Хватит сжигать газ!
15 Февраль 2010 г.Попутный газ. Добро или зло?
Насосно-бустерные установки
позволяют:
- отказаться от сжигания попутного газа;
- увеличить дебет скважин;
- значительно повысить рентабельность
нефтяных месторождений.
Всем известно, что в процессе очистки нефти на существующих месторождениях выделяются легкие формы углеводородов – попутный газ. Транспортировать или перерабатывать попутный газ в большинстве случаев нерентабельно или невозможно. Чтобы утилизировать попутный газ приходиться его сжигать, ухудшая и без того сложную экологическую обстановку на промыслах.
Тем не менее, существует способ использования попутных газов для повышения нефтеотдачи месторождений путем нагнетания в пласты газожидкостных смесей.
Процессы повышения степени извлечения нефти из недр путем нагнетания в пласты попутных углеводородных газов под высоким давлением впервые в нашей стране были применены на месторождении Озек-Суат Ставропольского края в 1966 году. Здесь, сначала в опытно-промышленных, а затем в промышленных масштабах производилось вытеснение нефти попутным газом, сжатым до 30-32 МПа. Нефтеотдача месторождения Озек-Суат за 20 лет разработки новым методом превысила 80%начальных балансовых запасов нефти, дополнительная добыча нефти составила порядка 1 млн.т. Практически весь попутный газ возвращен в залежь для дальнейшего использования.
Действие газожидкостных смесей при их закачке в нефтеносный пласт выражается в следующем:
- происходит растворение попутного газа в нефти, в результате чего снижается ее вязкость и, следовательно, упрощается продвижение ее к поверхности;
- происходит растворение и удаление из поровых пространств нефтеносной породы тяжелых углеводородов, улучшая при этом эффективную проницаемость;
- предотвращаются промывы в нефтяных пластах и, как следствие, преждевременное обводнение месторождения.
Как показал опыт, использование попутного газа в газожидкостных смесях позволяет добывать нефть на месторождениях, находящихся на поздней и завершающей стадии разработки, то есть позволяет более полно использовать потенциал месторождения и при этом отказаться от сжигания попутного газа, значительно повысив рентабельность нефтяных месторождений.
Применение сжатых попутных газов для добычи нефти из заводненных пластов не имеет в настоящее время альтернативы и способно значительно продлить их активную жизнь.
Тем не менее, несмотря на все достоинства внедрение этого метода, до недавнего времени, не получило широкого распространения из-за отсутствия надежной недорогой и долговечной техники, способной закачивать в пласт под давлением газожидкостные смеси.
Применявшиеся ранее для этих целей компрессорные станции были дороги, недолговечны и быстро выходили из строя.
Опыт использования насосно-бустерных установок для нагнетания газожидкостных смесей на базе поршневых насосов (типа 9Т) и плунжерных насосов (типа 14ТБК) предприятий ЗАО «РАНКО» и ООО «Борец» не дал положительных результатов из-за малого ресурса вышеуказанных насосов, предназначенных для кратковременных работ.
Зная эту проблему завод «Синергия», имея большой опыт создания насосов для установок ППД (поддержания пластового давления), работающих годами в непрерывном режиме, предложил использовать для насосно-бустерных установок свои новейшие разработки – насосы СИН61 и СИН63, обладающие большим ресурсом работы.
Впервые наш завод изготовил и запустил в 2004 году, на месторождении «Кадырово» (республика Башкортостан), две насосно-бустерные установки для предприятия НГДУ «Чекмагушнефть» ОАО «Башнефть» (см. фото 1).
Эти установки работают в непрерывном режиме и до сих пор, одна из них проработала на месторождении без капитального ремонта более 17 000 моточасов. Однако в процессе эксплуатации выявилось, что самым слабым звеном в насосно-бустерной установке являются цепные редуктора, которые как выяснилось имеют небольшой ресурс работы и требуют частой замены цепей. Поэтому, когда предприятие ООО «Алойл» для проведения опытно-промышленных работ на своих месторождениях заказало в 2005 г. насосно-бустерную установку (см. фото 2) нами было принято решение установить вместо цепных редукторов двухступенчатый цилиндрический редуктор, обладающий большим моторесурсом, но к сожалению и большой массой и габаритами. Эта насосно-бустерная установка вот уже два года успешно эксплуатируется на Алексеевском месторождении, в республике Татарстан. В процессе эксплуатации этой установки были замечания к работе двухступенчатого редуктора, требующего к себе постоянного внимания и регулировки.
Технические характеристики этой установки следующие:
- мощность электродвигателя, кВт 250
- бустерный насос трехплунжерный СИН61Б
- диаметр плунжера, мм 140
- максимальная производительность
в насосном режиме (по воде), л/с 15,2
- максимальная производительность
в бустерном режиме
(по газу с давлением на входе Рг=3 атм), л/с 45,6
- максимальная производительность
в бустерном режиме
(по газу с давлением на входе Рг=8 атм), л/с 121,6
- содержание газа в газожидкостной смеси, % 0-95
- максимальное давление в напорной магистрали, МПа 13,0
- габаритные размеры установки, мм 5700х2500х1950
- масса установки, кг 11900
Учитывая трехлетний срок эксплуатации наших насосно-бустерных установок на месторождениях и постоянно развивая и совершенствуя их конструкцию, завод «Синергия» разработал и изготовил модернизированную бустерную установку.
(см. фото 3) Отличительной особенностью данной установки является то, что она укомплектована современным долговечным планетарным редуктором, имеющим малые габариты и вес, практически не требующим ремонта в течение всего срока эксплуатации, что позволило значительно снизить габариты и вес, а значит и стоимость всей насосно-бустерной установки.
(см. фото 3) Отличительной особенностью данной установки является то, что она укомплектована современным долговечным планетарным редуктором, имеющим малые габариты и вес, практически не требующим ремонта в течение всего срока эксплуатации, что позволило значительно снизить габариты и вес, а значит и стоимость всей насосно-бустерной установки.
Технические характеристики этой установки следующие:
- мощность электродвигателя, кВт 315
- бустерный насос трехплунжерный СИН61БМ
- диаметр плунжера, мм 125
- максимальная производительность
в насосном режиме (по воде), л/с 20,8
- максимальная производительность
в бустерном режиме
(по газу с давлением на входе Рг=3 атм), л/с 62,4
- максимальная производительность
в бустерном режиме
(по газу с давлением на входе Рг=8 атм), л/с 166,4
- содержание газа в газожидкостной смеси, % 0-95
- максимальное давление в напорной магистрали, МПа 13,0
- габаритные размеры установки, мм 4700х2500х1950
- масса установки, кг 9800
Все изготовленные установки укомплектованы частотными преобразователями переменного тока, позволяющими плавно регулировать частоту вращения вала силового электродвигателя, а значит и плавно менять ее производительность.
Сердцем насосно-бустерных установок является трехплунжерный насос СИН61Б, хорошо себя зарекомендовавший в работе на установках для ППД и бурении, предназначенный для круглосуточной работы в течение длительного времени.
Надежность насоса СИН61Б такова, что при правильной эксплуатации он не требует ремонта в течение всего времени срока эксплуатации, а ремонт его значительно проще и дешевле, чем у традиционных насосов с подшипниками качения. Но этот насос, имеющий мощный литой корпус, коленвал с подшипниками скольжения, требует и более квалифицированного и своевременного обслуживания.
Учитывая, что в попутных газах содержится большое количество сероводорода основные детали гидроузла и бустерные камеры изготовлены из нержавеющих сталей и полимерных материалов, стойких к действию сероводорода.
Насосно-бустерные установки могут эксплуатироваться в двух режимах:
- насосном, когда бустерный насос забирает промысловую жидкость от внешнего источника и нагнетает ее к объекту потребления;
- бустерном, когда бустерный насос забирает промысловый газ и промысловую жидкость от внешних источников, нагнетает готовую газожидкостную смесь к объекту потребления.
Трехлетняя успешная промышленная эксплуатация в ОАО «Башнефть» и ООО «Алойл», положительные отзывы эксплуатирующих организаций о работе насосно-бустерных установок для поддержания пластового давления, позволяют сделать заключение о наличии надежного долговечного оборудования для закачки попутных газов в пласт. Пермский завод «Синергия» готов выпускать это высокотехнологичное оборудование серийно, помогая сохранять уникальные нефтяные месторождения от обводнения и падения нефтеотдачи, не нанося вред окружающей среде.
Валерий Александрович Голдобин
генеральный директор завода «Синергия»
Виктор Иванович Назаров
главный конструктор завода «Синергия»
Казанцев Алексей Иванович
начальник сектора насосных установок с дизельным приводом завода «Синергия»