Занятие 19 Системы сбора природного газа. Сепараторы, применяемые на УПГ

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:

  1. 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;
  2. 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;
  3. 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);
  4. 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.