RU2578013C1

RU2578013C1 - System for collection, preparation and transportation of low-pressure gas

Info

Publication number: RU2578013C1
Application number: RU2015106518/06A
Authority: RU
Inventors: Иван Георгиевич Лачугин; Александр Петрович Шевцов; Владимир Юрьевич Хохлов; Игорь Васильевич Аристов; Дмитрий Геннадьевич Кулигин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нефтехимпроект Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to gas industry, to systems for collection, preparation and transportation of low pressure gas and can also be used at the final stage of deposits development.

EFFECT: objective of the proposed technical solution is to increase production efficiency of low-pressure natural gas owing to use of mobile compressor plants, consisting of an inlet separator, a screw compressor, a gas-piston engine, cooling devices for compressed gas and gas ejectors with the help of which low-debit wells are successively included into the gas-collecting network.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, к системам сбора, подготовки и транспортировки низконапорного газа, в том числе на завершающем этапе разработки месторождений.The invention relates to the gas industry, to systems for collecting, preparing and transporting low pressure gas, including at the final stage of field development.

Эксплуатация месторождений в период падающей добычи происходит на фоне снижения пластового давления и ряда других негативных процессов, которые осложняют добычу, приводят к уменьшению дебитов скважин и росту себестоимости извлекаемого газа, а иногда и остановке скважин. Для повышения эффективности добычи, увеличения объемов добываемого газа и снижения затрат на месторождениях с падающей добычей организуются системы сбора, подготовки и транспортировки газа.Field exploitation during the period of falling production occurs against the background of a decrease in reservoir pressure and a number of other negative processes that complicate production, lead to a decrease in well production rates and an increase in the cost of recoverable gas, and sometimes well shutdown. In order to increase production efficiency, increase volumes of gas produced and reduce costs, gas collection, treatment and transportation systems are being set up in oil fields with declining production.

Известна система сбора, подготовки и транспортировки продукции скважин [Патент РФ на полезную модель №122748 от 22.05.2012, МПК F17D 1/00], принятая в качестве прототипа, состоящая из высокодебитных и низкодебитных скважин, шлейфов, установок подготовки газа, связанных посредством межпромысловых газопроводов с ДКС, при этом низкодебитные скважины автономно подключают к винтовому компрессорному комплексу, выполненному с возможностью снижения давления в системе сбора газа и состоящему из входного сепаратора, винтового компрессора и газопоршневого двигателя, устанавливаемых на входе установок подготовки газа.A well-known system for collecting, preparing and transporting well products [RF Patent for Utility Model No. 122748 dated 05/22/2012, IPC F17D 1/00], adopted as a prototype, consisting of high-rate and low-rate wells, loops, gas treatment plants connected by interfield gas pipelines with BCS, while low-production wells are autonomously connected to a screw compressor complex configured to reduce pressure in the gas collection system and consisting of an inlet separator, a screw compressor and a gas piston engine installed at the inlet of gas treatment plants.

Недостатком указанной системы является то, что при подключении к одному компрессорному модулю нескольких скважин с разными дебитами может происходить задавливание малодебитных скважин, также недостатком являются высокие материальные затраты на установку компрессоров.The disadvantage of this system is that when several wells with different flow rates are connected to one compressor module, crushing of low-production wells can occur, and the disadvantage is the high material costs for installing compressors.

Задачей предложенного технического решения является повышение эффективности добычи низконапорного природного газа, в том числе, на завершающей стадии разработки месторождений, за счет применения мобильных компрессорных установок (далее МКУ), совместно с газовыми эжекторами, работающими по закону Бернулли.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of low-pressure natural gas production, including at the final stage of field development, through the use of mobile compressor units (hereinafter MCU), together with gas ejectors operating under the Bernoulli law.

Техническим результатом является увеличение дебита низконапорных газовых скважин, продление сроков эксплуатации этих скважин за счет более полного извлечения остаточных запасов природного газа, а также снижение затрат на модернизацию промысла.The technical result is to increase the flow rate of low-pressure gas wells, extend the life of these wells by more fully extracting the remaining reserves of natural gas, as well as reducing the costs of modernizing the field.

Поставленная задача решается тем, что в системе сбора, подготовки и транспортировки низконапорного газа, состоящей из низкодебитных скважин, газопровода, мобильных компрессорных установок, состоящих из входного сепаратора, винтового компрессора и газопоршневого двигателя и аппаратов охлаждения сжатого газа, и установки подготовки газа (далее УПГ), часть низкодебитных скважин подключают к МКУ, а остальные посредством эжекторов последовательно подключены в газосборную сеть, где за счет сжатого в МКУ газа обеспечивается понижение давления в газосборных коллекторах. Эжектор работает следующим образом: газ высокого давления, сжатый в МКУ, передает свою кинетическую энергию газу, поступившему от низкодебитной скважины, и уносит его далее на УПГ. Таким образом, обеспечивается увеличение дебита всех скважин последовательно подключенных посредством эжекторов к газосборной сети. Для обеспечения оптимального давления в газосборной сети потребуется более мощный компрессор, однако количество МКУ относительно прототипа будет сокращено, что обеспечит экономическую эффективность. В зависимости от условий может быть использован поршневой компрессорный модуль. При наличии энергоснабжения возможно использование электродвигателя для привода компрессора. В результате применения предложенной системы можно обеспечить продление срока эксплуатации отдаленных низкодебетных газовых скважин.The problem is solved in that in the system for collecting, preparing and transporting low-pressure gas, consisting of low-production wells, a gas pipeline, mobile compressor units, consisting of an inlet separator, a screw compressor and a gas piston engine and compressed gas cooling apparatus, and a gas treatment unit (hereinafter referred to as UPG ), part of the low-rate wells are connected to the ISU, and the rest through ejectors are connected in series to the gas collection network, where the pressure is reduced by the gas compressed in the ISU in gas manifolds. The ejector works as follows: the high-pressure gas compressed in the MCU transfers its kinetic energy to the gas received from the low-rate well and carries it further to the gas treatment unit. Thus, an increase in the flow rate of all wells in series connected by means of ejectors to the gas collection network is ensured. To ensure optimal pressure in the gas collection network, a more powerful compressor will be required, however, the number of MCUs relative to the prototype will be reduced, which will ensure economic efficiency. Depending on the conditions, a piston compressor module may be used. If there is power supply, it is possible to use an electric motor to drive the compressor. As a result of the application of the proposed system, it is possible to extend the life of distant low-debit gas wells.

Предложенная система позволяет на скважинах, оборудованных концентрическими лифтовыми колоннами (далее КЛК) и с избыточным скоплением жидкости на забое, реализовать технологию газового лифта (газлифта). Газлифт работает следующим образом: часть сжатого в МКУ газа подается обратно в скважину по затрубному пространству КЛК, что обеспечивает вынос жидкости на поверхность. Таким образом, устанавливается оптимальный режим работы скважины.The proposed system allows for wells equipped with concentric lift columns (hereinafter KLK) and with excessive accumulation of liquid at the bottom, to implement the technology of gas lift (gas lift). The gas lift works as follows: part of the gas compressed in the MCU is fed back to the well through the annular space of the KLK, which ensures the removal of fluid to the surface. Thus, the optimal well operation mode is established.

На фиг. 1 схематично представлена система сбора, подготовки и транспортировки низконапорного газа, состоящая из низкодебитной газовых скважин 1 и 2, МКУ 3, газопровода 4, соединяющих МКУ 3 и УПГ 5, газосборных коллекторов 6, эжекторов 7 и затрубного пространства 8.In FIG. 1 schematically presents a system for collecting, preparing and transporting low-pressure gas, consisting of low-rate gas wells 1 and 2, MKU 3, a gas pipeline 4 connecting MKU 3 and UPG 5, gas collection manifolds 6, ejectors 7 and annular space 8.

Система работает следующим образом: газ из низкодебитной скважины 1 сжимается в МКУ 3 и направляется по газопроводу 4 к УПГ 5. Скважины 2 через газосборные коллекторы 6 посредством эжекторов 7 подключены к газопроводу 4. В эжекторах, за счет высокой кинетической энергии сжатого газа, осуществляется перенос газа из скважин 2 к УПГ 5, тем самым снижается давление в газосборных коллекторах 7. Таким образом, обеспечивается оптимальная работа низкодебетных газовых скважин. Часть сжатого газа по затрубному пространству 8 подается в устье скважины 1, оборудованной КЛК, обеспечивая работу газлифта.The system works as follows: gas from a low-rate well 1 is compressed into MCU 3 and sent through gas pipeline 4 to the gas treatment unit 5. Wells 2 are connected to gas pipeline 4 through ejector collectors 6 through ejectors 7. In the ejectors, due to the high kinetic energy of the compressed gas, the transfer is carried out gas from the wells 2 to the GTU 5, thereby reducing the pressure in the gas collection manifolds 7. Thus, the optimal operation of low-rate gas wells. Part of the compressed gas through the annulus 8 is supplied to the wellhead 1 equipped with a KLK, ensuring the operation of the gas lift.

Эксплуатация скважин по предлагаемой схеме позволяет увеличить объем добываемого газа за счет понижения давления в газосборных коллекторах и включения в работу низкодебетных скважин. Основным преимуществом предлагаемого технического решения является повышение эффективности добычи низконапорного газа и уменьшение капитальных затрат.The operation of wells according to the proposed scheme allows to increase the volume of produced gas by lowering the pressure in the gas collectors and the inclusion of low-production wells. The main advantage of the proposed technical solution is to increase the efficiency of low-pressure gas production and reduce capital costs.

Claims

1. The system for collecting, preparing and transporting low-pressure gas, consisting of low-production wells, a gas pipeline, mobile compressor units, consisting of an inlet separator, a screw compressor and a piston engine and compressed gas cooling apparatuses, and a gas treatment unit, characterized in that a part of low-production wells connected to the compressor inlet, and the remaining wells - through ejectors connected in series to the gas pipeline.

2. The system according to claim 1, characterized in that part of the gas compressed in the compressor through the annulus is sent back to the well to ensure the removal of fluid.

3. The system according to p. 1, characterized in that the compressor is used piston type.

4. The system according to claim 1, characterized in that an electric motor of appropriate power is used to drive the compressor.