Технологическая схема ПХГ.




Технологические схемы сбора, распределения и обработки газа при отборе и закачке его в хранилище

Газ, закачиваемый в подземное хранилище, сжимается компрессорами до необходимого давления. В процессе сжатия газнагревается и загрязняется парами компрессорного масла.

Сконденсированные на забое скважины пары масла обволакивают зерна песка, уменьшают сечение поровых каналов и фазовую проницаемость для закачиваемого газа. Это в свою очередь способствует уменьшению расхода закачиваемого газа и повышению давления нагнетания. Поэтому нагретый газ перед закачкой в скважину охлаждают с целью уменьшения дополнительных температурных напряжений в фонтанной арматуре. В процессе хранения газ обогащается парами воды. При отборе с его потоком выносятся взвеси (песчинки, частицы глины, цементного камня и т. д.). Поэтому во многих случаях извлекаемый из хранилища газ очищается от твердых взвесей и осушается от влаги.

Компрессорные цехи оснащены компрессорами типа 10ГК и 10ГКМ, а также газомотокомпрессорами типа 10ГКН. Для замера количества газа, закачиваемого и отбираемого из скважин, удаления влаги из газа при отборе, регулирования давления закачки и отбора построены газораспределительные пункты, на которых установлены на открытой площадке сепараторы, отключающая арматура и здания, где находятся регулирующие клапаны и расходомеры для каждой скважины.

 

Закачка газа. По газопроводу-отводу диаметром 500 мм под давлением 2,5–3,6 МПа газ, предварительно очищенный от взвешенных твердых частиц и капельной влаги, направляется на прием газомоторных компрессоров типа 10ГК, для компримирования в две ступени. Затем он поступает на установку очистки от компрессорного масла, где последовательно проходит через четыре ступени очистки: циклонные сепараторы 1 (горячий газ); циклонные сепараторы 2 (охлажденный газ); угольные адсорберы 4 и керамические фильтры 5.

В сепараторах улавливаются крупные частицы масла (20– 30 мкм), а более мелкие – в угольных адсорберах. Сорбентом служит активированный уголь в форме цилиндриков диаметром 3–4 мм и высотой 8 мм. Насыщенный маслом сорбент регенерируют при помощи пара.

Пройдя эти аппараты, охлажденный и очищенный от масла газ поступает по газосборному коллектору наГРП, где его поток разделяется по скважинам и замеряется количество газа, закачиваемого в каждую скважину.

Отбор газа. При отборе газ из скважин поступает на ГРП по индивидуальным шлейфам. С газом, извлекаемым из хранилища, может выноситься песок даже при очень небольших депрессиях (0,03–0,04 МПа). Для предотвращения выноса песка из пласта в скважину забой ее оборудуют специальными фильтрами или призабойную зону укрепляют вяжущими веществами. Влага, улавливаемая на ГРП, автоматически сбрасывается в специальные замерные емкости. Далее по газосборному коллектору газ поступает на установку осушки, откуда при точке росы –2° попадает в магистральный газопровод. Для осушки газа используют диэтиленгликоль (ДЭГ), этиловый спирт или метанол (с целью предотвращения загрязнения окружающих подземных вод рекомендуется заменять этанолом). Блок осушки состоит из котельной, двух–трех контакторов, выпарной колонны, холодильников-испарителей и насосной.

Наличие паров масла в сжатом газе, необходимость охлаждения его требуют строительства сложных и дорогостоящих установок и оборудования на территории ПХГ. Для удешевления и упрощения технологии подготовки газа к закачке и обработки отбираемого из хранилища газа целесообразно применять многоступенчатые центробежные нагнетатели. В качестве привода для центробежных нагнетателей можно использовать авиационные двигатели АИ-20, НК-12МВ.

Для подачи газа потребителю компрессорная станция часто не нужна.

 

Подземное хранение газа в ловушках водонасыщенных коллекторов. Основные принципы подземного хранения газа в пористых водоносных пластах. Геологическая структура ловушки, выбранной для создания ПХГ. Активный и буферный газ в подземном хранилище.

Основные принципы подземного хранения газа в пористых водоносных пластах:

На территории Беларуси созданы Осиповичское и Прибугское ПХГ.

ПХГ, созданные в водоносных пластах, которые для краткости обозначаются «водоносными хранилищами», образуются за счет вытеснения из пористого водоносного пласта жидкости. Создание хранилища состоит в частичном вытеснении газом воды из верхней зоны ловушки на периферию.

Необходимо, чтобы в одном и том же месте присутствовали следующие геологические факторы:

– структура в виде свода, имеющая непроницаемый экран, достаточный, чтобы гарантировать необходимую емкость хранения;

– пласт породы, обладающей достаточными пористостью и проницаемостью, чтобы обеспечить желаемые емкость и продуктивность;

– комплекс непроницаемых пород-покрышку, перекрывающий непосредственно этот резервуар, чтобы исключить вертикальную миграцию газа.

Породы, которые образуют водоносный горизонт, состоят из твердых, более или менее сцементированных частиц, между которыми существуют связанные между собой пространства, что позволяет циркулировать воде и газу.

Пористый пласт, служащий резервуаром, должен быть покрыт достаточно непроницаемым пластом для того, чтобы препятствовать перетеканию газа в другие пласты или выходу его на поверхность земли через трещины. С другой стороны, он должен иметь соответствующую форму, образующую «ловушку».

Абсолютная проницаемость коллекторов, (пористый пласт, служащий резервуаром) используемых для подземных хранилищ газа, порядка 0,3–5 дарси. Проницаемость покрышки, обычно представленной глинами, не должна быть более сотых долей миллидарси. На глубине 300–1000 м мощность покрышки должна быть от 5 до 15 м. Объем водонапорной системы, если нет области ее стока, должен превосходить объем хранилища в несколько сот раз. В противном случае заполнение хранилища газом за счет упругости системы будет затруднено.

При сооружении ПХГ в водонасыщенных пластах, в ловушках которых нет ни газовых, ни нефтяных месторождений, обычно не установлены: непроницаема ли для газа покрышка пласта-коллектора, размеры и форма пластовой водонапорной системы, геолого-физические параметры пласта-коллектора. Существует опасность как потерь газа через кровлю хранилища.

Поэтому в процессе разведки и опытной закачки газа необходимо доказать герметичность кровли ловушки, рассчитать коэффициент проницаемости водонасыщенного коллектора, определить остаточную водонасыщенность при вытеснении воды газом.

Активный и буферный газ в подземном хранилище:

Общий объем газа в подземном хранилище делится на две части: активный (рабочий) и буферный (остаточный). Активный газ – объем газа, ежегодно закачиваемый и отбираемый из подземного хранилища. В течение нескольких лет его количество в хранилище можно считать постоянным. Буферный газ – объем газа, постоянно находящийся в ПХГ во время его эксплуатации.

Буферный газ предназначен для создания в хранилище определенного давления в конце отбора, при котором обеспечивается необходимый дебит газа, получаемого из хранилища, соблюдаются требования охраны недр и условия транспорта газа в район потребления. Как правило, объем буферного газа в ПХГ составляет от 60 до 140 % активного газа.

Объем буферного газа в подземном хранилище зависит от глубины залегания ловушки, физико-геологических параметров пласта-коллектора, толщины пласта и угла наклона структуры, режима эксплуатации хранилища.

Затраты на буферный газ и его закачку в ПХГ эквивалентны капитальным вложениям при сооружении ПХГ. Объем буферного газа, число эксплуатационных скважин и мощность КС взаимосвязаны.

Объем буферного газа можно определить из уравнения (19.1) где – постоянный объем порового пространства газонасыщенного коллектора, м3; средневзвешенное по объему порового пространства пласта давление в ПХГ в конце период отбора газа.

Технологическая схема работы ПХГ в водоносном пласте:

На рисунке 19.2 представлено схематичное изображение ПХГ в водоносном пласте.

 

Рисунок 19.2. Схематичное изображение ПХГ в водоносном пласте.

Природный газ магистрального газопровода 1 по соединительному газопроводу 2 поступает на территорию станции подземного хранения газа 3. Пройдя пылеуловители 4, попадает в компрессорную станцию 5. Затем газ очищается в сепараторах 6, охлаждается в градирне 7, очищается от масла на установке 8 и поступает на газораспределительный пункт 9. Здесь измеряется его расход и производится распределение газа по эксплутационным скважинам 10, через которые газ нагнетается в водоносный пласт 11.

Отбираемый из магистрального трубопровода газ с помощью газомоторных компрессоров, газотурбинных установок или турбин с электроприводом, закачивается под расчетным давлением в водоносный пласт (обычно куполообразный или горизонтальный), лежащий между водонепроницаемыми кровлей и подошвой. Вытесняя из пласта воду, заполняя его поры и трещины, он оттесняет воду из пор породы и скапливается в сводовой части структуры под непроницаемой покрышкой 15, образуя подземное хранилище. Часто в толще осадочных пород наблюдаются выклинивания пластов 16, литологические изменения 18 и другие аномалии. Все эти особенности имеют существенное значение с точки зрения создания хранилища газа. Большие осложнения могут вызывать разрывные нарушения 20, через которые газ может просочиться из хранилища.

Из хранилища газ отбирается за счет пластового давления по шлейфам 12. Идет на газораспределительный пункт, где очищается в сепараторах 13, измеряется и затем осушается в установке 14, откуда подается в магистральный газопровод 1.

Основная часть энергии при закачке газа расходуется на оттеснение пластовой воды. Потери давления в газоносной части пласта невелики и ими, как правило, пренебрегают.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: