Цели:
- дать представление о системах сбора природного газа;
- рассмотреть сепараторы, применяемые на УПГ
К основным требованиям, предъявляемым к проектам обустройства газового месторождения относятся:
обеспечение сбора и подготовки к транспортированию запланированного количества газа и конденсата;
предупреждение образования и отложения гидратов в скважинах и шлейфах;
совместное транспортирование газа и конденсата на ГПСГ;
осушка газа от паров воды на ГПСГ или на промысловых газораспределительных станциях ПГРС;
передача осушенного газа на головную компрессорную станцию КС, а конденсата – на газофракционную установку.
Основное отличие систем сбора природного газа от систем сбора и транспортирования нефти состоит в том, что на нефтяных месторождениях мы имеем дело с добычей и транспортированием вязких нефтей (нефтяных эмульсий), а на газовых месторождениях - с добычей и транспортированием маловязких "чистых" газов и газоконденсатных смесей.
Элементы газосборной сети являются общими для разных месторождений и состоят из фонтанных елок, газоотводящих линий (манифольдов, шлейфов), отключающих задвижек газосборных коллекторов, конденсатопроводов, промысловых газосборных пунктов ПГСП.
|
|
Форма газосборных коллекторов зависит от конфигурации площади месторождения, от размещения скважин на ней, от числа и характеристики продуктивных горизонтов и принятой схемы осушки, очистки и учета газа по скважинам. Название газосборной системы определяется обычно формой газосборного коллектора.
Рисунок 22 – Системы сбора газа
А – линейная; б – лучевая; в – кольцевая; г – групповая; 1 – скважина; 2 – шлейфы; 3 – отключающие задвижки; 4 – газосборный коллектор; 5 – контур газоносносности месторождения; 6 – промысловая газораспределительная станция (ПГРС); 7 – головные сооружения; 8 – групповые пункты сбора газа (ГПСГ); 9 – конденсатопровод; МГ – магистральный газопровод
Кольцевая система более маневренная, но с точки зрения удобства обслуживания скважин, сепараторов и применения средств автоматики групповая система сбора более предпочтительна, применяют шлейфы высокого давления и малого диаметра(/100-150 мм).
Для многопластовых месторождений с различными пластовыми давлениями часто применяют раздельный сбор газа по разным газосборным сетям.
Некоторые свойства углеводородных газов
Природные газы подразделяются на две группы:
добываемые из чисто газовых месторождений - сухой газ (метан);
добываемые из газоконденсатных месторождений - кроме метана, этана, пропана и бутана, входят газы, являющиеся жидкостями при нормальных условиях (пентан, гексан).
|
|
Плотность газа - кг/м3 при нормальных условиях определяется по формуле:
rо = М\22,41,
где 22,41 м3 - объем 1 кмоля идеального газа при н.у.
М - молекулярная масса газа
Вязкость газа - зависит от температуры и давления. Чем выше температура газа, тем больше вязкость этого газа, и наоборот. При повышении давления смеси газов растет ее плотность и, как следствие, растет и вязкость этой смеси.
Коэффициент сжимаемости газов - изменяется в пределах 0,25-1,1.
Сепарация природного газа
Сепараторы для природного газа предназначаются для обработки больших дебитов газа от 10 тыс. - 2000 тыс. м3\сут, и небольших дебитов маловязкого конденсата от 0,2 - 800 см3 на 1 м3 газа. Для очистки природного газа от твердых и жидких примесей на компрессорных станциях и сборных газораспределительных пунктах устанавливаются пылеуловители.
Основные отличия сепараторов для природного газа и нефти:
- Сепараторы для нефти должны рассчитываться как по количеству капельной нефти, уносимой потоком газа, так и по количеству пузырьков газа, уносимых потоком нефти. Сепараторы для природного газа рассчитываются только по газу, скорость которого должна быть такой, чтобы капельная жидкость допустимых размеров и частицы породы не выносились за пределы сепараторов;
- Сепарация нефти сопровождается значительными пульсациями разной частоты и амплитуды, а сепарация природного газа происходит спокойно и плавно. Объясняется это тем, что в нефтяные сепараторы поступает значительно больше несжимаемой нефти (эмульсии), в то время как в сепараторы природного газа поступает сжимаемая маловязкая фаза газ, в которой пульсация практически не возникают;
- В нефтяных сепараторах нефть и газ разделяются в основном за счет силы тяжести, предусматриваются козырьки, наклонные плоскости и др. Силами, влияющими на разделение газа и жидкости в газовых сепараторах, являются центробежные или инерционные силы в сочетании с силами тяжести и адгезии (прилипания);
- Определение коэффициента сепарации в нефтяных и газовых сепараторах различно. Коэффициент сепарации в сепараторах природного газа зависит от содержания жидкой фазы в капельном виде, находящейся в каплеуловительной секции, скорости движения газа в каплеуловительной секции и в объеме сепаратора и т.д.