Системы сбора и подготовки газа

Добываемые из газовых месторождений природные газы содержат наряду с углеводородами азот, углекислоту, серо­водород, гелий, аргон, пары воды, капельную пресную и минерализованную воду, а также механические примеси — частицы породы и тампонажного цемента. Нередко с газом длительное время выносятся из пласта ингредиенты бурово­го раствора, проникшего в коллектор в процессе бурения скважины.

Требования, предъявляемые к качеству природного газа, зависят от его назначения [32].

Рис. 4.7. Сепаратор с предварительным отбором газа и жалюзийными насадками: 1 — подводящий трубопровод; 2 — вилка для предварительного отбора газа; 3 — каплеуловитель; 4 — жалюзийные насадки; 5 — газопровод с регулято­ром давления; 6 — предохранительный клапан; 7 — корпус сепаратора; 8 — поплавок; 9 — пеногаситель; 10 — наклонные полки; 11 — диффузор

Природный газ, поступающий в ЕСГ, должен содержать не более 2 г сероводорода на 100 м³ (при стандартных усло­виях). Точка росы должна быть ниже температуры в газопро­воде. Наиболее детально разработаны нормы содержания в природном газе паров воды. Согласно отраслевым стандар­там, природный газ надо осушать в зависимости от времени года, климатического пояса, в котором проложен газопровод, и максимального давления в нем. Ниже приведены основные требования к степени осушки природного газа.

Несоблюдение требований, предъявляемых к качеству при­родного газа, приводит к порче оборудования, к большому перерасходу средств, а иногда и к авариям, убыток от кото­рых не всегда поддается точному учету.

Необходимо отметить, что некоторые компоненты природ­ного газа в зависимости от конкретных условий могут пере­ходить из категории вредных примесей в разряд ценных ингредиентов.

Выбор системы сбора зависит от запасов и состава газа, от формы залежи, размещения и продуктивности скважин, пластового давления и многих других факторов. При выборе системы сбора и подготовки газа следует учитывать также, что со временем давление в залежи будет снижаться, состав газа и конденсата изменяться, а отбор газа из залежи посте­пенно нарастать и в разработку будут вводиться новые пла­сты. Поэтому на газовых промыслах не встречается одинако­вых систем сбора, однако разработаны системы сбора и под­готовки газа, типичные для определенных условий (рис. 4.8).

Существуют следующие системы сбора газа: линейная, лу­чевая, кольцевая, групповая [7].

Линейная система применяется на вытянутых газовых ме­сторождениях, не имеющих большого народнохозяйственно­го значения. Ее достоинство — простота и небольшие капи­тальные затраты. К недостаткам можно отнести неудобство обслуживания и применения устройств автоматического регулирования, трудности индивидуальной регулировки работы скважин, малую надежность системы.

Лучевая система предполагает подключение скважин к газо­сборному пункту по индивидуальным шлейфам. Основное ее достоинство по сравнению с другими системами — надежность, удобство регулировки режима скважин, возможность автомати­зации. Лучевые системы типичны для небольших газовых мес­торождений, приуроченных к брахиантиклинальным складкам.

Рис. 4.8. Системы сбора газа: а — линейная; б — лучевая; в — кольцевая; г — групповая

Кольцевая система характеризу-ется более высокой, чем линейная, надежностью сбора газа и пониженной металлоем­костью [36].

При линейной и кольцевой системах сбора газа обычно предусматривают установку около скважины сепараторов, метаноль-ных емкостей, расходомеров. Обслуживание их вызы­вает большие затруднения, особенно в условиях заболочен­ной местности и сурового климата.

Многих из этих недостатков лишена групповая система. В этой системе газ и конденсат из скважин по индивидуальным шлейфам поступают на пункты промыслового сбора газа (ППСГ) или установки комплексной подготовки газа (УКПГ), где происходит очистка и частичная осушка газа, регулиров­ка расхода, учет добываемой продукции.

К основным достоинствам этой системы относятся незави­симость контроля и регулировки работы отдельных скважин, возможность полной автоматизации процессов, высокая на­дежность работы установок, относительно простое решение проблемы борьбы с гидратами. При групповой системе зна­чительно упрощаются промышленная канализация, тепло- и энергоснабжение, ремонт оборудования, ревизия его состоя­ния, облегчаются организация строительных и монтажных работ и их индустриализация.

Эти преимущества способствовали тому, что, несмотря на несколько повышенные по сравнению с более простыми си­стемами капитальные вложения, групповая система сбора и подготовки газа получила наибольшее развитие на современ­ных газовых и газоконденсатных промыслах, таких как Мед­вежье, Вуктыл, Оренбург и др.

К одному газосборному пункту (ГП) или УКПГ подключают­ся от 10 до 30 скважин. Число ГП зависит от размеров залежи, обычно оно составляет 5-10, но может достигать 20-25.

По месту подготовки газа к транспорту различают центра­лизованную и децентрализованную системы. При централи­зованной системе на отдельных ГП, ППСГ предусматривает­ся частичная подготовка газа. До окончательной кондиции газ доводится на центральном пункте сбора и подготовки, обычно расположенном в начале магистрального газопрово­да, называемом головным сооружением. При децентрализо­ванной системе подготовки предполагается окончательная подготовка газа на каждом газосборном пункте УКПГ. Децен­трализованная система типична для газоконденсатных про­мыслов с залежами, богатыми тяжелыми углеводородами.

Рис. 4.9. Гравитационный односекционный сепаратор при рабочем давле­нии: 1,2 — выходной и входной патрубки; 3 — люк; 4 — патрубок для продувки сепаратора