12.4. Технология сбора и закачки газа в подземное хранилище

Газ, предназначенный для хранения в ПХГ, сжимают (ком-примируют) компрессорами до необходимого давления. При сжатии газ нагревается и смешивается с парами технологиче­ского компрессорного масла. Сконденсированные на забое сква­жины пары масла способны обволакивать зерна песка, умень­шать сечение поровых каналов и фазовую проницаемость для закачиваемого газа. Это, в свою очередь, способствует умень­шению расхода закачиваемого газа, приемистости скважин, ра­ботающих на закачку и повышению давления нагнетания. По­этому горячий газ перед закачкой в скважину охлаждают для исключения отслоения цементного камня от колонны труб и образования трещин в нем в целях уменьшения дополнитель­ных температурных напряжений в фонтанной арматуре и об­садной колонне.

В процессе хранения газ всегда насыщается парами воды. При отборе с его потоком выносятся взвеси из частиц песка, глины и цементного камня. Поэтому газ, извлекаемый из хранилища, не­обходимо очистить от твердых взвесей и осушить от влаги.

По А. И. Ширковскому, наземное оборудование, включенное в технологическую схему сбора и обработки газа на ПХГ, пред­назначено для решения следующих задач:

обработка отбираемого газа до товарных кондиций в течение полного цикла отбора газа и подачи его в магистральный газопровод;

использование давления газа для получения товарных кон­диций отбираемого из хранилища газа;

« дистанционное управление и автоматический контроль;

соответствие требованиям охраны окружающей среды.

На рис. 12.4 показана типовая схема оборудования ПХГ, вклю­чающая компрессорные цехи, блоки осушки и очистки газа от механических примесей и масла, газораспределительные пункты и скважины. Компрессорные цехи оснащены компрессорами типа 10ГКМ и 10ГК, а также газомоторкомпрессорами типа 10ГКН. Для определения количеств закачиваемого и отбираемого из сква­жин газа, удаления влаги из газа при отборе, регулирования дав­ления закачки и отбора сооружают газораспределительные пунк­ты. На их территории располагают сепараторы, отключающую ар­матуру и строят производственные помещения, где находятся ре­гулирующие клапаны и расходомеры для каждой скважины.

Рассмотрим кратко технологический процесс закачки газа в хранилище. По отводному газопроводу диаметром 500 мм под дав­лением около 3 МПа газ, предварительно очищенный от взве­шенных частиц и капельной влаги в вертикальных масляных пы­леуловителях, направляют на прием газомоторных компрессоров

448

15 Paixoxnu

449

2795

типа 10ГК для двухступенчатого сжатия. Далее газ поступает на установку маслоочистки, где последовательно проходит через че­тыре ступени очистки от компрессорного масла, неизбежно по­падающего в поток газа при компримировании. На этих ступенях работают циклонные сепараторы горячего газа /, циклонные се­параторы охлажденного газа 2, пылеуловители 3, угольные ад­сорберы 4 и керамические фильтры 5.

Сепараторы предназначены для улавливания крупных частиц масла (от 20 до 30-Ю"⁶ м), более мелкие частицы задерживают в угольных адсорберах. В качестве сорбента при этом применяют активированный уголь, сформированный в виде цилиндров диа­метром 3—4 мм высотой 8 мм. Насыщенный маслом сорбент под­вергают впоследствии паровой регенерации.

Окончательную очистку газа от мелкодисперсных масляных частиц осуществляют в керамических фильтрах, состоящих из тру­бок, изготовленных из фильтровального материала, один конец которых закрыт наглухо. Трубки помещают группами в специаль­ный прочный корпус. Показателем загрязнения трубок является увеличение перепада давления на входе и выходе фильтра выше 0,03 МПа. Регенерацию фильтрующих трубок осуществляют об­ратной продувкой газом и промывкой растворителями.

Накопленный опыт эксплуатации сооружений по очистке газа от масла показал их достаточную эффективность. Так, в 1000 м³ газа, закачиваемого в пласт ПХГ после очистки, содержится не более 0,5 г компрессорного масла.

Пройдя эти технологические аппараты, охлажденный и очи­щенный от масла газ поступает по газосборному коллектору на газораспределительный пункт (ГРП), где поток разделяют по от­дельным скважинам и замеряют количество газа, закачиваемого в каждую скважину.

При отборе газ из скважин поступает на ГРП по индивидуаль­ным шлейфам. С газом, извлекаемым из ПХГ, может выноситься песок даже при небольших депрессиях (около 0,035 МПа). Для предотвращения выноса песка из пласта в скважину ее забой обо­рудуют специальными фильтрами или укрепляют призабойную зону вяжущими веществами.

Влага, которую улавливают на ГРП, автоматически сбрасыва­ется в специальные замерные емкости. Далее по газосборному кол­лектору газ поступает на установку осушки, откуда при темпера­туре точке росы (-2 °С) попадает в газопровод.

Для осушки газа используют ДЭГ — диэтиленгликоль (см. гл. 8). Блок осушки состоит из котельной, трех контакторов, выпарной колонны, холодильников-испарителей и насосной установки. В контакторах газ проходит через слой ДЭГа, находящегося на тарелках. ДЭГ поглощает пары воды, а осушенный газ поступает в верхнюю часть контактора, где установлена специальная насадка

451

для улавливания капель ДЭГа, уносимых потоком газа. Насыщен­ный ДЭГ регенерируют при помощи перегретого пара в выпар­ной колонне. Влагу в виде пара отводят в атмосферу. Процесс осуш­ки газа полностью автоматизирован. ДЭГ улавливается в сепара­торах и из отбойников подается на регенерацию.

Наличие паров масла в сжатом газе и необходимость его ох­лаждения требуют строительства сложных, 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 часто применяют выработавшие лет­ный ресурс авиационные двигатели.