Использование энергосберегающей технологии сверхзвуковой сепарации газа на газоконденсатных меcторождениях Крайнего Севера

Одной из ключевых задач при освоении северных газоконденсатных месторождений России является создание высокоэффективных малогабаритных установок комплексной подготовки природного газа к транспорту (УКПГ). Существующие УКПГ, базирующиеся на процессе низкотемпературной сепарации (НТС), основанном на охлаждении газа за счет падения его давления в клапане Джоуля-Томсона или турбодетандере, не отвечают современным требованиям ресурсо- и энергосбережения при эксплуатации месторождений. В данной статье приводятся результаты промышленных испытаний технологии сверхзвуковой газодинамической сепарации (далее ГДС), проведенных на одном из объектов ООО «Газпром добыча Ямбург».
Материалы и методы
В процессе выполнения работ проведены следующие исследования: 1. Расчетный анализ характеристик ГДС: Метод исследования - компьютерное моделирование закрученного течения природного газа в канале ГДС, расчетный анализ геометрической конфигурации газодинамического канала в сверхзвуковом сепараторе, расчетный анализ влияния эксплуатационных параметров (давление, температура, расход, содержание конденсата в газе) на эффективность работы узла ГДС. 2. Расчетный анализ теплового и массового баланса потоков технологических схем НТС, основанных на различных процессах. 3. Верификация проведенных математических расчетов и данных, полученных в процессе предварительных и приемочных испытаний модели узла сверхзвуковой ГДС на УПМТ-15С ЗНГКМ. Методы исследования: • регистрация и анализ параметров рабочих режимов УПМТ-15 (давления, температуры, расходы, составы, температуры точки росы газовых потоков); • хромотографический анализ проб газа; • расчетный анализ на основе полученных результатов измерений. 4. Расчетный сравнительный экономический анализ различных технологических схем подготовки газа на УКПГ.
Итоги
Промышленные испытания технологии сверхзвуковой сепарации проведены на одном из объектов ООО «Газпром добыча Ямбург». В ходе этих испытаний было показано, что данная технология может быть эффективно использована для решения задач, связанных с подготовкой газа к магистральному транспорту, при условии углубленного извлечения углеводородного конденсата и минимизации инвестиционных затрат, а также повышения энергоэффективности установки подготовки газа в целом.
Выводы
В результате проведенных испытаний показано, что использование НТС с заменой клапана Джоуля-Томпсона блоком ГДС в процессе подготовки газа позволяет соединить простоту и надёжность работы НТС с клапаном Джоуля-Томпсона с более углублённым извлечением жидких углеводородов, включая этан и пропан-бутаны, за счет низких температур (порядка -55…-65 0С), реализующихся в соплах ГДС. При этом конструктивно важно, что во всех остальных элементах НТС температура не падает ниже -35 0С.