Использование попутного нефтяного газа на газотурбинных и газопоршневых установках является одной из приоритетных задач при эксплуатации месторождений в условиях энергетической автономии. Применение попутного нефтяного газа в качестве топлива возможно, как для приводов газокомпрессорного оборудования, так и для выработки электроэнергии для обеспечения собственных нужды с применением газотурбинных или газопоршневых установок.
При этом существует проблема подготовки газа до требований производителя оборудования газовой генерации. Для бесперебойного обеспечения нефтепромысла необходимым количеством электроэнергии необходимо подготавливать попутный нефтяной газ до определенных параметров, предусмотренных техническими характеристиками ГТУ. Дополнительная подготовка попутного нефтяного газа требует дополнительных капитальных затрат для применения систем газоочистки и эксплуатационных затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования [1]. Основными методами подготовки попутного нефтяного газа являются [2]:
- Сепарационные методы. Для предварительной очистки попутного нефтяного газа от механических примесей, нефти, капельной влаги применяют газовые сепараторы. Сепараторы широко используется в технологиях добычи, транспортировки и хранения нефти и газа. Газовые сепараторы входят в состав установок предварительной подготовки газа, устройств очистки газа. В основном данные они являются установками инерционно-фильтрующего типа, так как отделение капельной влаги, нефти и механических примесей происходит при помощи сбора улавливаемых частиц на специальных коалесцирующих фильтрах. Эти фильтры представляют собой пластины, которые задерживают капли или частицы в результате снижения давления. Так же применение газовых сепараторов распространено для выделения конденсата после компримирования и охлаждения газа. Сепарационные методы могут быть использованы в любых условиях и отличаются низким уровнем отходов. Однако улучшение качества ПНГ, особенно при низких давлениях, невысокое. Углекислый газ и сернистые соединения не удаляются при сепарационных методах подготовки ПНГ.
- Низкотемпературная сепарация. Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа высококипящих компонентов и воды. При данном методе газ охлаждается холодом, вырабатываемым холодильной станцией В нефтяной и газовой и промышленности в качестве хладагента применяют пропан, этан, аммиак, хладоны и многокомпонентные хладагенты. Низкотемпературная сепарация является одним из самых высокоэффективных комплексных процессов, освобождающих попутный нефтяной газ от воды легкой фракции углеводородов. Также из преимуществ данного способа следует отметить возможность сепарации и разделения без понижения давления ПНГ, что исключает необходимость последующего сжатия попутного нефтяного газа.
- Гликолевая осушка. Метод основан на селективном поглощении (растворении) паров воды жидкими абсорбентами [3]. В настоящее время для решения такой задачи используются преимущественно диэтиленгликоли или триэтиленгликоли.. Ряд производных ди- и триэтиленгликоля или побочные продукты, получаемые при их производстве (этилкарбинол, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль и др.), хотя и обладают высокой гигроскопичностью, широкого применения в качестве осушающих агентов не нашли.
При недостаточной подготовке попутного нефтяного газа до требований производителя газотурбинных установок и газопоршневых агрегатов возможен выход из строя газогенерирующего оборудования, что приведет к дефициту вырабатываемой электроэнергии для обеспечения собственных нужд нефтепромысле. Также при выходе из строя газогенерирующего оборудования избыток попутного нефтяного газа будет сжигаться в факелах. Сжигание попутного нефтяного газа приводит к ряду негативных последствий: безвозвратным потерям ценного химического и энергетического сырья – этана, пропана, бутанов, метана. Также при сжигании ПНГ на факеле ухудшается экологическая ситуация в регионах добычи полезных ископаемых, так как при попадании в окружающую среду продукты сгорания попутного нефтяного газа представляют потенциальную угрозу для здоровья человека, для флоры и фауны. в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 8 ноября 2012 г. №1148 «Об особенностях исчисления платы за выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сжигании на факельных установках и (или) рассеивании попутного нефтяного газа» (далее – Постановление) был установлен целевой показатель сжигания попутного нефтяного газа в размере не более 5 процентов от объема добытого попутного нефтяного газа. Компании, разрабатывающие нефтяные и газовые месторождения, обязаны обеспечивать уровень использования ПНГ на уровне 95% и выше.
Выбор одного из методов подготовки попутного нефтяного газа или применение рассмотренных методов в комплексе определяется при расчете технико-экономической эффективности. Качественная подготовка попутного нефтяного газа позволяет использовать его в качестве топлива для газотурбинных и газопоршневых установок, что приводит к увеличению уровня утилизации газа и сокращению объема сжигания ценного ресурса в факелах.
Использованные источники:
- Ланчаков Г.А. Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования. / Ланчаков Г.А., Кульков А.Н., Зиберт Г.К. – М.: Недра, 2006. — 279 с.
- Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. – М.: Недра, 2012. — 319 с.
- Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. – М:. Химия, 2007. — 568 с.
