В отечественной газопромысловой практике разработка газоконденсатных месторождений осуществляется в основном на режиме использования только естественной энергии пласта. Газоконденсатные залежи в их начальном состоянии характеризуются высокими пластовыми давлениями. Такой режим требует для своей реализации минимальных капитальных вложений и относительно умеренных текущих материальных и финансовых затрат.
В истории разработки газоконденсатного месторождения, происходит последовательная смена нескольких характерных периодов: освоения и пробной эксплуатации; нарастающей, максимальной, падающей добычи; завершающий период. В отличие от разработки чисто газовой залежи в данном случае приходится иметь дело с продукцией, постоянно изменяющей свой состав. Это связано с явлениями ретроградной конденсации пластовой углеводородной смеси при снижении пластового давления. Высокомолекулярные углеводородные компоненты смеси после снижения давления в залежи ниже давления начала конденсации переходят в жидкую фазу, которая остается неподвижной практически на всем протяжении разработки месторождения в силу низкой фазовой насыщенности, намного меньшей порога гидродинамической подвижности.
Увеличение коэффициента конденсатоотдачи и газоотдачи, при разработке газоконденсатных месторождений может быть достигнуто путем возврата в пласт в течение определенного периода времени добытого газа, из которого предварительно извлечен углеводородный конденсат. Режим разработки, обеспечивающий отбор пластового газа с начальным высоким или уменьшающимся содержанием конденсата (благодаря поддержанию давления), получил название сайклинг-процесса. В Республике Узбекистан впервые его применили на месторождении Кокдумалак, которое обустроено по полной схеме разработки нефтегазоконденсатных месторождений с применением “сайклинг-процесса” и заводнения в целях поддержания пластового давления в залежи. В настоящее время обустраивается с применением “сайклинг-процесса” месторождение Южный Кемачи.
В настоящее время такие месторождения, как Зеварды, Алан, Култак, Памук, Шуртан и Шаркий Бердак уже работают в режиме падающей добычи и приближаются к режиму эксплуатации на поздней стадии разработки. Эти стадии разработки основных эксплуатируемых месторождений отрасли характеризуются следующими моментами: падением пластового давления и соответствующим снижением дебита скважин; продолжающимся обводнением эксплуатационного фонда скважин и старением фонда скважин и наземных газопромысловых объектов; шлейфы скважин перестают работать в режиме постоянного выноса жидкой фазы; падение давления приводит к ряду серьезных технологических проблем эксплуатации установок промысловой подготовки и появлению трудностей в обеспечении надлежащего качества товарного газа.
В период падающей добычи одним из основных факторов, определяющих энергоемкость добычи газа, является эффективность работы внутри промысловой транспортной системы, поскольку дополнительные потери давления в ней приводят к увеличению энергозатрат на компримирование газа.
На газоконденсатных месторождениях для подготовки газа в качестве основного процесса в настоящее время рекомендуется низкотемпературная сепарация с применением дроссель-эффекта для получения холода в начальной стадии эксплуатации месторождения и турбодетандеров или холодильных агрегатов на этапе падающей добычи. При соответствующем технико-экономическом обосновании приведенные технологии могут дополняться и другими низкотемпературными процессами.
Например, на ГКМ Кокдумалак, Зеварды и Памук подготовка природного газа на УКПГ (эксплуатация которых первые 12–25 лет проводилась по методу низкотемпературной сепарации с применением эффекта Джоуля — Томсона) в настоящее время производится с использованием турбодетандеров, из-за возможности получения требуемой степени охлаждения газа при меньших перепадах давления.
При применении ТДА появляется возможность реализовать технологическую схему осушки газа с использованием существующего оборудования установок НТС (сепараторов первой и второй ступени, рекуперативных теплообменников первой и второй ступени, низкотемпературных сепараторов) и тем самым продлить их срок службы. Ввод в технологическую схему осушки газа ТДА позволяет обеспечивать работу существующих установок НТС при более низком входном давлении — 7,5 МРа.
Применение ТДА позволяет при меньшем перепаде давления (2,0 МРа) на установке НТС достичь качества подготовки газа, аналогичного при дросселировании (4,2–4,4 МРа), с обеспечением требуемой температуры точки росы по влаге и углеводородам.
Такой подход, как с точки зрения рационального использования пластовой энергии, так и с позиций экономической эффективности работы установок НТС оправдан и приводит к сокращению капитальных затрат на стадии доразработки месторождения.
При снижении давления на входе существующих установок НТС газа до 7,5 МРа повышается надежность работы трубопроводов и технологического оборудования, рассчитанных на давление 10,0 МРа, также повышается производительность ДКС и отодвигается срок модернизации компрессоров.
Основными проблемами в работе установок подготовки газа на заключительной стадии разработки месторождений являются увеличение удельного влагосодержания поступающего на подготовку газа и суммарной нагрузки по влаге на установке, повышение массовой и линейной скоростей в аппаратах, линейных скоростей и гидравлических сопротивлений в схемах регенерации (адсорбции) и другие проблемы.
Для оптимизации добычи и подготовки газа в течение всего срока разработки месторождения в виде единого целого необходимо разработать алгоритм решения задачи, где главным является выбор универсальных моделей для всех звеньев системы пласт-газопровод-установка подготовки газа с увязкой расчетных параметров, т. е. моделей, у которых выходные данные предыдущей модели соответствуют входным параметрам последующей, а базы данных и основные уравнения моделей не противоречат друг другу.
Литература:
- Хафизов А. Р., Пестрецов Н. В., Чеботарев В. В. и др. Сбор, подготовка и хранение нефти. Технология и оборудование. Учебное пособие. Уфа. 2002.
- Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти.- Казань: «Фэн», 2000.- 416 с.
- Сваровская Н. А. Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции:Учебное пособие. — Томск: Изд. ТПУ, 2004. — 268 с.
- Лутошкин Г. С., Дунюшкин И. И. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах. Учебное пособие. — М., Недра, 1985.
- Лобков А. М. Сбор и подготовка нефти и газа на промысле. М.: Недра, 1986. — 285 с.
- Истомин В. А. «Низкотемпературный процессы промысловой обработки природных газов» М.,1999.
