Технологии сепарации, применяемые на газоконденсатных месторождениях Западной Сибири

Технология подготовки газа должна обеспечить выполнение следующих требований, каждое из которых является приоритетным для отдельных участков газотранспортной системы [1, 2]:

• 1.    Обеспечение требований ОСТ 51.40-93 для северной и умеренной климатических зон. Для района с холодным климатом точка росы по воде не должна превышать минус 20°С, а по углеводородам – минус 10°С (в зимний период).

• 2.    Обеспечение требуемой температуры газа на входе в магистральный газопровод (МГ).

• 3.    Однофазный транспорт газа по всей протяженности МГ.

В работе были рассмотрены следующие варианты технологий промысловой подготовки газа:

• 1.    Вариант – низкотемпературная сепарация газа с турбодетандерным агрегатом (НТС с ТДА);

• 2.    Вариант – адсорбционная осушка газа с последующим охлаждением на станции охлаждения газа (адсорбция + СОГ);

• 3.    Вариант – низкотемпературная сепарация газа с парокомпрессионной холодильной машиной (НТС с ПКХМ).

Все сравниваемые технологии способны обеспечить «сухой» транспорт газа по магистральному газопроводу, но характеризуются различными технологическими показателями [2].

Технология НТС с турбодетандерным агрегатом (ТДА) среднего давления (НТС СД) разработана институтами ВНИИГАЗ и ЮНГГ. Особенностью технологии является совмещение в ТДА двух функций: одновременное достижение требуемой температуры НТС (холодопроизводящая функция) и требуемого давления газа после турбокомпрессора (барическая функция).

Технология НТС СД рекомендуется при давлении в начале МГ 7,5 МПа, что позволяет централизовать компрессорные мощности в одном цехе. Указанное давление в начале МГ обеспечивает компрессор ТДА. Давление НТС поддерживается на уровне 6 МПа при температуре от минус 25 оС (летом) до минус 30 оС и ниже (зимой). ДКС с давлением нагнетания 11,2 МПа вводится в конце 4-го года, когда давление входного газа снизится до 11 МПа. На 15-ом году, когда давление входного газа снизится до 4,2 МПА, а степень сжатия возрастет до 2,67, вводится вторая ступень ДКС. Максимальная мощность компримирования приходится на 29й год и составит 168 МВт.

Адсорбционная осушка в сочетании с СОГ и применением комбинированного адсорбента способна обеспечить выполнение всех требований. Осушка и очистка газа от тяжёлых углеводородов производится адсорбцией на силикагеле марки КС-Трокенперлен Н производства фирмы ЭНГЕЛЬХАРД. Этот адсорбент, по заявлению фирмы, обладает высокой адсорбционной активностью по воде и углеводородам, не требует высокой температуры нагрева адсорбента при регенерации (Т ≤ 290^оС), имеет высокую прочность и длительный срок службы. В России отсутствует опыт использования такого адсорбента на газах, аналогичных аптским.

Технология НТС с парокомпрессионной холодильной машиной (ПКХМ). Технология НТС ПД с ПКХМ реализует полное охлаждение газа на УКПГ до температуры минус 25…30 оС без применения турбохолодильной техники. В период эксплуатации ГП без ДКС ГКС и АВО будут работать на осушенном газе, т.е. максимально надёжно. ПКХМ сопоставима с СОГ как по энергозатратам, так и по капвложениям и, вместе с тем, способна обеспечить качество газа без громоздкого узла адсорбции. Это возможно за счёт более эффективного использования холода ПКХМ – для обеспечения требуемой температуры как НТС, так и товарного газа. Технология НТС с ПКХМ является двухреагентной – метанол и хладагент.

Технология НТС с ПКХМ обладает хорошими показателями по дожимному комплексу и вследствие разграничения холодопроизводящей и барической функции обладает высокой технологической надёжностью.

Все описанные технологии являются лишь частью технологий применяемые на месторождениях Западной Сибири, но они являются наиболее эффективными и актуальными для условий Крайнего севера.