CC BY
50ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Спецвыпуск № 1 (782)
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
КОВЫКТИНСКОЕ ГКМ - ОПЫТНЫЙ ПОЛИГОН ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕЛИЯ
УДК 622.279.23.23/4
В.Р. Акчурин, ООО «Газпром добыча Иркутск» (Иркутск, РФ),
AkchurinVR@irkutsk-dobycha.gazprom.ru
А.Р. Башаров, ООО «Газпром добыча Иркутск»,
BasharovAR@irkutsk-dobycha.gazprom.ru
Е.В. Добрынин, ООО «Газпром добыча Иркутск»,
DobryninEV@irkutsk-dobycha.gazprom.ru
Начиная с 2014 г. на опытно-промышленной мембранной установке Ковыктинского газоконденсатного месторождения проводятся испытания мембранной технологии выделения гелия из природного газа. Целью данных испытаний выступает повышение эффективности разработки месторождений гелийсодержащего газа за счет выделения избыточных объемов гелия и направления их на долгосрочное хранение в пластах. В статье подводятся некоторые итоги этих работ, характеризуется работоспособность и эффективность опытно-промышленной мембранной установки выделения гелия, определяются возможности ее применения. Отдельно рассматривается проведенный в рамках поручения ПАО «Газпром» комплекс мероприятий по выявлению потенциальных российских производителей данной мембранной установки.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ, КОВЫКТИНСКОЕ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, ГЕЛИЙ, МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ МЕМБРАННАЯ УСТАНОВКА.
Важнейшим для ПАО «Газпром» инвестиционным проектом сегодняшних дней стало строительство газотранспортной системы «Сила Сибири», одним из основных ресурсных центров которой послужило Ковыктинское газоконден-сатное месторождение (ГКМ), расположенное на северо-востоке Иркутской обл.
Относящееся к категории уникальных по запасам углеводородного сырья (более 2,5 трлн м3 газа), Ковыктинское ГКМ вступает в фазу своего активного обустройства на период промышленной разработки. ООО «Газпром добыча Иркутск» - оператор по разработке Ковыктинского месторождения - в настоящее время приступило к подготовительным работам по строительству эксплуатационных скважин и других объектов обустройства мес-
Рис. 1. Опытно-промышленная мембранная установка Ковыктинского ГКМ
торождения для подачи газа в магистральный газопровод «Сила Сибири».
Наряду с этим компания уделяет большое внимание научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам по изучению возможности использования мембранных технологий для извлечения из природного газа гелия, процентное содержание которого достигает 0,28 %.
В 2013 г. на Ковыктинском ГКМ по проекту, разработанному российской компанией АО «Грасис», создана опытно-промышленная мембранная установка (ОПМУ) выделения гелия из природного газа высокого давления (рис. 1, 2) для отработки технологических и технических решений по извлечению гелия, определения возможности реализации в промышленных масштабах двухступенчатой схемы выделения гелия, планируемой к реализации на установке мембранного выделения гелиевого концентрата (УМВГК) Чаяндинского нефтегазоконден-сатного месторождения (НГКМ).
На сегодняшний день в РФ отсутствует серийное производство промышленных мембранных элементов (МЭ) для газоразделения по гелию, поэтому в структуре ОПМУ в качестве МЭ были
ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Спецвыпуск № 1 (782)
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
Рис. 2. Опытно-промышленная мембранная установка по извлечению гелия. Общий вид
использованы элементы иностранного производства, выбор которых сделан специалистами ПАО «Газпром» и АО «Грасис» с учетом анализа характеристик МЭ, выпускаемых в промышленном масштабе мировыми компаниями, и опыта их использования.
ПРОВЕДЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Эксплуатация ОПМУ в течение более чем пятилетнего периода подтвердила эффективность выбранной технологии газоразделения.
Результаты испытаний подтвердили данные расчетных исследований, в частности:
- работоспособность принятых половолоконных элементов при высоком давлении для целей выделения гелия в реальных промысловых условиях;
- эффективность схемотехнического решения(двухступенчатого процесса мембранного разделения без рецикла);
- возможность извлечения гелия из природного газа с использованием двухступенчатой мембранной схемы с достижением остаточного содержания гелия в подготовленном газе на уровне менее 0,05 % об. и выхода подготовленного газа на уровне более 98 % от сырьевого газа;
- возможность использования исходных данных при проектировании промышленных мембранных установок извлечения гелия для Чаяндинского НГКМ.
Кроме того, во время испытаний опытным путем определено влияние на мембранный процесс технологических параметров (температура, давление сырьевого газа и пермеата, доля отбора пермеата), получен опыт эксплуатации МЭ.
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ
С учетом нестабильной международной ситуации и возрастающих рисков импортозависимости при использовании зарубежных МЭ решением ПАО «Газпром» поставлена задача организовать опытно-промышленное производство отечественных МЭ для выделения целевых компонентов из природного газа на объектах ПАО «Газпром». В рамках исполнения данного поручения проведен комплекс мероприятий и выявлены потенциальные российские производители МЭ, и с 2015 г. на ОПМУ Ковыктинского ГКМ проводятся различные испытания (в том числе ресурсные) прототипов мембранного оборудования и опытных образцов МЭ,
представленных потенциальными отечественными поставщиками, причем как половолоконного, так и рулонного типа.
Испытания проводятся в целях определения возможности применения МЭ как в составе УМВГК Чаяндинского НГКМ, так и в других проектах ПАО «Газпром» -на перспективных объектах добычи и подготовки газа для выделения гелия, снижения содержания в газе СО2, осушки газа. Они продолжатся и в течение 2019 г. По результатам испытаний при необходимости производители дорабатывают мембранные элементы до показателей работоспособности, требуемых ПАО «Газпром».
Несколько российских производителей достигли определенного успеха в создании мембранного газоразделительного элемента, способного извлекать гелий из природного газа в промысловых условиях. В настоящий момент этими компаниями ведется работа по разработке и изготовлению промышленных образцов МЭ, по локализации иностранной технологии и производства. В ближайшей перспективе перед ООО «Газпром добыча Иркутск» стоит задача провести испытания вновь произведенных элементов. ■
