2.5. Мұнай және газды игерудің технологиясы

Қарашығанақ газ – конденсат кен орнын игергенде газ айналым процесін кеніштің газ – конденсат бөлігінде жүргізу жоспарланды. Алғашқы айдалатын деңгейі 6.0 млрд.м³/жыл құрады.

Жоғарғы қысымды газ айдағанда технологиялық схеманың негізгі элементтері:

• газбен жабдықтау көзі;

• төменгі қысымды газ құбыры;

• газ айдайтын компрессор станциясы (КСНГ);

• тоңазытқыш;

• айырғыш (сеператор – май айырғыш);

• айдау монифольды;

• жоғарғы қысымды газ құбыры (коллекторлы линия);

• шығарушы линиялар;

• айдауыш үңғымалар.

Сонымен қатар келесі технологиялық процесстер орындалады:

• айдалмай тұрып газды кұрғату;

• компремирлеу;

• компремирлейтін газды салқындату;

• газды ұңғыма бойынша бекіту.

Үлгі 1 айдаушы және 6 өндіруші үңғымадан тұрады. Үлгідегі әр өндіруші ұңғыма ұңғыманың жалпы дебитінің 1/3 бөлігін ғана алады. Сондықтан өндіруші үңғыманың айдаушы үңғымаға қатынасы 2 : 1 құрайды.

Үлгідегі қабаттардың сипаттамаларын (орташа кеуектілік) қорды қайта есептегенде табылған қабаттардағы кеуек көлемдеріне сәйкес қабылданды. Ұяшықтардағы өткізгіштік симуляциялық үлгіде қолданылған карбонның кеуектілігінің өткізгіштікке тәуелділігімен сәйкес алынды.

Әрбір қабаттың қабаттық сұйықтарының физико – химиялық қасиеттері Қарашығанақ кен орнының флюидтік үлгілерінен алынған. Қарашығанақ кен орнындағы флюидтердің үлгісін жасағанда алдын – ала флюидтерді тәжірибеде өткізіп алынған шамалармен сәйкес келтірілген Пенга – Робинсон теңдеуі қолданылды.

Газ айдаушы компрессорлы станция

Газ айдаушы компрессорлы станциясы модуль типті компрессор желілерін пайдалану негізінде қаланған. Әр компрессор желісі газ турбинасынан жұмыс алатын 3 сатылы ортадан тепкіш компрессормен жабдықталған. Әр компрессор желісі мыналардан тұрады:

• газ турбинасы;

• ортадан тепкіш компрессор;

• басқару жүйесі;

• қосымша жабдықтар.

Газ айдаушы компрессор станциясында негізгі тезнологиялық процесстер мен технологиялық жабдықтардың жұмысы төмендегідей жүйелердің арқасында жүргізіледі:

• технологиялық газ жүйесі;

• жанар май (отын) және жіберілетін газдың жүйесі;

• импульсті ауа жүйесі;

• КИП және А қажеттілігіне арналған ауа жүйесі;

• тығыздайтын және майлаушы майлардың жүйесі;

• электр жабдықтау жүйесі;

• жылумен жабдықтау жүйесі;

• КИП және А жүйесі;

• АБЖ ГД жүйесі және т.б.

Газ айдаушы компрессорлы станцияның (ГАКС) барлық технологияның қондырғылары қажеттілігіне байланысты бөлінген және бөлек технологиялық блоктар мен қондырғыларға біріктірілген:

• ГАКС – на кірер жерде газ шығынын есептеу блогі;

• компрессорлы қондырғы;г

• аз салқындатқыш қондырғы;

• бекітуші шығыс монифольді.

Негізгі технологиялық процестер келесі ретпен орындалады. ГКДҚ – 2 ҚӨК – дан магистральды газ құбырымен ГАКС – на келетін табиғи газ өлшеу блогынан өтіп әрі қарай газ турбинасы арқылы компрессор цехына түседі. Компрессорлы цехта газ 3 сатылы компрессормен сығылады.

Компрессорлық қондырғы негізінен келесі қондырғылардан тұрады:

• газ турбинасынан 26.1 мВт қуаттылық беретін 3 сатылы компрессор;

• әр сатыда сығудан бұрын және кейін газды тазалайтын айырғыштар мен май айырғыштар;

• сығылатын газды салқындататын қондырғылар;

• майдың газдан тазарту қондырғылары.

ГАКС-нан газ бекітетін шығыс монифольдына беріледі.

Айдау ретінде енгізілген ұңғымалар кен орнының оңтүстік-шығыс бөлігіне жақын орналасуына байланысты алғашқы ГАКС-сы ГКДҚ-2-де тұрғызылған. Бұл құрамына газ айдайтын 3 компрессорды қосады. Оның әрқайсысының өндіргіштігі 2.0 млрд.м³/жыл.

2005 жылға қарай кен орнының солтүстік бөлігіне қарай 2-ші ГАКС-сы салынуы жоспарланды. Онымен қатар қосымша газ айдаушы резервті компрессор орнату керек. 2-ші ГАКС-на 2006 жылға қарай газ айдау профильіне байланысты қосымша 6-шы газ айдайтын компрессор қажет болады.

Айдау жүйесінде кедергілерді (коррозия, гидрат түзілу) болдырмау үшін айдалатын газ ылғалдылығы 0.0001 %-нан аспайды, сондай-ақ онымен сәйкес қысым сынап бағанасында 760 мм, температурасы – 20°С болғанда ылғалдылық шық нүктесінде минус 76 °С және 748 мг/м³.

Айдалатын газ ГКДҚ-2 және ҚӨК-ғы газ құрғатқыш DRIZO гликольды қондырғыларда құрғатылады. Күкіртті газ шық нүктесін бақылаушы төменгі және жоғарғы қысымды желілерінде дайындалады. ГАКС-на берілетін қышқыл газ ағыны 7.7 МПа-ға шегі сығылады (компрестейді). Сығушы желінің қуаттылығы 2.0 млрд.ст.м³/жыл, шық нүктесін бақылаушы желіде де осындай.

Газ турбиналары

Сенімділігіне, бағасына, қажеттілігіне көңіл бөліріп, General Electric фирмасының Frame 5 D газ турбиналары қолданған. Генерация режимінде валдың шығу қуаттылығы ISO әдісімен есептегенде (стандарт бойынша халық аралық ұйым) 26,1 мВт құрайды, ал минимальды қуаттылығы 20 мВт. Қондырғыға сағатына 8000 м³ газ (күкіртсіз) жұмсайды. Өнеркәсіптік газ турбиналарының негізгі құрамындағы құралдардың минимальды қызметі 100 000 сағат мерзіміне дейін.

Компрессорлар

Жалпы компрессорды саға қысымына және айдайтын газдың жалпы шығыны мен сәйкес таңдап алады. Сығушы компрессорлы станциялар үшін бір корпуста бірнеше сатыда тұратын көп сатылы газ сығушы компрессорлы агрегаттар қолданылады. Мысалға, сегізінін орнына төрт толық напорлы агрегат (бір корпусында екі сатылы сығу) орнатса алғашқы капиталды салымды 25-30%- ға төмендетеді. Осыған байланысты ҚГККО-да Италияндық (фирма) Nuovo Pigone (General Electric компаниясына кіреді) фирмасының 3 сатылы компрессорын қолданады. Бұл компрессордың әр қайсысы 7,7-ден 55,0 МПа қысымда 2,0 млрд.м3/жылына құрғақ күкірт газын сыға алады. 3 сатылы конструкция қажетті сығуды қамтамасыз еткізеді.

Компрессорда сатылар арасында аралық салқындату мен бірінші сатыда сорғыш барабандары бар. Салқындату қызметін лопасты вентиляторлар атқарады. Компрессорлар DRISO қондырғыларының ортақ кіріс жинағымен паралель жұмыс жасайды және айдау монифольдының жүк жеткізетін ортақ желілермен де бірге жұмыс жасайды. Құрғатылған газ кіру скруббері арқылы бірінші сатыға өтеді және аралық салқындатудан өтіп әрі қарай скруббер (айырғыш)-тан соңғы сығу сатысына жетіп айдау монифольдіне келіп түседі.

Сығушы қондырғыларда технологиялық бақылау жүргізіп тұру үшін, ағыс жылдамдығының көлемі төмен болған кезде, компрессорға газдың ресайклингімен кіріп шығуымен жүзеге асырылады. Газды үрлеп және факелде жағуүшін ГКДҚ-2 жүктүсіру жүйесі пайдаланылады.

Құрамдары мен машина оттегі

Газ айдау компрессорларын басқару жүйесі:

• агрегаттарды басқару панельінен;

• технологиялық процесстерді басқару панельінен;

• апаттық тоқтату жүйесінен;

• өрт және газ дабылдағыш жүйесі;

• ауаны жылыту, желдету, салқындату жүйесін басқарудан;

• жүйені қосу бағанынан тұрады.

Скруббер мен салқындатқыштар компрессорлардың бір жағында орналасады, өйткені газ турбиналары мен компрессорларда үлкен жөндеу жүргізгенде оңай кіруге рұқсат болу үшін.

Мұнай кіріс рұқсаты үшін соратын және шығыс магистралдары траншеяда орналасқан. Әуе салқындатқыштары компрессор турбинасындағы корпустан жоғарыға ағатын бағытында орналасады және бір қаңқаға (тірекке) жиналады. Негізгі машиналық зал біріккен құрылыстан тұрады. Мұнда турбина, компрессорлар, және қосалқы жүйелер орналасады. Әр қайсысының бөлек-бөлек қабықтары бар (немесе бөлек-бөлек қапталған). Сорғыш, ауақорғағыш және желдеткіш қондырғылар бөлек модуль түрінде сыртта орналасады.

Таратушы газ құбырларының жүйесі

Газ айдау тармақтары өндіру көлеміне байланысты газ айдауды өсіріп, 11 млрд.м³/жыл максималды газ беруге жобаланған. Жүйе қышқыл газды айдауға арналып жобаланған.

Газ айдаушы компрессор станциясынан (ГАКС) айдаушы 5 коллекторлы тарап арқылы газ 55 МПа қысыммен шығушы тараптарына беріледі. Әрбір коллектор желілеріне 5-тен 7-ге дейін айдаушы ұңғымалар жалғанған. Әр шығарушы торапқа (линияға) бір айдаушы ұңғыма жалғанған. Компрессор станциясы маңында орналасқан ұңғымалар бір тораптан қоректенеді, компрессор станциясының монифльдынан. Ұңғыма бойынша газды бекіту әр ұңғымаға бағытталып, шлейф - газ құбырларында орнатылған шығынды реттеу үшін көмегімен жүзеге асырылады. Айдалатын газдың шығыны айдау монифльдынан коллектор торабына шыққанда өлшенеді және де әр скважинада өлшенеді. Коллекторлық тораптардың габариті ағыстың жылдамдығының 2,8 млрд.м³/жыл көлеміне негізін қалаған және эр ұңғымаға айдайтын шығарушы тораптар 0,4 млрд.м³/жыл. Газ құбырлары топырақта термоизоляциясыз орналастырылған. Жер үстінде орналасқан газ құбырлары термоизоляцияланған. Құбырлар үшін трубалар АРI 5L талаптарына сәйкес тандалады. Жарының қалыңдықтары АРІ 5L X 60 сортының көміртекті болаттарды секіріп есептейді және шығарушы тораптың қабырға қалыңдығы 22,2 мм, коллекторлық тораптардікі 25,4 мм. Айдаушы коллекторлармен тораптар жабық үңғымада 60,5 МПа, температурасы 90 °С болғанда, қысымға есептелген. Айдаушы коллектор диаметрі 8 дюйм (203,2 мм), айдаушы тораптыкі 6 дюйм (154,4 мм), ал ұзындығы 7 және 2 километр.

Коллекторлық тораптар жүйеден компрессорлы станцияға қысымды кері түсіретін қондырғылардан, апат тоқтататын (САО), жарықтандыру және гидравликалық жүйелерден тұрады. Әр коллекторлық торап екі жағынанда арнайы фланецтермен жабдықталған. Бұл фланецтерге тазарту жүмыстары үшін қырғыштар қондырғысы жалғанған. Шығарушы торап коллекторлық торапқа бақылаушы задвижка мен реттеуші клапан арқылы жалғанған.

Газдың шығынын реттеп, бақылап отыру ГАКС-да орналасқан орталық басқару пультімен қамтылған.

Монифольд пен айдаушы ұңғыманың сағасының жабдықтары

Ұңғыма сағасы АФ5А-100/100x70 фонтанды арматурамен жабдықталған. ГОСТ 13846-89 бойынша коррозиялық (К2) орындалуы, автоматты басқару және жұмыстық қысымы 60,0 МПа қарастырған. Ұңғыма сағасына: апат тоқтату (САО) клапаны, кері клапандар, шығынды тіркеп есептейтін қондырғы және мәліметтерді алыстан жеткізу, жергілікті гидравликалық басқару панелі, жарықтандыру жүйесі. Техникалық қызмет етуін жеңілдету мақсатында айдаушының ақылау клапаны мен ағысты өлшеу жүйесі шығарушы монифольд пен коллекторлық тораптарда шығарушы тораптармен жалғанған жерлерінде орналасқан. Қышқыл ортада жұмыс істеуге трубалар, фитингілер және клапандар сәйкестендіріп алынған.

Айдаушы ұңғымалардың жұмысының технологиялық режимі

Айдаушы ұңғыманың жұмысының технологиялық режимі төмендегілермен қамтылады: (жұмыс істеуші ұңғыманың сағалық қысымы) айдау қысымы, бұл күнделікті қабаттық қысымға тәуелді; қабаттың коллекторлық қасиеті; және ұңғыманың қабылдағыштығымен бағаланады.

Айдалатын қысым 50,0 МПа құрайтын компрессор станциясының шығу шегіндегі жобаланған қысым шамасымен байланысты алынады. Коллекторлық және шығарушы (выкидная) тораптарда қажалуға кеткен қысым шығыны ұңғыма қабылдағыштығы 1,1 млн.м³ /тәул болғанда 5,0 МПа-дан аспайды. Көрсетілген шарттармен сәйкес ГАКС - нан ұңғыманың алшақтануына байланысты максималды айдалу қысымы 50 - 55 МПа - ды құрайды. Айдаушы ұңғыма сағасының нақты қысымы сол ұңғыманың қабылдағыштығына тікелей тәуелді. Айдаушы ұңғыманың максималды мүмкіндік түптік қысымы қабаттың гидрожарылыс қысымымен шектеледі. Ол 65,0 МПа құрайды. Ұңғыманың түптік қысымы - саға қысымымен газ бағанының қысымының үйкеліске кеткен қысымымен қосқанда шыққан қысымнан есептеледі. Қабылдағыштың берілген шамасын анықтау үшін меншікті қабылдағыштық (ұңғыманың репрессия бірлігіне қабылдағыштығы) пайдаланылған.

2.10-кестеде айдаушы ұңғымалардың жұмысының параметрлері берілген.

2.10-кесте. Айдаушы ұңғымалар жұмысының параметрлері

Ұңғыма номері	Қабылдағыш мың.м^3/тәул	Қабат қысымы, МПа	Түп қысымы ,МПа	Репрессия МПа	Саға қысымы, МПа	Газдың,үйкелісті ескерген кезде, қысымы, МПа
РІ253	679	52.3	58.3	-5.9	44.5	13.7
РІ213	916	51.6	58.0	-6.4	44.8	13.2
РІ 702Э	939	51.9	58.0	-6.1	44.8	13.2
РІ252	1047	52.3	58.2	-5.9	45.3	12.9
РЛ80	1420	52.1	58.2	-6.1	46.5	11.7
РІ200	1500	50.2	54.0	-3.8	43.2	10.8
РІ207	1500	50.6	54.3	-3.7	43.5	10.8
РІ221	1500	51.1	57.5	-6.4	46.2	11.3
РІ231	1500	51.3	55.3	-3.9	44.3	11.0
РІ700	1500	50.4	52.3	-1.9	41.8	10.5
РІ701	1500	50.6	53.0	-2.3	42.3	10.6
Р.Т707	1500	50.4	54.0	-3.5	43.2	10.8
Р.Г812	1500	51.1	51.1	-2.2	40.8	10.3

Осылай айдаушы ұңғымалардың жұмыс режимі негізінен күнделікті уақыт моментінде қабат динамикасымен анықталады және жалпақ диапозонда анықталады. Мысалы бастапқы репрессияда өзгеріс болса, онда қалған теңдік жағдайда (өткізгіштік, жұмыс интервалының қуаттылығы) белгілі бір деңгейде оның қабылдағыштығы әсер етеді. Келесіде бөлек ұңғымалар бойынша алынудан айдау басымырақ болғанда қабаттық қысымның өсуі байқалады және соған сәйкес қабылдағыш пен репрессия төмендейді. Бөтен жағдайларда қабылдағыштық ұлғая бастайды.