СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГАЗА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ К ТРАНСПОРТУ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR PREPARATION OF GAS FROM OIL AND GAS CONDENSATE DEPOSITS FOR TRANSPORTATION AND PLANT FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к газовой и нефтяной отрасли промышленности и может использоваться для снижения парафинообразования в оборудовании установок подготовки газа нефтяных и газоконденсатных месторождений.
Известны способы подготовки парафиносодержащих газоконденсатных смесей, в которых осуществляют снижение концентрации парафинов в смеси ниже пороговой концентрации отложения, и установки для их осуществления.
Известен способ подготовки парафиносодержащей газоконденсатной смеси к транспорту (RU 2165523 С1), который заключается в подготовке газоконденсатных смесей разных пластов в двух технологических нитках по технологии низкотемпературной сепарации. В первой технологической нитке обрабатывают газоконденсатную смесь с низким содержанием парафинов. Подачу во вторую технологическую нитку в узел приема сырья и в поток газа между сепаратором первой ступени и рекуперативным теплообменником конденсата первой ступени сепарации первой технологической нитки производят в количествах, снижающих концентрацию парафинов в смеси ниже пороговой.
Недостатком данного способа является то, что он применим только в случае подготовки газовых смесей разных пластов в двух самостоятельно работающих технологических линиях, что приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат в связи с необходимостью строительства отдельных технологических ниток разной производительности.
Известен способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту (RU 2119049 С1 по заявке №96101605; а также RU 2092690 С1), который заключается в том, что отводимую жидкую фазу после сепаратора третьей ступени делят на две части, одну из которых подают насосом в трубопровод между сепаратором первой ступени и теплообменником первой ступени охлаждения, в такой пропорции, чтобы парафинобразующие компоненты не выпадали в твердый осадок в установке, а другую часть отводят для дальнейшей переработки.
Недостатком данного способа является то, что он не охватывает весь процесс сепарации, а именно сепаратор первой ступени.
Известен способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту (RU 2128772 С1), в котором подача части конденсата низкотемпературной ступени в поток газа осуществляется между сепаратором первой ступени и теплообменником. В качестве конденсата низкотемпературной ступени сепарации используют жидкую смесь легких углеводородов определенного массового состава.
Недостатком данного способа является то, что он применим только в случае подготовки газовых смесей разных пластов в двух самостоятельно работающих технологических линиях, что приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, для получения жидкой смеси легких углеводородов используют дополнительную автономную технологическую линию с многоступенчатой системой сепарации и охлаждения, при этом газоконденсатную смесь в дополнительную технологическую линию подают с другого пласта, что приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
Наиболее близким к предложенному является способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту и устройство для его осуществления (RU 2119049 С1 по заявке №96123590, опуб. 20.09.98). Способ заключается в том, что подача отсепарированного в первой ступени газа осуществляется через теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени. Из сепаратора второй ступени жидкую фазу отводят для дальнейшей переработки. Подача отсепарированного во второй ступени газа производится через теплообменник второй ступени охлаждения и расширительное устройство в сепаратор третьей ступени, из которого осуществляют вывод жидкой фазы. Отсепарированный в третьей ступени газ подают через теплообменник второй ступени охлаждения потребителю. Отводимую жидкую фазу после сепаратора третьей ступени делят на две части. Одну часть подают насосом в среднюю часть сепаратора первой ступени в такой пропорции, чтобы парафины не выпадали в твердый осадок в установке. Другую часть отводят для дальнейшей переработки.
Данный способ не охватывает весь процесс сепарации: конденсат после третьей ступени сепарации подается в середину сепаратора первой ступени. Это приводит к тому, что парафинообразование происходит в подводящем трубопроводе сепаратора первой ступени, в нижней части сепаратора и во внутренних элементах данного сепаратора.
Технический результат предложенной группы изобретений заключается в том, что предотвращается парафинообразование во всем технологическом процессе начиная с входных ниток сепараторов первой ступени (в том числе на внутренних элементах), при этом исключаются высокие капитальные затраты на строительство крупногабаритного оборудования.
Технический результат достигается тем, что в способе подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, включающем подачу пластовой смеси на первую ступень сепарации, охлаждение отсепарированного газа, подачу его на вторую ступень сепарации, охлаждение и расширение отсепарированного на второй ступени газа, подачу его на третью ступень сепарации, отвод отсепарированного на третьей ступени газа потребителю или на дальнейшую переработку, разделение конденсата после третьей ступени на две части, подачу одной из них на дальнейшую переработку, а второй - на первую ступень сепарации, согласно изобретению перед подачей второй части конденсата на первую ступень сепарации ее нагревают, а подачу второй части конденсата осуществляют путем его смешивания с пластовой смесью, подаваемой на первую ступень сепарации.
Кроме того, во вторую часть конденсата, или в пластовую смесь, или в их смесь может быть подан ингибитор парафиноотложения.
Технический результат также достигается тем, что в установке для подготовки газоконденсатной смеси к транспорту, содержащей линию подачи пластовой смеси, соединенную с входом сепаратора первой ступени, выход по газу которого соединен через первый теплообменник с входом сепаратора второй ступени, выход по газу которого соединен через расширительное устройство с входом сепаратора третьей ступени, выход по конденсату которого соединен с линией отвода части конденсата и с линией подачи части конденсата на первую ступень сепарации, согласно изобретению линия подачи части конденсата на первую ступень сепарации соединена со смесительным устройством, установленным на линии подачи пластовой смеси, а на линии подачи конденсата установлен второй теплообменник.
В частном случае смесительное устройство может представлять собой статический смеситель. При этом статический смеситель может быть выполнен с возможностью подачи в него ингибитора парафиноотложения.
На чертеже приведена схема предложенной установки для подготовки газоконденсатной смеси к транспорту.
Установка для подготовки газоконденсатной смеси к транспорту представляет собой технологическую линию многоступенчатой низкотемпературной сепарации, на последней ступени которой отделяется нестабильный конденсат, состоящий в основном из легких фракций углеводородов и поэтому являющийся растворителем для парафинов.
Установка содержит сепаратор 1 первой ступени, вход которого соединен с линией 2 подачи пластовой смеси, на которой установлено смесительное устройство - статический смеситель 3. Выход смесителя  по газу соединен через компрессор 4, воздушный холодильник 5 и первый теплообменник 6 с сепаратором 7 второй ступени. Выход сепаратора 7 по газу соединен через турбодетандер 8 с низкотемпературным сепаратором 9 третьей ступени.
Выход сепаратора 7 по конденсату соединен с линией 10 отвода конденсата и с линией 11 подачи конденсата на первую ступень сепарации, которая соединена со статическим смесителем 3. На линии 11 установлен второй теплообменник 12.
Выход сепаратора 9 третьей ступени по газу соединен через первый теплообменник 6 с компрессором 13, который соединен с воздушным холодильником 14 для охлаждения товарного газа.
Способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту осуществляется следующим образом.
Пластовую смесь (смесь продукции газоконденсатных и нефтяных пластов) по линии 2 подают в сепаратор 1 первой ступени, где из него отделяют механические примеси, водометанольный раствор (BMP) и жидкую углеводородную фазу - нестабильный конденсат (НК).
НК с низа сепаратора 1 первой ступени отводят для дальнейшей переработки, а отсепарированный газ по трубопроводу 4 отводят с верха сепаратора 1 и подают компрессором 4 через воздушный холодильник 5 в первый рекуперативный теплообменник 6.
После охлаждения в теплообменнике 6 газожидкостную смесь для отделения от жидкости подают в сепаратор 7 второй ступени.
Нестабильный конденсат с низа сепаратора 7 по трубопроводу 8 отводят на разделитель 15, с которого BMP отправляют на установку регенерации метанола, а НК - на установку деэтанизации конденсата (УДК). Газовую фазу с верха сепаратора 7 направляют для дальнейшего охлаждения и расширения в турбодетандере 8. Охлажденный газ подают в низкотемпературный сепаратор 9 третьей ступени.
Отсепарированный газ по трубопроводу подают в рекуперативный теплообменник 6, и далее компрессором 13 через воздушный холодильник 14 выводят товарный газ из установки. На последней ступени сепарации отделяется нестабильный конденсат (НК), состоящий в основном из легких фракций углеводородов и поэтому являющийся растворителем для парафинов.
НК с низа сепаратора 9 разделяют на две части, и первую часть подают в разделитель 15. Вторую часть НК через теплообменник 12 по линии 11 подают в статический смеситель 3, где обеспечивается полное смешение конденсата с потоком исходной газожидкостной смеси. В теплообменнике 12 НК нагревается до температуры, исключающей отложение парафинов в трубопроводе 2.
После ввода в поток газожидкостной смеси конденсата сепаратора 9 третьей ступени концентрация парафинообразующих компонентов в смеси становится ниже пороговой. По этой причине, уже начиная с сепаратора 1 во всей технологической линии не происходит выпадения в твердый осадок тяжелых компонентов.
Основной причиной отложения твердых парафинов в системе является превышение их концентрации в жидкой фазе выше порогового. Исходя из этого, количество конденсата третьей ступени сепарации, подаваемого в поток газа перед сепаратором 1 первой ступени, устанавливается таким образом, чтобы концентрация выпадающих в твердую фазу парафинообразующих компонентов в жидкой фазе, образовавшейся при охлаждении газа, была ниже пороговой. Если невозможно подать конденсат в требуемом количестве, дополнительно подают ингибитор парафинообразования в статический смеситель 3. Количественное соотношение нестабильного конденсата и ингибитора определяется опытным путем.
Предлагаемые способ и установка обеспечивают снижение парафиноотложения без дополнительных капитальных затрат на дорогостоящее оборудование, кроме того значительно снижают затраты на приобретение ингибитора парафиноотложения. При этом отсутствует необходимость строительства разобщенных технологических ниток для подготовки газовых смесей одного, двух и более пластов.