру=80.
Подача метанола в точки ввода осуществляется дозировочными насосами Н-503 со склада метанола через панели распределения метанола ПРМ, установленные на ЗПА.
На пульте УВК в операторной предусмотрена сигнализация при снижении давления метанола на ПРМ ниже допустимого. В скважины на период освоения метанол вводится из расчета 1,5 кг на 1000 м3 газа в первое время работы, а в дальнейшем расход метанола определяется в зависимости от термодинамических условий в системе сбора в соответствии с расчетными нормами ингибирования.
Здание переключающей арматуры расположено на расстоянии не менее 350 м от технологического корпуса. Этот разрыв предусмотрен на случай создания в технологическом корпусе аварийной ситуации.
На каждом коллекторе газовых кустов на ЗПА до регулирующих штуцеров производятся замеры:
– температуры газа с выводом показаний и регистрацией значений на дисплее;
– давление газа с показанием и регистрацией значений на дисплее и сигнализацией понижения давления газа.
Природный газ с ЗПА проходит отсечные краны Ду=300 с дистанционным управлением и собирается в общий коллектор Ду=1000, откуда через краны Ду=1000 по двум коллекторам подается на ДКС II очереди в цех очистки газа (ЦОГ).
4.3 Цех очистки газа (ЦОГ)
Назначение цеха очистки – очистка газа перед первым цехом ДКС от капельной влаги и мехпримесей в соответствии с требованиями ТУ 26–12–638–82 (отсутствие капельной влаги, запыленность газа – 5 мг/м3).
Установка очистки газа состоит из двух ступеней:
- I ступень сепарации предназначена для отделения от газа основного количества конденсата, пластовой и конденсационной воды (грубая очистка) в сепараторах ГП 554.00.000 производительностью 10–20 млн. м3/сут. (расчетное давление 6,3 МПа).