Способ отделения природного газа от влаги и тяжелых углеводородов

 

Изобретение относится к подготовке газа к транспортировке,конкретно к способу отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов в подземных резервуарах и позволяет повысить экономичность процесса отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов . при падении пластового давления на месторождении. Цель достигается тем, что при подготовке газа к транспортировке одновременно с низкотемпературной сепарацией путем дросселирования в нижнюю часть отводящей колонны скважины в поток газа вводят абсорбент в количестве, достаточном для достижения стандартной точки росы по влаге и тяжелым углеводородам , причем скорость газового потока в отводящей колонне°ограничена значениями 15-45 м/с. 1 ил. i (Л оо О1 о NU О1 о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН (51)4 Р 25 3 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3708237/23-26 (22) 06.03.84 (46) 07.11.87. Бюл. К - 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (72) А.M.Лисичкин, Б.Н.Федоров, И.И.Зыбинов, Ю.Т.Жадовец, Ю.С.Клочко, Б.В.Сперанский, А.Г.Астахова и В.Д.Щугорев (53) 621.59(088.8) (56) Требин Ф.А. и др. Добыча природного газа. M.: Недра, 1976, с. 302.

По теме 27 Разработка способов использования подземных емкостей в системах промысловой обработки и транспорта газа и конденсата Оренбур-. гского месторождения. — Отчет ВНИИПромгаз, гос. регистрац. к- 73046215,.

„„SU„„1350456 А 1 (54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

ОТ ВЛАГИ И ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к подготовке газа к транспортировке,конкретно к способу отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов в подземных резервуарах и позволяет повысить экономичность процесса отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов, при падении пластового давления на месторождении. Цель достигается тем, что при подготовке газа к транспортировке одновременно с низкотемпературной сепарацией путем дросселирования в нижнюю часть отводящей колонны скважины в поток газа вводят абсорбент в количестве, достаточном для достижения стандартной точки росы по влаге и тяжелым углеводородам,причем скорость газового потока в отводящей колонне ограничена значениями 15-45 м/с. 1 ил.

1350456

Изобретение относится к области подготовки газа к транспорту, более конкретно к способу отделения газа от влаги и тяжелых углеводородов

5 в подземных резервуарах и может быть использовано в системе организаций министерства газовой промышленности при разраоотке и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений.

Целью изобретения является повышение экономичности способа в период падения пластового давления.

На чертеже дана -.åõíîëîãè÷åñêàÿ схема,реализующая предлагаемый способ.

Технологическая схема отделения природного газа включает подземный резервуар 1, отводящую колонну 2,рабочие колонны 3 и 4 скважины, межтрубье 5 и 6 колонн, сь1рой природный газ 7, линию 8 подачи абсорбента,. коллектор 9 ввода абсорбента в поток газа, фильтр-сепаратор 10, сборник 11 отработанного абсорбента,регeнератор 12 абсорбента,насос 13, трубопровод 14 регенерированного абсорбента.

Способ реализуется следующим образом.

Природный газ по межтрубью 6 подают в подземный резервуар 1.На входе в резервуар газ дросселируют.Подземный резервуар 1 работает и как сепаратор, и как низкотемпературный сепаратор в период, когда давление газа в пласте достаточно велико. Отсепарированный газ отводят либо по меж- 40 трубью 5,либо по отдельной колонне.

При этом в период падения пластового давления, когда эффекта дросселирования недостаточно для эффективной низкотемператургой сепарации, 45 по линии 8 и коллектору 9 вводят абсорбент. По мере снижения пластового давления количество подаваемого абсорбента увеличивается. Количество . абсорбента определяют из условия до- В0 пустимого содержания в газе влаги и тяжелых углеводородов,r.е. стандарт= ной точки росы, и реально получаемой в подземном сепараторе 1. Абсорбент при скорости потока не менее бВ

15 м/с увлекается потоком газа, при этом многократно оседая на стенке колонны и срываясь с нее, и выносится на земную поверхность.

Скорость потока газа в отводящей колонне поддерживают равной 15

45 м/с, используя любые известные приемы и средства или их совокупность, Например при достижении нижнего предела скорости отходящего потока к сепаратору могут подключаться новые скважины или осуществляется замена используемой колонны колонной меньшего диаметра, либо использ,ются оба приема. В тех случаях, когда скорость потока превышает 45 и/с, может осуществляться либо замена колонны на колонну большего диаметра, либо регулирование расхода заслонками на входе или выходе из сепаратора или дросселем, или одновременное использование совокупности перечисленных средств и приемов.

Далее осуществляются извлечение абсорбента из газа в фильтре-сепара.— торе 1О и сбор отработанного абсорбента в сборник 11,регенерация абссрбента в регенераторе 12, подача регенерированного абсорбента по трубопроводу 14 насосом 13 в межтрубье

5 колонн (или в колонну).

Используемый термин тяжелые углеводороды означает углеводороды с числсм атомов углерода в молекуле,равным или большим пяти.

Выражение точка росы влаги и тяжелых углеводородов используется для указания предельно допустимогс содержания влаги и тяжелых углеводородов в газе, которое действующими стандартами устанавливается из условия безгидратной транспортировки газа по трубопроводам и предотвращения накопления в них конденсата с учетом сезонности и макроклиматических зон. В соответствии с существущей практикой подготовки и транспортировки газа при установлении требуемых значений точек росы удаляемых компонентов принимаются во внимa-ние особенность залегания газопроводов, и в частности наличке у них открытых наземных участков.

Скорость восходящего потока газа, в который вводят абсорбент,поддерживают в пределах 15-45 м/с.Применим любой известный способ регулирования скорости газового потока, например установка дросселей и заслонок на входе и выходе из подземного резервуара, подключение к сепаратору одной или группы дополнительных

1350456 скважин, смена колонн на колонны другого диаметра или любое их сочетание.

Нижний предел скорости восходящего потока газа в отводящей колонне, равный 15 м/с, установлен из условия возможности выноса абсорбента вместе с потоком газа на дневную поверхность с целью его регенерации и повторного использования.При скоростях газового потока в колонне ниже указанного предела абсорбент стекает по стенкам колонны в подземный резервуар, смешивается с газовым кондексатом и концентрированными растворами солей и практически безвозврат1 о теряется.

Верхний предел скоростей восходящего потока, равный 45 м/с, установлен из условия достижения равновесного состояния между абсорбентом и газовым потоком по содержанию влаги и тяжелых углеводородов. Высокая турбулентность газового потока в отводящей колонне, наличие сужений в виде муфт, способствующих срыву жидкостной пленки абсорбента со стенки колонны, и образование капельной взвеси в потоке газа ускоряют интенсивное поглощение влаги и тяжелых углеводородов. При реально возможных глубинах размещения подземного сепаратора и скорости восходящего потока до 45 м/с достигается практически полное насыщение абсорбента влагой и углеводородами.

Абсорбент вводят в нижнюю часть отводящей рабочей колонны, что позволяет полнее использовать длину колонны в качестве контактного элемента абсорбента и осуществить процесс абсорбции при низких температурах, когда абсорбция протекает наиболее эффективно. Для повышения эффективности процесса отделения влаги и тяжелых углеводородов от природного газа используется энергия, затраченная на понижение температуры газа в низкотемпературном сепараторе.Это позволяет исключить стадию предварительного охлаждения газа перед абсорбцией.

Пример. Экспериментально определены допустимые скорости восходящего потока по колонне скважины из подземного резервуара, при которых абсорбент не сливается в подземный резервуар и выносится на дневную поверхность. Эксперимент проведен на трубах длиной 10 м, имеющих диаметры

9,1: 15,2; 32,7; 56 мм; в трубу 56мм вводили вставки диаметром 9,1; 15,2;

32,7 мм. С помощью указанных вставок регулировали скорость потока.

Эксперимент проведен с такими жид-. костями,как вода, масло и глицерин, которые обеспечивают изменение вяз1р кости в пределах 1 . 10 220 10 м /

/с.

Скорость полного выноса абсорбента разной природы не зависит от диаметра колонны при значениях последнего выше 10 мм и равна 15 м/с.

Экспериментально определен верхний допустимый предел скорости восходящего газожидкостного потока в отводящей колонне скважины подземно2р го резервуара. Исследования проведены на проточной установке типа реактора идеального смешения. Контактным аппаратом служила труба длиной 10 м и диаметром 56 мм. Снизу в трубу, в

25 восходящий поток влажного метана, характериэуембго точкой росы 10 С, непрерывно подавали абсорбент-триэтиленгликоль. Сверху отводили гаэожидкостную взвесь метана абсорбентом ð и пропускали через отделитель абсорбента,компрессор и вновь направляли в трубу. При этом отбор газа и его добавку для компенсации убыли осуществляли из расчета 100-кратной циркуляции газа в контактной трубе, 35 что соответствует условиям движения газа по трубе длиной 1000 м.

Давление газа в системе 65 атм, температура -10 C. Хроматографичес40. ки определяли содержание воды в триэтиленгликоле.Подачу абсорбента устанавливали из условия достижения точки росы осушенного газа 0— (-25) С.

Равновесное содержание воды в

45 абсорбенте при любых возможных стандартных требованиях к точке росы и 100-кратной циркуляции потока достигается при скоростях потока,не превышающих 45 м/с.

Практическое внедрение предлагаемого способа в производство обеспечит требуемую стандартную точку росы по влаге и тяжелым углеводородам природного газа при подготовке его к транспорту в период падения пласто вого давления, что позволяет повысить экономичность процесса.

Составитель А.Никитин

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич

Корректор Н.Король

Заказ 5247/38 Тираж 476

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13504

Формула изобретения

Способ отделения природного газа от влаги и тяжелых углеводородов, включающий ввод газа в подземный ре- 5 зервуар-сепаратор, низкотемпературную сепарацию газа путем дросселирования и отвод газа вверх по отводящей колонне скважины, о т л и ч а.

5б

6 ю щ H и с я тем,что, с целью повыше. ния экономичности способа в период падения пластового давления, в нижнюю часть отводящей колонны скважины вводят абсорбент до достижения точки росы влаги и тяжелых углеводородов,при этом скорость газа в отводящей колонне поддерживают в пределах 15-45 м/r.