Способ предотвращения загрязнения призабойной зоны скважины на подземном хранилище газа
Владельцы патента RU 2245831:
Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (RU)
Изобретение относится к подземному хранению газа, в частности к способу предотвращения загрязнения призабойной зоны скважины. Способ включает компремирование газа на дожимной компрессорной станции до необходимого давления закачки, а также утилизацию капельной жидкости, содержащей капли компрессорного масла и газ, перед газораспределительной подстанцией с последующим закачиванием газа в скважину. Согласно изобретению, утилизацию капельной жидкости осуществляют с помощью циклонного цилиндрического сепаратора центробежного типа и блока глубокой химической очистки в виде двух параллельно установленных адсорберов, работающих попеременно по мере замены отработанных адсорбентов. Сепаратор и два адсорбера устанавливают на емкости для сбора компрессорного масла. Изобретение обеспечивает предотвращение загрязнения призабойной зоны, повышает приемистость скважины подземного хранения газа, повышает степень отдачи пласта в процессе отбора газа, а также исключает поставки некондиционного газа потребителю. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к подземному хранению газа, в частности к способам предотвращения загрязнения призабойной зоны скважины.
Анализ существующего уровня техники показал следующее.
Известен способ создания подземного хранилища газа (ПХГ), включающий компрессорную закачку газа в пласт (см. патент РФ №2102301 от 29.01.96 г. по кл. B 65 G 5/00, опубл. в ОБ №2,1998 г.).
Недостатком указанного способа является загрязнение призабойной зоны скважины маслом дожимных поршневых компрессоров, потому что отсутствует система механической и химической очистки газового потока после компрессорных станций;
в качестве прототипа взят способ предотвращения загрязнения призабойной зоны скважины на ПХГ, включающий компремирование газа на дожимной компрессорной станции до необходимого давления закачки, а также утилизацию капельной жидкости перед газораспределительной подстанцией (см. К вопросу качества газа, поступающего в газотранспортную систему ООО “Кавказтрансгаз”, авторы: В.М.Демин, Р.А.Гасумов и др. в сб. науч. трудов СевКавНИПИгаз. - Ставрополь - 2002. - вып. 36, с.341).
Недостатком указанного способа является отсутствие конкретной системы очистки газового потока, что неминуемо приведет к загрязнению призабойной зоны скважины маслом дожимных компрессоров и уменьшит приемистость последних. Это в свою очередь сократит объемы закачиваемого газа и отразится поставками некондиционного газа потребителю.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в следующем:
- исключается загрязнение призабойной зоны скважины ПХГ компрессорным маслом;
- повышается приемистость скважины ПХГ;
- повышается отдача пласта в процессе отбора газа;
- исключаются поставки некондиционного газа потребителю.
Технический результат достигается с помощью известного способа, включающего компремирование газа на дожимной компрессорной станции до необходимого давления закачки, а также утилизацию капельной жидкости, содержащей капли компрессорного масла и газ, перед газораспределительной подстанцией с последующим закачиванием газа в скважину. При этом новизна заявляемого способа заключается в осуществлении утилизации капельной жидкости в виде компрессорного масла с помощью циклонного цилиндрического сепаратора центробежного типа и блока глубокой химической очистки в виде двух адсорберов, работающих переменно по мере замены отработанного адсорбента, которые устанавливают параллельно на емкости для сбора компрессорного масла.
Газовый поток с газового месторождения под собственным давлением поступает в магистральный трубопровод и далее в линейные компрессорные станции и трансформируется до давлений ПХГ. На дожимную компрессорную станцию ПХГ газ поступает с давлением порядка 36 кг/см2. После поднятия давления до 105-110 кг/см2 подается в скважины.
Очистка газового потока, осуществляемая на компрессорных станциях, является недостаточной, поскольку объем закачиваемого газа, например, на Северо-Ставропольском ПХГ составляет 3400000000 м3 за 6 месяцев. А если учесть определенную замасленность трубопроводов, то вполне объяснимо значительное загрязнение призабойной зоны ряда скважин.
Например, на Северо-Ставропольском ПХГ в 2000 году приемистость по ряду скважин была в несколько раз ниже оптимальной (см. табл.). В скважины №253, №314 за сезон закачки было закачано по 75 млн/м3 газа при оптимальной приемистости пласта 214-215 млн/м3. Приемистость скважины №174 вообще равна 0.
Такое положение имеет место и на других ПXГ страны.
Более подробно сущность заявляемого технического решения поясняется следующим примером.
Предлагаемая утилизация компрессорного масла из потока закачиваемого газа в скважину ПХГ осуществляется по следующим схемам:
см. фиг.1, на которой изображен общий вид технологического оборудования, его расположение согласно заявляемой технологии, а также см. фиг.2, на которой представлено технологическое оборудование - вид сверху.
Технологическое оборудование состоит из циклонного цилиндрического сепаратора центробежного типа 1, выпускаемого заводом “Волгограднефтемаш” с основными техническими характеристиками:
диаметр наружный, Дн - 2000 мм,
рабочее давление, Рраб - 110 кг/см2,
расход газа, Q - 73000 м3/ч.
К циклонному цилиндрическому сепаратору 1 параллельно подсоединены два адсорбера 2, 3, выпускаемые заводом “Волгограднефтемаш” с основными техническими характеристиками:
диаметр наружный, Дн - 2000 мм,
площадь фильтрации адсорбера, Sф - 11 м2.
Сепаратор центробежного типа 1 и адсорберы 2, 3 устанавливаются на емкости для сбора компрессорного масла 4. Очищенный газ направляется на газораспределительную подстанцию 5, откуда он подается в скважину 6.
После дожимной компрессорной станции газ поступает на сепаратор центробежного типа 1. Он предназначается для отделения входящего газожидкостного потока от капелек компрессорного масла. Для обеспечения высокоэффективной сепарации и равномерного распределения газового потока по сечению сепаратора 1 применяется тангенциальный ввод потока, при котором под действием центробежной силы газовый поток направляется к стенке сепаратора, капельки масла стекают вниз и далее в емкость для сбора компрессорного масла 4, а очищенный газ выводится и направляется в блок глубокой химической очистки. Вертикальный сепаратор имеет бесспорное преимущество перед сепараторами других типов, т.к. он имеет хороший отток и легко очищается в емкость 4, на которой он смонтирован.
Адсорберы 2, 3 работают переменно по мере замены отработанных адсорбентов. Газ из циклонного сепаратора 1 при открытых задвижках 7 и 8 и закрытых задвижках 9 и 10 направляют в адсорбер 2. При условии срабатывания адсорбентов в адсорбере 2 газ при открытых задвижках 9 и 10 и закрытых 7, 8 направляют в адсорбер 3. В качестве адсорбентов, размещенных в цангах обоих адсорберов, используют активированный уголь марки БАУ-А ОКП 21 6239 01 00 с широким спектром поглощения, а также цеолит или другое молекулярное сито. Адсорбенты обладают широким спектром поглощения минеральных масел. Очищенный газ направляют на газораспределительную подстанцию 5, откуда он подается в скважину 6.
На основании вышеизложенного не выявлены технические решения, имеющие в своей основе признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения, т.е. не выявлены технические решения (установки, технологии), очищающие газ, закачиваемый в скважины ПХГ, от компрессорного масла. Таким образом, заявляемые существенные признаки не следуют явным образом из проанализированного уровня техники, т.е. имеют изобретательский уровень.
Заявляемую технологию с описанным технологическим оборудованием предполагается внедрить на Северо-Ставропольском ПХГ в 2004 - 2005 гг., при этом прогнозируется повышение приемистости скважин ПХГ и отдачи пласта в процессе отбора газа ~ на 15-20%.
Способ предотвращения загрязнений призабойной зоны скважины на подземном хранилище газа представлен в таблице.
| Таблица | ||||
| № СКВ. | В каком году произошло | Снижение приемистости СКВ. (млн./м3) | После продувки (млн./м3) | ПХГ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 174 | 2000 г. | О | 136 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 253 | 2000 г. | 75 | 214 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 314 | 2000 г. | 75 | 215 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 307 | 2000 г. | 60 | 285 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 225 | 2000 г. | 79 | 190 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 349 | 2000 г. | 18 | 167 | Северо-Ставропольское ПХГ |
| 350 | 2000 г. | 36 | 138 | Северо-Ставропольское ПХГ |
Способ предотвращения загрязнения призабойной зоны скважины на подземном хранилище газа, включающий компремирование газа на дожимной компрессорной станции до необходимого давления закачки, а также утилизацию капельной жидкости, содержащей капли компрессорного масла и газ, перед газораспределительной подстанцией с последующим закачиванием газа в скважину, отличающийся тем, что утилизацию капельной жидкости осуществляют с помощью циклонного цилиндрического сепаратора центробежного типа и блока глубокой химической очистки в виде двух параллельно установленных адсорберов, работающих попеременно по мере замены отработанных адсорбентов, при этом сепаратор и два адсорбера устанавливают на емкости для сбора компрессорного масла.
