RU2780045C1 - Способ утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях - Google Patents
Способ утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780045C1 RU2780045C1 RU2021137604A RU2021137604A RU2780045C1 RU 2780045 C1 RU2780045 C1 RU 2780045C1 RU 2021137604 A RU2021137604 A RU 2021137604A RU 2021137604 A RU2021137604 A RU 2021137604A RU 2780045 C1 RU2780045 C1 RU 2780045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- mixture
- gases
- oil
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 claims abstract description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide Substances O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing Effects 0.000 description 1
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для обустройства нефтяного месторождения. Техническим результатом является улучшение экологической обстановки за счет исключения сжигания на факелах и создания унифицированного транспортируемого модуля по переработке и утилизации дымогарных газов, а также повышение безопасности и предотвращения закисления нефтепродукта в пласте за счет закачки в скважину бескислородной газовой смеси. Предложен способ утилизации попутных нефтяных газов, в котором соединяют в технологическую линию первый и второй транспортируемые технологические модули и обеспечивают сжигание попутных нефтяных газов в электрогенераторной установке первого модуля с обогащенной или стехиометрической смесью. Далее подают бескислородные дымогарные газы на конденсационный теплообменник второго технологического модуля для охлаждения газовой смеси до температуры ниже точки росы и отделения воды в виде жидкой фазы. Затем полученную химически нейтральную смесь, состоящую в основном из углекислоты и азота, направляют в компрессорную станцию второго технологического модуля и далее закачивают упомянутую полученную химически нейтральную смесь в нефтяной пласт. 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к средствам для обустройства нефтяного месторождения, в частности к средствам утилизации и последующего использования попутных нефтяных газов.
Уровень техники
Из уровня техники известно большое количество средств по переработке и утилизации дымогарных газов, получаемых после сжигания на месторождении попутного нефтяного газа.
Из уровня техники известно устройство утилизации попутных газов, включающее включает двигатель с выработкой продуктов сгорания углеводородного топлива и нагнетатель для подачи отработавших продуктов сгорания углеводородного топлива в нефтесодержащий пласт (патент РФ 2187632 С1, опубл. 20.08.2002). Данное известное средство не обладает мобильностью и неразрывно связано с конкретной скважиной месторождения. Кроме того, отработавшие продукты сгорания могут содержать свободный кислород, что негативно сказывается на нефтесодержащем пласте (пожароопасность, закисление нефтепродуктов).
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание мобильного модуля для утилизации бескислородных дымогарных газов, образующихся на месторождениях после сжигания попутного нефтяного газа.
Изобретение обеспечивает достижение следующих технических результатов: улучшение экологической обстановки на месторождениях за счет исключения сжигания на факелах и создания унифицированного транспортируемого модуля по переработке и утилизации дымогарных газов, повышение безопасности и предотвращения закисления нефтепродукта в пласте за счет закачки в скважину бескислородной газовой смеси.
Указанные технические результаты достигаются тем, что способ утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях состоит в том, что соединяют в технологическую линию первый транспортируемый технологический модуль и второй транспортируемый технологический модуль, обеспечивают сжигание попутных нефтяных газов в электрогенераторной установке первого модуля с обогащенной или стехиометрической смесью, подают бескислородные дымогарные газы на конденсационный теплообменник второго технологического модуля для охлаждения газовой смеси до температуры ниже точки росы и отделения воды в виде жидкой фазы, далее полученную химически нейтральную смесь, состоящую в основном из углекислоты и азота, направляют в компрессорную станцию второго технологического модуля и далее закачивают упомянутую полученную химически нейтральную смесь в нефтяной пласт. Отличительной особенностью изобретения является создание линии по переработке попутных нефтяных газов в виде унифицированных транспортируемых модулей, каждый из которых представляет собой одну грузовую единицу.
Перечень фигур чертежей
На Фиг. 1 показана общая схема переработки дымогарных газов.
На Фиг. 2 показан общий вид комплекса.
Осуществление изобретения
С целью повышения нефтеотдачи пласта используется закачка под высоким давлением в нефтяной пласт различных жидких или газовых сред.
Для достижения двойного эффекта, заключающегося, как в повышении нефтеотдачи, так и в улучшении экологических показателей нефтедобычи, перспективным направлением является получение электрической и тепловой энергии в результате сжигания попутного нефтяного газа двигателях генераторных энергоустановок. При этом возникает задача нейтрализации получаемых дымогарных газов, а также воспрепятствования выбросов CO2 как основного парникового газа.
Одной из имеющихся сложностей является наличие в дымогарных газах свободного кислорода, который пожароопасен, а также приводит к закислению нефтепродуктов в пласте. Нейтрализация свободного кислорода в смесях для закачки в скважины требует применения специального оборудования и снижает эффективность добычи.
В настоящем изобретении предлагается обеспечивать безкислородные дымогарные газы, что достигается работой двигателей генераторных энергоустановок на стехиометрических и богатых топливных смесях сжигаемого нефтяного попутного газа. Диапазон коэффициента избытка воздуха, который и определяет степень обедненности/обогащенности топливной смеси для обогащенных смесей, которые имеются ввиду в данном изобретении, составляет от 0,75 (обогащенная смесь) до 1 (стехиометрическая смесь).
Общая схема способа переработки показана на Фиг. 1. Способ реализуется с помощью комплекса, показанного на Фиг. 2.
Комплекс для утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях содержит соединенные в технологическую линию первый технологически модуль 1 и второй технологический модуль 2. Первый технологический модуль 1 содержит газовую электрогенераторную установку 3, работающую на попутных газах месторождения с обогащенной или стехиометрической смесью. Целесообразно обеспечить мощность электрогенераторной установки 1 МВт, поскольку из оборудования мощностью такого номинала удобно создавать комплексы любой мощности путем соединения необходимого количества типовых модулей.
Второй технологический модуль 2 содержит конденсационный теплообменник 4 и компрессорную станцию 5. Конденсационный теплообменник 4 обеспечивает охлаждение газовой смеси до температуры ниже точки росы и отделение воды в виде жидкой фазы, которая может использоваться на собственные нужды установки либо сбрасываться в дренаж.
Теплообменник 4 предназначен для подключения к выходу бескислородных дымогарных газов газовой электрогенераторной установки 3 (например, посредством газохода 6) и своим выходом 7 соединен с компрессорной станцией 5.
Компрессорная станция 5 выполнена с возможностью подачи сжатой химически нейтральной смеси, состоящей в основном из углекислоты и азота, для ее закачки в нефтяной пласт 8.
Каждый технологический модуль содержит несущую конструкцию 9 и 10, предназначенную для размещения оборудования так, что каждый модуль выполнен в виде одной грузовой единицы.
Способ осуществляется следующим образом.
Нефтяной попутный газ поступает из скважины в 11 газовую электрогенераторную установку 3 для сжигания, например, посредством газохода 13. Первый технологический модуль 1 может содержать систему 12 подготовки топливного газа, где происходит предварительная очистка от соединений серы и других вредных выбросов. В этом случае система 12 предварительной очистки соединяется со входом в электрогенераторную установку 3, например, посредство газохода 17.
Далее очищенный попутный газ поступает в теплоэлектростанцию (ТЭС), где в результате сгорания в газовом двигателе электрогенераторной установки 3 с обогащенной или стехиометрической топливной смесью производится выработка электроэнергии и тепла. Произведенные электроэнергия и тепло поступают на собственные нужды нефтедобывающего комплекса, а их остатки могут подаваться внешним потребителям. Ввиду работы газового двигателя на стехиометрической или обогащенной топливной смеси в выхлопных газах не содержится свободный кислород.
Далее бескислородные дымогарные газы поступают в технологический модуль 2 для переработки.
Затем обезвоженные выхлопные газы, состоящие в основном из азота N2 и углекислого газа CO2 с небольшим количеством примесей (аргон, гелий, водород и др.) подаются в компрессорную станцию 4 для дальнейшей закачки в нефтяной пласт 8.
Компрессорная станция 4 выполнена с возможностью подачи сжатой химически нейтральной смеси, состоящей в основном из углекислоты и азота, для ее закачки в нефтяной пласт посредством газопровода 14.
Несущие конструкции 9 и 10 предназначены для размещения соответствующего оборудования так, что образуются две транспортные единицы. Модули 1 и 2 могут легко перевозиться с одного месторождения на другое и представляют собой унифицированные технологические блок. Несущие конструкции 9 и 10 могут иметь различное исполнение. На Фиг. 2 показан вариант исполнения несущих конструкций 9 и 10 в виде основания, предназначенного для установки и закрепления оборудования, с жестко закрепленными на нем стойками 15 и 16, соответственно. Одни концы стоек 15 и 16 жестко соединены с соответствующим основанием, а другие концы жестко соединены между собой так, что технологический модуль образует одну грузовую единицу. Таким образом получается жесткий несущий каркас, который можно легко транспортировать. Под транспортной единицей понимается конструкция, которая может быть перемещена в пространстве одной такелажной операцией.
Модули 1 и 2 могут содержать панели, закрывающие боковые и верхнюю стороны, при этом боковая панель может содержать средства для доступа персонала внутрь модуля. Такое средство может быть выполнено в виде двери или иного проема.
Основание и стойки несущих конструкций 9 и 10 могут быть изготовлены из металлического проката прямоугольного профиля.
Модули могут содержать средства для взаимодействия с подъемно-транспортными машинами, например, такелажные элементы или основание подобное палетам.
Поскольку выхлоп не содержит пожароопасного кислорода, а содержит практически нейтральные к нефтепродуктам компоненты (азот, углекислый газ и ряд небольших примесей - аргон, водород и др.), то можно обойтись без какой-либо специальной сепарации газов из выхлопа и, сжав эту газовую смесь в компрессоре, закачать в пласт.
Таким образом, кроме эффекта удаления CO2 как парникового газа, также можно избежать очистки выхлопа от вредных для человека примесей: NOx, CO и несгоревших углеводородов, отправив их вместе с выхлопом обратно в пласт.
В таком случае, предварительно необходимо только удалить воду в конденсационном теплообменнике 4.
Отличительной особенностью установки является его исполнение в виде одной транспортной единицы технологического модуля, что обеспечивает получения ряда полезных эффектов:
- производство смеси нейтральных газов (N2, CO2 и др.) для закачки в нефтяные пласты для увеличения нефтеотдачи;
- получения платы за снижение выбросов СО2 при его закачке в пласт в плане борьбы с парниковым эффектом посредством реализации углеродных единиц на соответствующих рынках;
- производство электроэнергии и тепла;
- нет необходимости в очистке выхлопа от вредных примесей - окислов азота NOx, СО и несгоревших углеводородов, ввиду их закачки в нефтяной пласт.
Claims (1)
- Способ утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях, состоящий в том, что соединяют в технологическую линию первый транспортируемый технологический модуль и второй транспортируемый технологический модуль, обеспечивают сжигание попутных нефтяных газов в электрогенераторной установке первого модуля с обогащенной или стехиометрической смесью, подают бескислородные дымогарные газы на конденсационный теплообменник второго технологического модуля для охлаждения газовой смеси до температуры ниже точки росы и отделения воды в виде жидкой фазы, далее полученную химически нейтральную смесь, состоящую в основном из углекислоты и азота, направляют в компрессорную станцию второго технологического модуля и далее закачивают упомянутую полученную химически нейтральную смесь в нефтяной пласт.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780045C1 true RU2780045C1 (ru) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU732637A1 (ru) * | 1976-12-15 | 1980-05-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа | Способ переработки нефт ных газов |
| RU2038467C1 (ru) * | 1993-03-18 | 1995-06-27 | Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" | Способ разработки нефтяной залежи |
| RU2181429C1 (ru) * | 2000-09-15 | 2002-04-20 | Западинский Алексей Леонидович | Способ разработки залежи углеводородного сырья |
| RU2187632C2 (ru) * | 2000-11-13 | 2002-08-20 | Поляков Виктор Иванович | Способ и устройство для извлечения нефти из залежи |
| EP2619406A1 (en) * | 2010-09-21 | 2013-07-31 | Palmer Labs, LLC | Method of using carbon dioxide in recovery of formation deposits |
| US8875789B2 (en) * | 2007-05-25 | 2014-11-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Process for producing hydrocarbon fluids combining in situ heating, a power plant and a gas plant |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU732637A1 (ru) * | 1976-12-15 | 1980-05-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа | Способ переработки нефт ных газов |
| RU2038467C1 (ru) * | 1993-03-18 | 1995-06-27 | Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" | Способ разработки нефтяной залежи |
| RU2181429C1 (ru) * | 2000-09-15 | 2002-04-20 | Западинский Алексей Леонидович | Способ разработки залежи углеводородного сырья |
| RU2187632C2 (ru) * | 2000-11-13 | 2002-08-20 | Поляков Виктор Иванович | Способ и устройство для извлечения нефти из залежи |
| US8875789B2 (en) * | 2007-05-25 | 2014-11-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Process for producing hydrocarbon fluids combining in situ heating, a power plant and a gas plant |
| EP2619406A1 (en) * | 2010-09-21 | 2013-07-31 | Palmer Labs, LLC | Method of using carbon dioxide in recovery of formation deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2588732B1 (en) | Low emission triple-cycle power generation systems and methods | |
| KR101378195B1 (ko) | 가스 터빈을 포함하는 발전 장치에서 에너지를 발생시키는 방법 | |
| EP2588728B1 (en) | Stoichiometric combustion of enriched air with exhaust gas recirculation | |
| US6282901B1 (en) | Integrated air separation process | |
| EP2588729B1 (en) | Low emission triple-cycle power generation systems and methods | |
| AU2012231387B2 (en) | Methods of varying low emission turbine gas recycle circuits and systems and apparatus related thereto | |
| US7043920B2 (en) | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration | |
| US20140007590A1 (en) | Systems and Methods For Carbon Dioxide Capture In Low Emission Turbine Systems | |
| EA038310B1 (ru) | Способ выработки энергии | |
| CA2439110A1 (en) | Integrated air separation and power generation process | |
| RU2780045C1 (ru) | Способ утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях | |
| RU2780188C1 (ru) | Комплекс для утилизации попутных нефтяных газов на месторождениях | |
| RU2783574C1 (ru) | Установка для переработки безкислородных дымогарных газов двигателей генераторных энергоустановок на нефтяных месторождениях | |
| US20150275702A1 (en) | System and Method for the Conditioning of Recirculated Exhaust Gas | |
| US20190107280A1 (en) | Electrical power generation system | |
| Nandakishora et al. | Exergetic simulation study of CO2 separation by cryogenic distillation | |
| Breshears | Analysis of a natural gas combined cycle powerplant modeled for carbon capture with variance of oxy-combustion characteristics | |
| Ha | CO2 separation apparatus and process for oxy-combustion coal power plants | |
| Tola et al. | Low Temperature Heat Recovery Through Integration of Organic Rankine Cycle and CO2 Removal Systems in a NGCC |