Способ и устройство устранения жидкостных пробок в газосборных коллекторах

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к обеспечению оптимального ведения комплекса технологических процессов сбора и подготовки газа к магистральному транспорту. Сущностью изобретения является удаление жидкостных пробок из газового шлейфа путем подключения его с помощью переключающей арматуры к дополнительной линии с внутритрубным сепаратором и эжектором, другой конец которой подключают к входному сепаратору. Целью изобретения является устранение жидкостных пробок из газовых шлейфов с минимизацией потерь добываемого флюида и минимизацией воздействия на окружающую среду на газовых и газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера. Для этого устанавливают дополнительную линию с внутритрубным сепаратором и эжектором, вход которой посредством кранов в здании переключающей арматуры (ЗПА) может быть подключен к любому из шлейфов, соединяющих добывающие скважины с установкой комплексной подготовки газа (УКПГ). Одновременно выход дополнительной линии подключают к коллектору подачи газа во входной сепаратор УКПГ. При этом весь поток добываемого флюида из подключенного к дополнительной линии шлейфа, из которого необходимо удалить жидкостную пробку, идет только по ней. Одновременно часть потока газа после компримирования на дожимной компрессорной станции (ДКС) подают как высоконапорный газ в эжектор. Расход газа, подаваемого в эжектор, задают таким образом, чтобы давление на входе шлейфа в УКПГ снизилось до величины, необходимой для выноса жидкостной пробки из шлейфа. Эта жидкость, выносимая потом из шлейфа, выделяется из потока добываемого флюида с помощью внутритрубного сепаратора, из которого ее направляют по специальной линии в емкость-пробкоуловитель. Для минимизации затрат на изготовление дополнительной линии в качестве ее начальной части используют общий коллектор сброса газа на свечу, имеющийся в ЗПА. Применение заявляемого способа и устройства позволяет обеспечить изолированное снижение давления на входе каждого из шлейфов в УКПГ по выбору. Благодаря этому соблюдается режим минимально необходимого давления на входе в ДКС. При использовании внутритрубного сепаратора обеспечивается стабильность работы эжектора за счет отделения жидкой фазы непосредственно в потоке низконапорного газа. Своевременное устранение жидкостных пробок в газовых шлейфах приводит к снижению расхода метанола для предупреждения образования льда и гидратов, а также снижает падение давления газового потока при его движении к УКПГ. Отделенная жидкая фаза утилизируется путем закачки в поглощающие горизонты через скважины, минимизируя наносимый окружающей среде вред. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к обеспечению оптимального ведения комплекса технологических процессов сбора и подготовки газа к магистральному транспорту.

Известен способ удаления жидкости из газовых шлейфов, включающий транспортировку добываемого флюида по шлейфам от кустов газовых скважин до установок комплексной подготовки газа (УКПГ), сепарацию газа во входных сепараторах и емкостях-пробкоуловителях; компримирование на дожимной компрессорной станции (ДКС) в несколько ступеней и охлаждение в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) после каждой ступени компримирования. (См. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1973, с. 275-279).

Существенным недостатком данного способа является то, что газожидкостной поток из шлейфа, при прохождении пробки, перенаправляется из входных сепараторов на горизонтальное факельное устройство (ГФУ). В результате этого снижается давление в конце шлейфа до атмосферного, что приводит к увеличению скорости движения газового потока и способствует выносу жидкостных пробок, но с большими потерями газа. В результате на ГФУ сжигается высокое количество различных веществ, и в атмосферу выбрасываются значительные объемы загрязняющих веществ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ удаления жидкости из шлейфов и скважин с помощью эжектирования газового потока, включающий транспортировку добываемого флюида по шлейфам от кустов газовых скважин до УКПГ, сепарацию газа во входных сепараторах и емкостях-пробкоуловителях; компримирование на ДКС в несколько ступеней и охлаждение в АВО после каждой ступени компримирования (Патент РФ №2017941, МПК5 У21И 43/00, опубл. 1994).

Существенным недостатком данного способа является невозможность работы эжектора при залповом поступлении жидкости со шлейфа, что характерно для месторождений на стадии падающей добычи. В результате наблюдаются значительные потери объемов добываемого газа и нарушается ход технологического процесса. Существенно возрастает объем загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую среду.

Задачи, на решение которых направлено заявляемый способ и устройство - устранение жидкостных пробок из газовых шлейфов с одновременным исключением указанных недостатков при стабильном ведении технологического процесса УКПГ, снижение расхода метанола для предупреждения образования льда и гидратов, а так же снижению падения давления газового потока при его движении к УКПГ.

Поставленная цель достигается тем, что удаление жидкостных пробок из газового шлейфа осуществляют путем подключения его с помощью переключающей арматуры к дополнительной линии с внутритрубным сепаратором и эжектором, другой конец которой подключают к входному сепаратору. Указанные операции производят одновременно, по команде на очистку шлейфа от жидкостной пробки, реализуемой автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) с помощью исполнительных механизмов.

Для этого, устанавливают дополнительную линию с внутритрубным сепаратором и эжектором, вход которой посредством кранов в здании переключающей арматуры (ЗПА) может быть подключен к любому из шлейфов, соединяющих добывающие скважины месторождения газа с УКПГ. Одновременно выход дополнительной линии подключают к коллектору подачи газа во входной сепаратор УКПГ. При этом весь поток добываемого флюида из подключенного к дополнительной линии шлейфа, из которого необходимо удалить жидкостную пробку, идет только по ней.

Одновременно часть потока газа, добываемого на месторождении газа, после компримирования на ДКС подают как высоконапорный газ в эжектор. Расход газа, подаваемого в эжектор, задают таким образом, чтобы давление на входе шлейфа в УКПГ снизилось до величины, необходимой для выноса жидкостной пробки из шлейфа. Эта жидкость, выносимая потом из шлейфа, удаляется из потока добываемого флюида с помощью внутритрубного сепаратора, из которого ее направляют по специальной линии в емкость-пробкоуловитель.

Для минимизации затрат на изготовление дополнительной линии, в качестве ее начальной части используют общий коллектор сброса газа на свечу, имеющийся в здании переключающей арматуры.

Заявляемый способ и устройство реализованы на сеноманских газовых промыслах Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения, схема реализации которого показана на фиг. Для устранения жидкостных пробок из шлейфа, чтобы не нарушить ход технологического процесса, кран (1) входа шлейфа в коллектор перед входными сепараторами (7), расположенный в блоке входа шлейфов в УКПГ I, перекрывают. В результате этого его поток, являющийся низконапорным газом, перенаправляется в общий коллектор сброса газа на свечу (2). Свечу отключают, а коллектор сброса газа на свечу подключают с помощью кранов к внутритрубному сепаратору (3), в котором от потока отделяется жидкость. Устранение из потока жидкости обеспечивает стабильную и эффективную работу эжектора (6), а отсепарированная жидкость направляется в емкость-пробкоуловитель (4).

После прохождения сепаратора (3) поток добываемого флюида поступает во всасывающую камеру (5) эжектора (6). На сопло эжектора (6), в качестве высоконапорного газа, подается часть потока добываемого газа после двух ступеней компримирования (8) на ДКС II. При этом поток газа отбирается с ДКС II до последней ступени установок охлаждения газа (9), что обеспечивает более высокие показатели работы эжектора (6). После смешения потоков в эжекторе (6) они направляются во входной сепаратор (7) УКПГ.

После того, как закончится вынос жидкостной пробки, шлейф переводится на стандартный режим работы.

К примеру, при эжектировании газожидкостного потока шлейфа газосборной системы на промысле, эксплуатирующем сеноманскую залежь Ямбургского месторождения, (расход по газовому потоку - до 30 тыс. нм³/ч, по жидкой фазе (вода) - до 10 т/ч) требуется до 40 тыс.нм³/ч высоконапорного газа после второй ступени ДКС (12% от общего расхода). При этом давление на входе шлейфа в УКПГ будет снижено с 0,55 МПа до 0,25 МПа, что увеличивает скорость газожидкостного потока по шлейфу в 2-3,5 раза.

Существенными преимуществами данного способа являются возможность изолированного снижения давления на входе каждого из шлейфов в УКПГ, что необходимо для соблюдения минимально необходимого давления на входе в ДКС, и стабильность работы эжектора за счет отделения жидкой фазы в потоке низконапорного газа до входа в него. Расход газа после второй ступени компримирования, подаваемого в качестве высоконапорного газа в эжектор, назначается таким образом, чтобы давление на входе шлейфа в УКПГ снижалось до необходимой для выноса жидкости величины. Продолжительность процедуры эжектирования для каждого шлейфа выбирается исходя из возможностей сепарационного оборудования газового промысла принять объемы выносимой из шлейфа жидкости и необходимости достижения температурного режима, наблюдаемого при нормальной работе шлейфа. Использование сепаратора внутритрубного исполнения обеспечивает компактность устанавливаемого оборудования и сокращение необходимых узлов обвязки.

1. Способ устранения жидкостных пробок в газосборных шлейфах (коллекторах) газовых месторождений, включающий транспортировку добываемого флюида по шлейфам от кустов газовых скважин до установок комплексной подготовки газа (УКПГ), сепарацию газа во входных сепараторах и емкостях-пробкоуловителях; компримирование на дожимной компрессной станции (ДКС) в несколько ступеней и охлаждение на установках охлаждения газа после каждой ступени компримирования, отличающийся тем, что устанавливают дополнительную линию с внутритрубным сепаратором и эжектором, вход которой посредством кранов в здании переключающей арматуры (ЗПА) входа шлейфов в УКПГ подключают по команде к шлейфу, из которого необходимо удалить жидкостную пробку, а другой конец подключают к коллектору подачи газа во входной сепаратор, одновременно часть потока газа после компримирования на ДКС подают как высоконапорный газ в эжектор, при этом его расход задают таким образом, чтобы давление на входе шлейфа в УКПГ снизилось до величины, необходимой для выноса жидкостной пробки из шлейфа, при этом жидкость выделяют из потока добываемого флюида с помощью внутритрубного сепаратора и направляют по специальной линии в емкость-пробкоуловитель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве начальной части дополнительной линии используют общий коллектор сброса газа на свечу.