Совершенствование технологии низкотемпературной абсорбции установки комплексной подготовки газа УКПГ-1в Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения

На Ямбургском нефтегазоконденсатном месторождении (ЯНГКМ) разработка валанжинских залежей началась в 1991 г. с ввода в эксплуатацию установки комплексной подготовки газа УКПГ-1В. Подготовка продукции скважин на УКПГ-1В осуществляется по схеме низкотемпературной абсорбции (НТА) на двух технологических очередях (см. рис. 1) [1].

Продукцией установки являются сухой газ и нестабильный конденсат.

В качестве абсорбента используется конденсат первой ступени сепарации. Технологические параметры низкотемпературных абсорберов А-2: давление 5-6 МПа, температура минус 30°С.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема I и II очередей УКПГ-1В.

Предварительное охлаждение газа производится в аппаратах воздушного охлаждения (АВО), теплообменниках «газ-газ» (Т-1) и «газ-конденсат» (Т-2). Окончательное за счет расширения в турбоде-тандерных агрегатах в летний и дресселирования в зимний периоды, эжектирования низконапорного газа в эжекторах газа (Э-1). Охлаждение конденсата предусматривается в рекуперативных теплообменниках «конденсат-конденсат» (Т-3), после выделения из него в разделителях Р-1 водометанольного раствора (ВМР). Нестабильный конденсат из абсорберов А-2 дросселируется до давления 3,5 МПа и после нагрева в теплообменниках Т-3, Т-2 и отделения ВМР в разделителях Р-2 сбрасывается в буферные емкости, откуда насосами Н-20 подается в магистральный конденсатопровод [4].

Согласно имеющимся показателям разработки валанжинских залежей Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения, начиная с 2020 г., давление пластового газа окажется недостаточным для подачи конденсата первой ступени сепарации и газа из разделителей Р-1 в абсорберы А-2.

Это может привести к вынужденному переходу абсорберов А-2 на технологию низкотемпературной сепарации (НТС), которая характеризуется меньшим (на 25%) извлечением нестабильного конденсата (НК) из товарного газа, что является неприемлемым в сегодняшних экономических реалиях.

Для оценки влияния на извлечение конденсата давления и температуры в низкотемпературных абсорберах была выполнена серия расчетов в технологической модели УКПГ-1В, созданной в СТМ HYSYS.

В серии расчетов использовалась модель усредненной технологической нитки УКПГ-1В. Модель была настроена на фактические параметры работы аппаратов, экспериментальный состав НК и выходы газа и конденсата. В результате был получен состав газа на входе УКПГ, увязанный с фактическими параметрами работы оборудования и фактическим материальным балансом УКПГ. Дальнейшие расчеты выполнялись для одного и того же состава сырья УКПГ. В серии расчетов изменялись температура и давление в абсорбере А-2. Результаты расчетов удельного выхода нестабильного конденсата на газ сепарации представлены на рис. 2.

Из рисунка 2 видно, что повышения удельного выхода НК относительно фактического текущего можно достичь либо понижением температуры в НТА (что невыполнимо по причине технологических ограничений оборудования), либо повышением давления до 5 МПа. Дальнейшее повышение давления нецелесообразно с точки зрения незначительности прироста удельного выхода конденсата. Технологическим ограничением для повышения давления в НТА является отсутствие насосной орошения низкотемпературного абсорбера.

Следует отметить, что расчеты на упрощенной технологической модели УКПГ не учитывают конструкцию оборудования и рекомендации следует использовать совместно с критической оценкой возможностей действующего оборудования.

Для обеспечения оптимальной работы абсорберов А-2, выполнения требований СТО Газпром 0892010 по качеству товарного газа, а также предотвращения снижения удельного выхода нестабильного конденсата в процессе разработки месторождения, требуется проведение реконструкции УКПГ, направленной на поддержание давления газа и конденсата, выходящих из Р-1 на требуемом уровне.

Реконструкция должна включать:

– монтаж буферной емкости Е-104 для сбора НК из разделителей Р-1;

Рис. 2 . Зависимость удельного выхода НК на газ сепарации от термобарических параметров.

Рис. 3. Технологическая схема УКПГ-1В после реконструкции.

– монтаж насосов Н-20а/1, 2 (для подачи НК из Е-104 на орошение А-2).

Принципиальная схема УКПГ-1В после реконструкции представлена на рис. 3.