CC BY
2Список литературы
1. Sitnikov V.S., Sleptsova M.I., Sevostyanova R F. The Hydrocarbon Potential of Yakutia is a Real Basis for Export Supplies of Oil and Gas to the Asia-Pacific Export Countries // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 666. DOI: 10.1088/17551315/666/5/052067
2. Sleptsova M I. Estimation of the Forecast Hydrocarbon Resources of the North-Eastern Arctic Shelf of Russi // IOP Conference series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 988. Chapter 2. DOI: 10.1088/1755-1315/988/3/032041
3. Ситников В.С. Нефть и газ Якутии (Проблемы и разведки освоения). Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2011. 116 с.
4. Открытие нефти и газа в Якутии. Сборник. Новосибирск: изд-во «Сибтехнорезерв», 2002. 296 с.
5. Сайт Министерства промышленности и геологии Республики Саха (Якутия). URL: https://minprom.sakha.gov.ru/ (дата обращения 27.06.2024).
6. Нефть и газ Якутии. URL: http://www.kommersant.ru/doc/1052464 (дата обращения 27.07.2024).
7. Республика Саха заняла второе место в ДФО по добыче голубого топлива. https://rg.ru/2023/02/09/reg-dfo/respublika-saha-zaniala-vtoroe-mesto-v-dfo-po-dobyche-golubogo-topliva.html (дата обращения 27.07.2024).
8. Нефтегазовые доходы в бюджет Якутии уступают только алмазодобыче. URL: https://1sn.ru/neftegazovye-doxody-v-byudzet-yakutii-ustupayut-tolko-almazodobyce (дата обращения 27.07.2024).
9. Распоряжение Главы Республики Саха (Якутия) от 20 апреля 2022 г. № 332-РГ «О целевом прогнозном топливно-энергетическом балансе Республики Саха (Якутия) до 2030 года». https://base.garant.ru/404980881/ (дата обращения 27.07.2024).
10. Сайт АО «Сахатранснефтегаз». URL: https://aostng.ru/ (дата обращения 27.06.2024).
УДК 662.754
DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-107-111
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПРОПАН-БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ НА БАЗЕ УКПГ ОТРАДНИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Тагров Н.Н., Таран В.И., Иванова И.К. Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск E-mail: tagrov_nn@mail.ru
Аннотация. В настоящей работе оценивается возможность извлечения пропан-бутановой фракции на Отраднинском газоконденсатном месторождении. Накопленная информация по объемам добычи и результаты проведенных исследований указывают на возможность выделения и использования пропан-бутановой фракции, как для собственных нужд, так и для коммерческой реализации. Предложены технологические операции по получению пропан-бутановой фракции, а также описана конструктивная особенность теплообменника для стабилизации насыщенного конденсата.
Ключевые слова: пропан-бутановая фракция, сепаратор, теплообменник, деметанизация, стабилизация конденсата.
Руководство и ведущие специалисты ООО «ГДК Ленск-газ» в течение нескольких последних лет рассматривают ряд общих и производственных вопросов по технологическим возможностям выделения пропан-бутановой фракции (С3-С4) при проведении дегазации сырого конденсата или в процессе промысловой стабилизации насыщенного конденсата, на установке комплексной подготовки газа (УКПГ) Отраднинского газоконденсатного месторождения
(ОГКМ). При этом подразумевается получение углеводородного (УВ) продукта, который по своему компонентному составу и физико-химическим свойствам будет, соответствовать товарным требованиям на сжиженный углеводородный газ (СУГ). Оценка промысловой характеристики и производственных показателей эксплуатации УКПГ на месторождении показывает, что выделение фракции С3-С4 представляет собой вполне осуществимую задачу [1], а использование технологии стабилизации насыщенного конденсата на УКПГ при добыче природного газа является рациональным использованием углеводородных ресурсов.
В период с 2010 по 2022 гг. были проведены газоконденсатные исследования (ГКИ) скважин ОГКМ [2]. Как показали результаты лабораторных исследований проб насыщенного конденсата, отобранных при ГКИ скважин, величина давления насыщенных паров газов дебута-низации при комнатной температуре составляет 0,70 МПа. Т. е. при этих термобарических условиях указанные газы переходят в жидкую фазу, что указывает на перспективную возможность разделения отдельных газовых фракций углеводородной продукции скважин Отраднин-ского ГКМ.
В 2015-ом и в 2023 гг. на УКПГ ОГКМ проводились исследования сепарационного оборудования для определения характеристики и эффективности работы установки подготовки газа, одна из целей которых была направлена на изучение возможности выделения СУГ, как в промысловых условиях, так и посредством дополнительных проектных решений, которые могут быть выделены при стабилизации насыщенного конденсата на УКПГ [3,4]. На рисунке 1 приведена технологическая схема работы УКПГ ОГКМ (рис.1).
Природный (пластовый) газ (ГС) поступает в первичный сепаратор С-1, в котором, при рабочем давлении в пределах Рраб. = 6,0 - 10,0 МПа, и при температуре сепарации газа Тсеп. = -12,0 ^ -15,0 °С, где происходит первичная сепарация исходного газа с выделением части УВ конденсата (С5+в) и неуглеводородной жидкости ВМР (водометанольный раствор 40-60%). Частично отсепарированный газ после первой ступени поступает, через теплообменник Т-1, в низкотемпературный (НТС) сепаратор С-2, где происходит окончательная осушка (сепарация) газа. Условия работы сепаратора II-й ступени С-2 находятся в пределах Рраб. = 4,0 - 6,0 МПа, при температуре сепарации газа Тсеп. = -25,0 ^ -27,0 °С. Осушенный газ после II-й ступени, через теплообменник Т-1 (по затрубному пространству), поступает в магистральный МГ. Насыщенный (нестабильный) конденсат (УВ С5Н12+высшие) после выхода из сепараторов (продувки конденсата) I-й ступени (С-1) и II-й ступени (С-2) поступает в разделительную емкость Р-1 (Рраб. = 40,0 кГс/см2, или 4,0 МПа), где происходит первичное выветривание газа фракции СН4 - С2Н6, что приводит к частичной стабилизации насыщенного (сырого) конденсата. Частично стабилизированный конденсат после Р-1 поступает в выветриватель В-1 (Рраб. = 16,0 кГс/см2, или 1,6 МПа), где происходит дальнейшая стабилизация конденсата и выветривание газовой фракции промежуточных компонентов С2 - Сз - С4. После В-1, конденсат поступает на концевой трап (концевая сепарационная установка Д-1), где происходит окончательное выветривание (стабилизация) конденсата перед его хранением. Все указанные фракции газов выветривания поступают через факельный сепаратор СФ на площадку (установку) утилизации попутных УВ, или газов выветривания [5,6].
Предлагаемая технологическая схема извлечения пропан-бутановой фракции С3-С4 с использованием технологического оборудования УКПГ Отраднинского ГКМ приведено на рисунке 2.
Насыщенный (нестабильный) конденсат (С5Н12+высшие) после его выхода из сепараторов (продувки конденсата) I-й ступени (С-1) и II-й ступени (С-2) поступает разделительную емкость Р-1, где происходит первичное выветривание газа фракции СН4 - С2Ш при температуре Тр-i, сопоставимой с температурами сепарации газа в блоках I-й ступени (С-1) и I-й ступени (С-2) УКПГ. При этом в разделителе Р-1, рабочее давление устанавливается в пределах Р раб. = 30,0 - 35,0 кГс/см2 (3,0 - 3,5 МПа), с таким расчетом, чтобы обеспечить процесс деме-танизации насыщенного конденсата (выделение газовой фракции СН4 - С2Ш). Указанные пределы рабочего давления в разделителе Р-1 должны коррелироваться по компонентному составу полученной товарной продукции С3-С4.
Рисунок 1 - Принципиальная схема работы УКПГ
В случае наличия в жидкой фазе С3-С4 значительных объемов газов фракции СН4 - С2Ш, необходимо произвести понижение рабочего давления в разделителе Р-1 с целью дополнительной деметанизации насыщенного конденсата, например, в диапазоне давлений от 3,50 МПа до 3,0 МПа. Но если, в товарной продукции суммарный состав группы С3-С4 будет превышать 60,0% мол., то это может привести к понижению давления насыщенных паров в товарной продукции ниже допустимого уровня. В таком случае следует выполнить обратную операцию, то есть поднять рабочее давление в разделителе Р-1 от 3,0 МПа до 3,50 МПа с целью удерживания газов фракции СН4 - С2Ш. Но, в основном, необходимо увеличение в товарной продукции С3-С4 компонентов, преимущественно этана (С2Ш).
Частично выветренный нестабильный конденсат С5+в (прошедший деметанизацию конденсат) поступает в емкость-выветриватель В-1. В выветривателе необходимо произвести нагрев всей массы деметанизированного конденсата, при давлении в аппарате около Рраб. = 16,0 кГс/см2, или 1,60 МПа (давление товарной продукции С3-С4 в соответствии с требованиями ГОСТ 34858-2022, где давление насыщенных паров при Т = +45°С не должно превышать Р = 16,0 кГс/см2, или 1,60 МПа), до температуры деметанизированного конденсата в В-1 около Тк-та = +30 +40 °С. Путем такого нагрева конденсата необходимо добиваться как можно большего выделения (выкипания и перехода в газовую фазу) компонентов С3Н8 - £С4Шо, которые затем направляются для охлаждения в теплообменник (Т-2), или холодильник. Непосредственным хладагентом должен являться газ от установки сепарации, (например, после П-й ступени НТС), который должен, перед (Т-2) теплообменником, подвергаться дросселированию через штуцер-дроссель РД до 0,1 МПа. При этом температура газа, как хладагента, будет понижаться в соответствии с законом эффекта Джоуля-Томсона, согласно которого для идеального газа снижение давления газа на 1,0 кГс/см2 приводит к понижению его температуры на 0,3°С. То есть, если температура газа на выходе с УКПГ будет составлять, например -10оС, при давлении 50,0 кГс/см2, то после снижения величины указанного давления до уровня атмосферного давления, температура этого газа понизится до уровня -25,0 °С. Такое понижение температуры газовой фракции, (в основном, не менее 60% компонентов С3-С4) после ее выделения в выветривателе В-1 и ее направления в теплообменник Т-2 приведет к ее переходу в жидкую фазу. Следует отметить, что давление в обозначенной системе по-прежнему должно сохраняться на уровне 16,0 кГс/см2, то есть соответствовать рабочему давлению распределения товарной продукции £С3 -С4 и требованиям ГОСТ 34858-2022 по предельному давлению насыщенных паров.
Рисунок 2 - Технологическая схема извлечения пропанобутановой фракции
Конструктивные особенности теплообменника Т-2 для охлаждения газового потока выделенной фракции С3-С4 после ее извлечения из насыщенного конденсата при его стабилизации в разделителе Р-1 и выветривателе В-1. Теплообменник Т-2 используется для охлаждения газового потока фракции ^Сэ -С4 (пропан-бутановой фракции) после ее выделения в выветривателе В-1, которое происходит в результате нагрева УВ жидкости в сосуде до +30 + 40 °С. Для максимального перевода, указанного УВ продукта в жидкую фазу, с целью соответствия его условиям товарной кондиции, поток газов £Сэ -С4 должен проходить по трубному пространству теплообменника Т-1 (в случае применения теплообменника типа «труба в трубе»). Общая площадь теплообмена указанного аппарата может составлять, примерно, от 10,0 м2 и более. В предлагаемой схеме, по затрубному пространству теплообменника Т-2 должен проходить газ- хладагент. Первый вариант, температура хладагента «природный осушенный газ из МГ» может составлять около -25,0оС и ниже. Второй вариант, температура хладагента «газ деметанизации из разделителя Р-1» может составлять от -15,0 до -20,0оС. Для реализации применения данного теплообменника Т-2 возможно использование, как методики расчета параметров процесса теплообмена конструкции, так и промышленного испытания аппарата при эксплуатации. Конструктивное решение по теплообменнику Т-2 должно быть выполнено, как заводским вариантом изготовления, что предпочтительнее, так и временного конструктивного решения с использованием стандартных цельнотянутых труб 089 мм и 0133 -159 мм. Также возможно применение, для охлаждения пропанобутановой газовой фракции Сэ - ХС4, по указанной технологической схеме, теплообменника кожухотрубного типа заводской конструкции при достаточной площади теплообмена, примерно 10,0 м2 или больше.
Список литературы
1. Методическое руководство по подсчету балансовых и извлекаемых запасов конденсата, этана, пропана, бутанов, неуглеводородных компонентов, определению их потенциального содержания в пластовом газе, учету добычи конденсата и компонентов природного газа / Овезов А.А. [и др.]. Москва: ВНИИГАЗ, 1990.
2. Общий анализ результатов газоконденсатных исследований скважин Отраднинского ГКМ за период с 2010 по 2022 годы для определения сводных параметров промысловых исследований и физико-химической характеристики пластового газа и его основных углеводородных фракций: отчет о научно-исследовательской работе / отв. исп. В.И. Таран. Якутск: ИПНГ СО РАН, 2023. 35 с.
3. Результаты исследований проб и расчет материального баланса Отраднинского УКПГ: технический отчет / исп. ООО «ЛабОйл». Тюмень, ООО «ТюменьНефтьСервис». 2015. 23 с.
4. Отчет по промыслово-лабораторным исследованиям технологической характеристики оборудования УКПГ Отраднинского ГКМ методом материального баланса и определению эффективности работы сепарационного оборудования при подготовке газа к транспорту, при участии представителей Заказчика, и последующему проведению лабораторных и аналитических исследований, отобранных на УКПГ проб газа и конденсата для определения фракционного и компонентного (химического) состава углеводородной продукции исходного природного газа и его товарной кондиции. / исп. Н.Н. Тагров, В.И. Таран. Якутск: ИПНГ СО РАН, 2023. 68 с.
5. Зотов Г.А., Алиев З.С. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газокон-денсатных пластов и скважин. Москва: Недра, 1980. 304 с.
6. Инструкция по комплексным исследованиям газовых и газоконденсатных скважин. Часть I и II. Инструкция Р Газпром 086-2010, утверждена ОАО «Газпром» от 05 августа 2010 г. 320 с.
УДК 665.6/.7:54.057:665.753.4:665.7.035.2 DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-111-114
СИНТЕЗ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ И ИСПЫТАНИЕ ИХ В КАЧЕСТВЕ ДИСПЕРГАТОРОВ ПАРАФИНОВ
Тубельцева А.Д., Лисечко О.А., Иванова Л.В.
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва E-mail: anna.tubeltseva@mail.ru
Аннотация. В силу географического положения в России высока потребность в низкозастывающих топливах, и она неизменно возрастает. При производстве таких топлив используют композиции де-прессорно-диспергирующих присадок. В ходе работы синтезированы соединения, применяемые в качестве диспергаторов парафинов к дизельному топливу, исследована эффективность их действия в летнем дизельном топливе в композиции с депрессором. Структуры полученных соединений были подтверждены с помощью ИК-спектроскопии. Проведена оценка их низкотемпературных свойств. Выявлено, что синтезированные соединения проявляют диспергирующий эффект и обеспечивают получение межсезонного топлива сорта F, а также зимнего топлива класса 0.
Ключевые слова: суровые климатические условия, дизельное топливо, низкотемпературные свойства, депрессорно-диспергирующие присадки, диспергаторы парафинов.
В настоящее время освоение северных регионов является одной из основных стратегических задач, способствующих развитию минерально-сырьевой базы России. В Арктической зоне проживает около 2,5 млн граждан РФ и функционирует большое количество предприятий горнодобывающей промышленности и нефтегазового сектора. Континентальный шельф Российской Федерации в Арктике содержит более 85,1 трлн м3 горючего природного газа, а также 17,3 млрд тонн нефти, включая газовый конденсат [1]. На сегодняшний день возможность увеличения объемов добычи и переработки нефти и газа как никогда актуальна.
В регионах с суровыми климатическими условиями, где накладывают отпечаток транспортная труднодоступность и неразвитая социальная инфраструктура, требуется специальная техника и бесперебойная транспортная логистика для обеспечения всех видов деятельности. В связи с этим в настоящее время вопрос обеспечения отрасли качественным межсезонным, зимним и арктическим дизельным топливом в нашей стране приобретает все большую актуальность.
На Крайнем Севере и в других регионах России с экстремальными климатическими условиями в зимний период для обеспечения эксплуатации быстроходных дизельных двигателей наземной техники требуется применение арктического дизельного топлива, в остальное время года возможно применение зимних и межсезонных дизельных топлив.
