Осложнения, при сборе углеводородного сырья и пути их ликвидации на месторождениях Северной бортовой зоны Прикаспия (стр. 3 )

С целью предотвращения образования гидратов в каждую манифольдную и тестовую линии предусмотрена подача метанола. Для этого на УКПГ-2 предусмотрена установка хранения и дозирования ингибитора гидратообразования.

На УКПГ-2 осушка газа и достижение требуемой точки росы по воде осуществляется комбинированием процессов дегидратации гликолем и НТС.

Из практики использования ДЭГа в качестве сорбента для осушки газов от влаги установлено, что его потери при регенерации наименьшие по сравнению с другими гликолями и составляют 40 г/тыс м3.

Выбор того или иного абсорбента проводится на основе технико-экономических расчетов. В любом случае обеспечивается точка росы по воде минус 60°С при давлении 7.0 МПа. Такой глубиной осушки газа снижается до минимума возможность осложнений из-за гидратообразования при транспорте и в системе нагнетания газа.

В первой фазе при НТС используется эффект Джоуля-Томпсона, а во второй фазе газ охлаждается в пропановых холодильниках, когда из-за низкого давления невозможно будет достичь охлаждения за счет расширения самого газа. В обоих случаях достигается точка росы по углеводородам минус 9.3°С при давлении 7.34 МПа.

КПК

С целью предотвращения образования гидратов в каждую манифольдную и тестовую линии предусмотрена подача метанола.

Осушка газа и достижение требуемой точки росы по воде осуществляется дегидратацией гликолем (процесс DRIZO) и твердым адсорбентом (силикагелем), а также НТС.

Часть потока газа с установки контроля точки росы низкого давления перерабатывается на установке очистки газа, с целью извлечения серы и сепарации жидкостей. Активированный абсорбер МДЭА будет снижать концентрацию Н2S до 0.0004 %, а концентрацию СО2 до 1.2% или 2%.

Дальнейшая осушка сероочищенного газа на продажу и контроль углеводородной точки росы производится адсорбцией силикагелем. Силикагелевые установки компактны и снижают точку росы в широком диапазоне рабочих условий. Несложен процесс регенерации силикагеля. Силикагелевая установка обеспечит требованиям спецификации газа на продажу.

Требования спецификации газа на продажу следующие:

Углеводородная точка росы минус 10°С при давлениях 0.1-8.0 МПа

Точка росы по воде минус 20°С при давлении 8.0 МПа

Содержание H2S ниже 13 частей на млн

Содержание меркаптановой серы ниже 25 частей на млн

На технологических линиях УКПГ-2 и КПК, после гликолевого абсорбера, на требуется дополнительных мероприятий по предупреждению образования гидратов в связи с тем что газ осушен до точки росы по воде минус 60°С при давлении 7.0 МПа.

Образование гидратных пробок возможно в течение длительного времени, и отсутствие заметного влияния гидратообразования в начальный период нельзя рассматривать как гарантию от появления гидратных пробок в дальнейшем.

На практике трудно определить толщину пленки, характеризующую возможность появления гидратных пробок, поэтому для контроля за состоянием газопровода необходимо регулярное измерение распределение давления, температуры и влагосодержания газа вдоль трассы магистрали. На участках газопровода, где возможно образование гидратов устанавливаются устройства для ввода метанола.

Для предотвращения скопления влаги в газопроводе обеспечивается скорость газа не менее 4 м/с, который учитывается при проектировании строительства газопровода исходя из профиля добычи продукции.

Очистка внутренней полости газопровода от накопленной жидкости осуществляется очистными поршнями. Для этого газопроводы оборудуются узлами запуска и приема поршней.

Газопроводы оснащаются системами контроля давления и температуры согласно ТУ.

При эксплуатации газопровода предупреждение и ликвидация гидратов осуществляется как и на существующем газопроводе УКПГ-3 - ОГПЗ (см. подраздел «Газопроводы УКПГ-3 - ОГПЗ».

В таблицах 3.1 и 3.2 приведены значения концентраций метанола в зависимости от температуры газа в различных участках системы сбора и подготовки газа.

Таблица 3.1. Концентрация метанола для предупреждения гидратообразования в шлейфах (Р = 14 МПа)

1	Температура,°С	10	15	20
2	Требуемое снижение температуры образования гидратов, °С	11.4	6.4	1.4
3	Концентрация метанола, % масс.	23	17	7

Таблица 3.2. Концентрация метанола для предупреждения гидратообразования в НТС (Р = 9 МПа)

1	Температура,°С	-10	-5	0	5	10
2	Требуемое снижение температуры образования гидратов, °С	28.5	23.5	18.5	13.5	8.5
3	Концентрация метанола, % масс.	48	41	36	28	20

По расчетам выполненным для фиксированного значения давления (14 МПа) и диапазона температур 10-22°С расход метанола составляет (см. таблицу 3.3).

Максимальная температура соответствует граничнымусловиям

гидратообразования в системе газ-вода.

Таблица 3.3. Расход метанола при давлении 14 МПа

Температура, °С	22	21	20	19	18	17	16
Расход метанола, кг/1000м3	0	0.312	0.563	0.781	0.937	1.122	1.250
Температура, °С	15	14	13	12	11	10
Расход метанола, кг/1000м3	1.350	1.471	1.560	1.630	1.680	1.720

Вследствие утечек при транспортировке, испарения при хранении и проведении операций, не связанных с предупреждением гидратообразования, дополнительные затраты метанола составляют около 0.240 кг/1000 м3 газа.

Итоговый удельный расход метанола с учетом потерь по указанным причинам составил 2.510 кг/1000 м3 газа.

В работе выполнены расчеты необходимого количества метанола для подачи в различные точки технологической цепочки с учетом термобарических условий, влажности добываемой продукции, растворимости метанола в газе и конденсате. При длительной остановке шлейфа, без стравливания газа, необходимо подавать метанол 1.850 кг/1000 м газа. Перед теплообменниками "газ-газ" необходимо подавать метанол 0.6кг/1000 м3 газа.

По расчетам, проведенным для надежной работы необходимо обеспечить следующие концентрации метанола:

-  в сепараторе НТС (С-02А) необходимо поддерживать концентрацию метанола в водной части жидкой фазы не ниже 41%;

-  в конденсатопроводе необходимо поддерживать концентрацию метанола в водной части жидкой фазы продукта не ниже 20%.

Карачаганакской производственной структурой (КПС) в мае 2007 года на УКПГ-3 проводилась работа по оптимизации расхода химических реагентов на УКПГ-3.

Расход метанола был снижен на 60%, перед сепаратором 1 ступени расход КИГИК уменьшен до 37% от регламентного, а на всех остальных точках до 75%. Таким образом расход метанола и ингибитора коррозии для каждой технологической линии был сокращен с 9 м3/сут до 5.7 м3/сут. (1.2 м3/сут перед сепаратором 1 ступени, 3.6 м3/сут перед сепаратором 2 ступени и 0.9 м /сут для всех остальных точек). Но в осенний период 2010 г это повлекло к ускорению скорости коррозии оборудования и частым гидратообразованиям. После чего увеличена дозировка КИГИК до 80% от раннее подаваемого.

В итоге расход метанола на УКПГ-3 уменьшен до 1.68 кг/1000 м3 газа.

Фактический расход метанола на УКПГ-3 за время ОПЭ представлен в таблице 3.4 и таблице 3.5

Таблица 3.4. Фактический расход метанола на УКПГ-3 за 2006-2009гг

и за 5 месяцев 2010 г

Год	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010, за 5 мес
Добыча	Газа	млрд. м	3.94	3.48	1.65	2.58	1.98	2.67	2.32	1.455
Конденсата	млн. т	3.84	3.3	1.67	2.47	1.86	2.32	2.08	1.333
Расход метанола	Всего	тн	11724.4	8559.9	4339.3	6576.1	5890.8	5890.3	3461.9	2315.7
Удельный расход	кг/ 1000м3 газа	2.976	2.460	2.630	2.549	2.975	2.206	1.492	1.592

Расход метанола для ингибирования скважин связан, в основном, с использованием его в качестве носителя ингибитора коррозии. Для предупреждения коррозии подземного оборудования и шлейфов применяется 20% раствор ингибитора коррозии ИКТ-1 в метаноле. Расход метанола на эти цели и для ликвидации гидратов за 2009-2010 гг представлен в таблице 3.5

Таблица 3.5. Фактический расход метанола на ингибирование скважин за 2009-2010г. г.

	2009	2010	За пять месяцев 2010
Фонд скважин	Кол-во скв	Расход метанола	Расход на 1 скв	Кол-во скв	Расход метанола	Расход на 1 скв	Кол-во скв	Расход метанола	Расход на 1 скв
Эксплуатационный	81	336.112	4.150	91	328.85	3.614	92	164.7	1.790
Действующий	36	207.252	5.757	35	160.63	4.589	36	115.51	3.209
Бездействующий	45	128.86	2.864	56	168.22	3.004	56	49.19	0.878

При работе технологический линий подготовки газа на УКПГ-3 гидраты обычно образуются между выходом теплообменника «газ-газ» и клапаном Джоуля-Томпсона, а также после клапана Джоуля-Томпсона и установки НТС. Расход метанола для этих участков практически можно определить. Исходя из условий гидратообразования входного газа и допуская самый неблагоприятные условия до клапана Джоуля-Томпсона (12.5 МПа) и после, а также предполагая максимальное содержание метанола в газовой фазе, расход метанола определяется по графикам на рисунках 3.1 и 3.2, исходя из условий, что: