2. Этапы добычи нефти н газа

Процесс добычи нефти н газа включает три этапа. Первый -движение нефти и газа по пласту к скважинам, благодаря искусствен-но создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин. Он называется разработкой нефтяных и газовых месторождений. Вто-рой этап - движение нефти и газа от забоев скважин до их устьев на поверхности. Его называют эксплуатацией нефтяных и газовых сква-жин. Третий этап - сбор продукции скважин и подготовка нефти и газа к транспортированию потребителям. В ходе этого этапа нефть, а также сопровождающие ее попутный нефтяной газ и вода собирают-ся, затем газ и вода отделяются от нефти, после чего вода закачивается обратно в пласт для поддержания пластового давления, а газ направ-ляется потребителям. В ходе подготовки природного газа от него отделяются пары воды, коррозионно активные (сероводород) и бал-ластные (углекислый газ) компоненты, а также механические примеси.

3. Промысловая подготовка газа

Природный газ, поступающий из скважин, содержит в виде примесей твердые частицы (песок, окалина), конденсат тяжелых уг-леводородов, пары воды, а в ряде случаев сероводород и углекислый газ. Присутствие в газе твердых частиц приводит к абразивному из-носу труб, арматуры и деталей компрессорного оборудования, засорению контрольно-измерительных приборов. Конденсат тяжелых углеводородов оседает в пониженных точках газопроводов, уменьшая их проходное сечение. Наличие водяных паров в газе приводит к кор-розии трубопроводов и оборудования, а также к образованию в трубопроводах гидратов - снегоподобного вещества, способного пол-ностью перекрыть сечение труб.

Сероводород является вредной примесью. При его содержа-нии большем, чем 0,01 мг в 1 л воздуха рабочей зоны, он ядовит. А в присутствии влаги сероводород способен образовывать растворы сер-нистой и серной кислот, резко увеличивающих скорость коррозии труб, арматуры и оборудования.

Углекислый газ вреден тем, что снижает теплоту сгорания газа, а также приводит к коррозии оборудования. Поэтому его целесооб-разно отделить на промыслах.

Задачами промысловой подготовки газа являются его очист-ка от мехпримесей, тяжелых углеводородов, паров воды, сероводорода и углекислого газа.

3.1. Очистка газа от механических примесей

Для очистки природного газа от мех. примесей используются аппараты.2-х типов:

— работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли (мас-ляные пылеуловители);

- работающие по принципу «сухого» отделения пыли (цик-лонные пылеуловители).

В товарном газе содержание мех. примесей не должно превышать 0,05 мг/м³.

3.2. Осушка газа

Для осушки газа используются следующие методы:

- охлаждение;

- абсорбция;

- адсорбция.

Пока пластовое давление значительно больше давления в ма-гистральном газопроводе газ охлаждают, дросселируя излишнее давление. При этом газ расширяется и в соответствии с эффектом Джоуля-Томсона охлаждается.

Если пластовое давление понижено, то охлаждение газа про-изводится на установках низкотемпературной сепарации. Эти установки очень сложны и дороги.

Технологическая схема абсорбционной осушки газа с помо-щью диэтиленгликоля (ДЭГ), приведена на рис. 7.42.

Газ, требующий осушки, поступает в абсорбер 1. В нижней скрубберной секции он очищается от взвешенных капель жидкости и поднимается вверх, проходя через систему тарелок. Навстречу газу по тарелкам стекает концентрированный раствор ДЭГ, закачиваемый в абсобер насосом 2 из емкости 3. Раствор ДЭГ поглощает пары воды. Далее газ проходит через верхнюю скрубберную секцию, где освобож-дается от захваченных капель раствора и выходит из аппарата.

Остальная часть технологической схемы служит для восста-новления абсорбента. Использованный раствор ДЭГ, содержащий 2...2,5 % воды, отбирается с нижней глухой тарелки абсорбера 1, подог-ггггревается в теплообменнике 4 встречным потоком регенерированного раствора и направляется в выветриватель 5, где освобождается от неконденсирующихся газов. Далее раствор снова подогревается в теп-лообменнике 6 и поступает в десорбер (выпарную колонну) 7. Выпарная колонна состоит из двух частей: собственно колонны та-рельчатого тина, в которой из раствора ДЭГ, стекающего вниз выпаривается влага встречным потоком острого водяного пара и па-ров ДЭГ (верхняя основная часть колонны) и кипятильника (нижняя часть колонны), где происходит нагревание раствора до температуры 150...160 С и испарение воды. Водяной пар из десорбера поступает в конденсатор-холодильник 6, где он конденсируется и собирается в емкости 9. Часть полученной воды насосом 10 закачивается в верх-нюю часть колонны, чтобы несколько снизить там температуру и уменьшить испарение, а, соответственно, и унос ДЭГ. Регенерирован-ный горячий раствор ДЭГ прокачивается через теплообменники 6 и 4, холодильник 12 и поступает в емкость 3.

Работа десорбера основана на различной температуре кипе-ния воды и абсорбента: для ДЭГ она равна 244,5 С, а для триэтиленгликоля (ТЭГ) 287,4 'С. Диэтиленгликоль понижает точку росы газа на 25...35 градусов, а триэтиленгликоль - на 40...45. Обе жид-кости обладают малой вязкостью, неагрессивны в коррозионном отношении, очень слабо растворяют природные газы и имеют низкую упругость паров, что облегчает их регенерацию.

Недостатками абсорбционной осушки газа являются унос аб-сорбента и относительная сложность его регенерации.

Технологическая схема осушки газа методом адсорбции при-ведена на рис. 7 43. Влажный газ поступает в адсорбер 1, где on проходит снизу вверх через слой адсорбента - твердого вещества, по-глощающего пары воды и далее выводится из аппарата. Процесс осушки газа осуществляется в течение определенного (12...16 ч) вре-мени. После этого влажный газ пускают через адсорбер 2, а адсорбср 1 отключают и выводят на регенерацию. Для этого через регулятор дав-ления 3 типа «после себя» из газовой сети отбирается сухой газ, и воздуходувкой 6 подастся в подогреватель 7, где газ нагревается до температуры 180...200 С. Далее он подается в адсорбер 1, где отбира-ет влагу от адсорбента, после чего поступает в холодильник 4. Сконденсировавшаяся вода собирается в емкости 5, а газ использует-ся для осушки повторно и т. д. Процесс регенерации адсорбента продолжается 6...7 ч. После этого в течение около 6 ч адсорбер осты-вает.

Осушку газа адсорбентами проводят, как правило, в тех слу-чаях, когда необходимо достичь точку росы менее - 30 'С. В качестве адсорбентов используют бокситы, хлористый кальций в твердом виде, цеолиты, силикагель и др.