Научно-обоснованные предложения по разработке и методам внедрения инновационных технологий утилизации выбросов, содержащих метан (стр. 8 )

1) Проведение стационарных газодинамических исследований скважин без выпуска газа в атмосферу. В основе технологии лежит использование данных телеметрических систем для фиксирования дебита и давления на устье скважины, а управление процессом испытаний осуществляется с помощью телемеханики. Это в совокупности с непосредственным замером забойного давления при помощи глубинных приборов дает возможность определения ее продуктивности, не прерывая эксплуатации. Режимы исследований устанавливаются регулировкой расхода газа элементами устьевого оборудования, например, угловым штуцером. Эксплуатационные скважины оборудованы многопараметрическими датчиками, позволяющими регистрировать, непосредственно на устье скважины, параметры ее работы: давление, температуру, расход. При этом вся аппаратура на кустах газовых скважин питается от экологически чистых источников (энергия ветра, солнца и тепла добываемого газа). Преимущества технологии (патент РФ № 000): исключается выпуск газа в атмосферу; при испытаниях суммарный дебит скважин остается постоянный; учитывается реальное взаимовлияние скважин куста работающих в один шлейф; весь газ при испытаниях поступает к потребителям; скважины контролируются в режиме «on-line» на различных уровнях отборов телеметрией. Технология позволяет проводить исследования скважин при их совместной работе в газосборный коллектор на всех возможных режимах. В результате отбор газа с куста скважин не снижается, и газ в атмосферу не выпускается.

2) Использование информационно-управляющей системы для дистанционного контроля и регулирования работы каждой скважины. Система позволяет при необходимости производить аварийную остановку скважин в автоматическом режиме и обеспечивает сокращение потерь природного газа в атмосферу при освоении и проведении газодинамических исследований скважин. Наиболее эффективна установка информационно-управляющих систем на скважинах, работающих с осложнениями из-за водопроявлений, но имеющих достаточно высокую продуктивность и большие дренируемые объемы, которые обеспечивают их продолжительную эксплуатацию вплоть до завершения разработки месторождения.

3) Использование технологии утилизации газа, которая представляет собой закрытую систему продувки скважин (с возвратом газа после продувки скважин во входной коллектор). Газ, который после продувки скважины поступил в коллектор, используется на технологические нужды в пределах промысла.

4) Повышение рабочего давления до 11,8 МПа в трубопроводах большого диаметра с внутренним гладкостным покрытием. Высокоэффективная технология транспорта природного газа на основе применения труб с внутренним гладкостным покрытием» - предназначена для улучшения гидродинамических характеристик потока транспортируемого газа и снижения расхода удельных энергозатрат при транспортировке природного газа по трубопроводам и обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления, в среднем, на 12,5 %, что при фиксированной производительности позволяет снизить необходимую мощность для транспортировки газа на компрессорной станции до 0,82 от исходного значения.

5) Применение газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с показателями энергоэффективности мирового уровня, включая современные газотурбинные двигатели с к. п.д. 32-41 % в диапазоне мощности 2-30 МВт и до 42 % в диапазоне мощности 44-50 МВт, приводит к значительному расходу топливного газа. Технология компримирования природного газа на основе применения газотурбинных ГПА укрупненной мощности предназначена для обеспечения максимальной энергоэффективности при транспортировке природного газа по магистральным трубопроводам, в том числе для сокращения удельного расхода топливного газа за счет более высокого КПД ГПА и повышения системно – технологической надежности компрессорной станции. Применение ГПА для выработки газа из отключенного участка газопровода позволит уменьшить объем стравливаемого в атмосферу природного газа до 50% и снижение выплат за выбросы метана в атмосферу.

6) Применение воздушного или электрического запуска ГПА приводит к снижению выбросов метана в атмосферу. При пуске ГПА в атмосферу поступает природный газ, затрачиваемый на работу турбодетандера, продувку контура нагнетателя и работу кранов. Технология запуска газовой турбины ГПА на основе применения воздушной компрессорной силовой установки - предназначена для замещения пускового природного газа сжатым воздухом при запуске газовой турбины и снабжения сжатым воздухом стационарных газотурбинных установок с пневматическими пусковыми устройствами – воздушными стартерами. Использование технологии позволит обеспечить сокращение до 25-35 % объема пускового газа;

На многих ГПА в настоящее время используется система запуска агрегатов сжатым воздухом или электрозапуска, что обеспечивает сокращение выбросов природного газа, затрачиваемого на работу пускового турбодетандера. Использование электрозапуска ГПА позволяет сократить выбросы метана в атмосферу на 800-1200 тыс. тонн в режиме пропускной производительности МГ. Воздушная система запуска является основной альтернативой газовому запуску на действующих КС. Конкурентоспособность системе электрозапуска и гидрозапуска проявляется только на реконструируемых КС, при технической невозможности использования электрозапуска. Потенциал сокращения выбросов природного газа (метана) равен объему газа, затраченного на проведение запуска ГПА. Дополнительные функциональные возможности – использование теплого сжатого воздуха для обогрева ГПА (в резерве, при подготовке к запуску и во время пуска агрегата), подогрева топливного газа, подачи воздуха для наддува сухих уплотнений центробежного нагнетателя, в качестве рабочего тела пневмоинструмента, что повышает привлекательность технологии.

7) Оснащение электроприводами дистанционно управляемых кранов приводит к предотвращению выбросов метана в атмосферу при перестановках запорной арматуры КС при оснащении дистанционно управляемыми электрогидравлическими приводами. В этом случае запорная арматура работает от энергии давления масла, создаваемого электрическим насосом, т. е. исключаются выбросы импульсного газа.

Расход газа при срабатывании пневматических или пневмогидравлических приводов кранов для диаметров 50 - 1420 мм находится в интервале 0,034 – 15500 м3. Величина расхода импульсного газа зависит от конструкции крана различных фирм-изготовителей.

8) Установка утилизации газов выветривания предназначена для утилизации газов выветривания путем проведения непрерывных технологических процессов, включающих отделение газов выветривания, а так же сепарацию и компримирование. Процесс включает очистку газов выветривания от водометанольной смеси с последующей подачей в сепаратор, где очищенные газы выветривания отделяются от конденсата, который направляют на установку стабилизации. В процессе эксплуатации установки негативное воздействие оказывают выбросы метана, оксида и диоксида азота, оксида углерода, сажи и образующиеся отходы (масло отработанное). Основное влияние оказывают выбросы ЗВ. Их сокращение может быть достигнуто за счет рекуперации и использования газов выветривания. Процесс утилизации газов выветривания позволяет прекратить сжигание на факеле газов выветривания, образующихся, в частности, на установках добычи и подготовки газа и газового конденсата, что сократит выбросы ЗВ в атмосферу. Кроме того, предложенный способ позволяет вернуть очищенные газы выветривания обратно в технологический цикл с последующим их использованием частично на собственные нужды предприятия, а большую их часть - для поставки потребителям, что обеспечит получение товарного продукта качества, соответствующего требованиям потребителей при минимальных затратах.

9) Внедрение схем продувок пылеуловителей при реконструкции установок очистки газа с использованием систем безрасходной продувки и сбора продуктов очистки на КС, обеспечивающих полную утилизацию газа (отработанный после продувок пылеуловителей газ можно утилизировать и использовать в виде топливного газа для ГПА или электростанций собственных нужд).

10) Технология, обеспечивающая вынос жидкости из газосборных сетей на основе их реконструкции: осуществляется замена существующих шлейфов на трубопроводы меньшего диаметра с объединением нескольких газопроводов в один коллектор и установка трехходовых кранов для запуска-приема очистных поршней.

11) Система «сухих» газовых уплотнений. В настоящее время в нефтегазовом секторе России активизировалась работа по замене масляных уплотнений на сухие газодинамические уплотнения. Основными источниками выброса метана от масляных уплотнений являются: свеча дегазатора масла и свеча от вентиляции картеров подшипников. Возможно также поступление в атмосферу утечек масла от свечей маслобака нагнетателя и маслосборника. Альтернативой традиционной системе масляного уплотнения является система сухого уплотнения. Сухие уплотнения действуют механически под воздействием противодействующих сил, создаваемых при взаимодействии газодинамических канавок и статистического давления. Во время этой операции динамические и статистические нагрузки уравновешиваются, обеспечивая стабильную ширину зазора между вращающейся и неподвижной частью уплотнения (т. е. не происходит физического соприкосновения между первичными кольцами и вращающимися сопряженными кольцами). Поскольку эти поверхности не соприкасаются, потребление энергии меньше и детали изнашиваются гораздо медленнее, что увеличивает срок службы уплотнения. Помимо экологических преимуществ, связанных с сокращением выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, применение сухих уплотнений позволяет значительно сократить затраты на эксплуатацию и повысить коэффициент полезного действия компрессора. В компании накоплен большой опыт разработки, внедрения и эксплуатации систем сухих уплотнений для нагнетателей мощностью от 4 до 25 МВт. Работа в этом направлении продолжается, планируется значительно увеличить объемы по переоборудованию нагнетателей по парку ГПА в системе Газпром. Нагнетатели новых агрегатов уже поставляются с сухими уплотнителями.

12) Применение азотных установок КС практикуется на объектах хранения газа для получения азота, который используется для продувок технологического оборудования. Передвижные азотные КС могут эксплуатироваться в различных климатических условиях при: использовании азота под высоким давлением при операциях колтюбинга; работах по ремонту скважин, когда использование азота позволяет гарантировать безопасность, сократить время ремонта и количество требуемых технологических операций; операциях, связанных со стимуляцией притока скважины; очистке и продувке трубопроводов, при опрессовке трубопроводов; удалении воды из некоторых узлов оборудования и участков трубопроводов; продувке различного технологического оборудования на установках подготовки газа КС ПХГ.