WO2013092097A2 - Vorrichtung und verfahren zum verarbeiten eines gemisches aus gas, öl und wasser - Google Patents

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WO2013092097A2
WO2013092097A2 PCT/EP2012/073318 EP2012073318W WO2013092097A2 WO 2013092097 A2 WO2013092097 A2 WO 2013092097A2 EP 2012073318 W EP2012073318 W EP 2012073318W WO 2013092097 A2 WO2013092097 A2 WO 2013092097A2
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Vladimir Danov
Jochen SCHÄFER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing

Definitions

  • the invention relates to a device for processing a mixture of gas, oil and water in crude oil production according to the preamble of claim 1 and a method for processing such a mixture according to the preamble of claim 5.
  • the recovered natural gas is usually Kompri ⁇ mated before the troubleertrans ⁇ port through pipelines to pressures of up to 100 bar. To operate appropriate compressors while a considerable amount of energy is necessary, which reduces the energy gain from the extraction of raw materials accordingly.
  • the specific engineering work that needs to be done for gas compression depends on four factors. These are the gas constant, the pressure ratio - ie the degree of compression - the polytropic exponent and the temperature. Gas constant and pressure ratio are usually specified by the application. In order to reduce the work required for compression, therefore, either the polytropic exponent or the temperature of the gas must be changed. The polytropic exponent depends in Wesentli ⁇ Chen on the structural design of the compressor, is therefore also not changeable in the rule. To reduce the speci ⁇ fish work of the gas compression, it is therefore usually necessary to reduce the temperature of the gas to be compressed. However, so far used for this purpose Kompressi ⁇ onshimlteanlagen also require substantial amounts of electrical energy such that the energy benefits of cooling the natural gas recovered is generally limited.
  • the present invention is thus based on the object, an apparatus according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of Patent Claim provide 5, is made possible by means of which a particularly POWER SAVE ⁇ Rende compression conveyed together with oil gas and thus the energy balance of the Raw material extraction is improved.
  • Such a device for processing a mixture of gas, oil and water in the crude oil production comprises at least one separator for separating the phases of the mixture and a compressor with at least one compressor stage for compressing the separated gas. It is provided that the gas before it enters the at least one compressor by means of an associated first heat exchanger can be cooled to a predetermined temperature. According to the invention it is provided that for at least one compressor stage between the associated first heat exchanger and the compressor stage, a further heat exchanger is provided, which is thermally ge ⁇ coupled with an adsorption and / or absorption chiller.
  • Such adsorption and / or absorption chillers can use an existing heat flow to cool another medium. Additional mechanical or electrical energy needs to be used only to a small extent. This makes it possible to extract the natural gas to be compressed from the promotion To cool particularly strong, without the considerable energy ⁇ quantities have to be spent on additional compression refrigeration systems. This enables a particularly energy-saving and cost-effective compression of the delivered gas, so that the energy balance of the raw material extraction is improved.
  • the hot side of the adsorption and / or absorption chiller is thermally coupled with the mixture and / or separated from the separator separated oil and / or water.
  • the mixture due to the usual geothermal gradient, the mixture is conveyed out of the borehole at a considerable temperature.
  • the amount of heat contained in the oil / water / gas mixture is rejected ineffective in the prior art method.
  • Kop ⁇ pelung to an adsorption and / or absorption refrigerating machine this heat energy can be used for cooling of the natural gas, so that overall a particularly ener ⁇ -efficient device results.
  • the first heat exchanger is expedient air-cooled, so that it can be dispensed with a complex cooling device.
  • each compressor stage In a particularly preferred embodiment of the invention, a further heat exchanger is provided for each compressor stage. Overall, therefore, initially carried air cooling of the pumped gas before each compressor stage, which temperatures of about 40 ° C can be reached in the rule. Compression cooling is not required for this purpose.
  • each such heat exchanger is followed by a respective adsorption and / or absorption chiller, with which temperatures of the gas to be compressed of about 10 ° C can be achieved.
  • the invention further relates to a method for processing a mixture of gas, oil and water in the Rohölförde ⁇ tion, wherein the mixture by means of at least one separate tors is separated into its chamfers and the separated gas is compressed at ⁇ closing means of a compressor with at least one Ver ⁇ compressor stage, wherein the gas is cooled in a respective compressor stage by means of an associated first heat exchanger prior to entry.
  • ⁇ provides that the gas is cooled after exiting the first heat exchanger by means of a further heat exchanger for at least one compressor stage, which is thermally gekop- with an adsorption and / or absorption chiller is pelt.
  • a particularly low temperature of the gas to be compressed can be achieved prior to compaction, so that the work of compression is particularly low so dispensing with energy-intensive Kom ⁇ pressionshimltemaschinen.
  • a derar ⁇ tiges method is thus particularly energy-saving geför ⁇ dertes natural gas to prepare for onward transport, so that the overall energy balance of raw material extraction is improved.
  • the adsorption and / or Absorpti ⁇ onshimltemaschine thermal energy from the mixture and / or the separated from the separator separated oil and / or water is supplied.
  • the geothermal heat mix of subsidized mixture or its components to operate the adsorption and / or Absorptionshimltema ⁇ machine can be used, so that only little additional energy must be expended to the extracted gas in the overall wanted to cool measurements.
  • the first heat exchanger with which the natural gas can be cooled to a tempera ⁇ temperature of about 40 ° C, is expediently cooled with air, so that even here no active and expensive cooling is necessary.
  • the gas before entering each compressor stage by means of another heat exchanger cooled.
  • the compression work is thus reduced by the adsorption and / or absorption cooling using the residual heat of the subsidized mixture for each compressor stage to the desired extent, so that there is a particularly energy-efficient process.
  • the kuh ⁇ ment is preferably carried out at temperatures of 5 C and 15 ° C, which can be conveniently achieved with the aid of the Restür ⁇ mestroms the subsidized mixture, without the additional compression cooling is necessary.
  • the delivered gas is compressed by the compressor to a pressure of about 100 bar to allow the most efficient onward transport possible.
  • the single figure here shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an inventive apparatus for processing a mixture of gas, oil and water.
  • the mixture in the high pressure line at a pressure of 50 bar and in the low pressure line 14 is conveyed at a pressure of 10 bar.
  • the temperature of the fresh mixture is conveyed in the example shown, due to the geothermal gradient and the resulting deposit temperature at about 100 ° C.
  • a separator 16 is supplied to separate the oil and gas from other undesirable components, while another separator 18 for Separation of the extracted from the low pressure line 14 mixture is used.
  • the oil removed from the first separator 16 is fed via a line 20 to the second separator 18, so that possible residual admixtures of water, sand or the like can be completely removed.
  • Water, sand or similar minerali ⁇ specific components are discharged through a common line 22 from the separators 16, 18th
  • the gas taken off in the first separator can be further processed at a pressure of about 50 bar, while in the second separator 18 the pressure of the gas drops to the pressure of the low-pressure line 14, ie to 10 bar.
  • the product discharged from the second separator gas is supplied via a line 24 to a comparison denser 26 and a total of three compressor stages 28, 30, compressed to 32 bar to a final pressure of 100, after which it supplied ⁇ via a line 34 such as a pipeline can be , Due to the higher removal pressure in the first separator 16, the gas separated there is supplied via a line 36 only to the third compressor stage 32.
  • the compression work in compressing the natural gas to re ⁇ quiz it is useful to first cool the gas. Immediately after removal from the separator 16, 18, the gas therefore passes through heat exchangers 38, 40, which can deliver the heat of the gas to the ambient air. Since the Entnah ⁇ metemperatur of the gas from the separator 16, 18 is about 100 ° C, by such air cooling, only a cooling of the gas to about 40 ° C is possible.
  • the increased work due to this temperature is accepted.
  • the gas taken from the separator 18 is brought to a pressure of about 20 bar and heated to 115 ° C.
  • a further heat exchanger 42 which is also thermally coupled to the ambient air, the gas can be cooled here again to about 40 ° C.
  • a further heat exchanger 44 is connected downstream. This is in thermal contact with an absorption chiller 46.
  • the absorption refrigerating machine 46 uses the residual heat of the ge ⁇ promoted mixture that is supplied to the absorption chiller 46 via a further heat exchanger 48th This is in thermal contact with the water removed from the separators 16, 18 and is arranged in the conduit 22.
  • a cooling of the compressed in the first compressor stage 28 natural gas to about 10 ° C is possible.
  • the pre-cooled gas now passes through the second compressor stage 30 and heats up there accordingly. Via another air-cooled heat exchanger 54, the gas is then cooled again to 40 ° C, with a pressure of 50 bar is achieved by the second compression.
  • the thus cooled gas is now combined with the gas taken from the first separator 16 at 50 bar also gas and passes through another Wär ⁇ exchanger 56, which in turn is coupled to the coolant line 52 and thus with the absorption chiller 56. Again, a cooling to about 10 ° C can be achieved, after which the thus cooled gas passes through the third compressor ⁇ stage 32 and is ver ⁇ sealed to a pressure of about 100 bar.
  • the thus compressed gas can now be supplied to a pipe ⁇ line or otherwise processed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Verarbeiten eines Gemischs aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförderung, mit zumindest einem Separator (16, 18) zum Trennen der Phasen des Gemischs, sowie einem Verdichter (26) mit zumindest einer Verdichterstufe (28, 30, 32) zum Verdichten des separierten Gases, wobei das Gas vor Eintritt in die wenigsten eine Verdichterstufe (28, 30, 32) mittels eines zugeordneten ersten Wärmetauschers (40) auf eine vorgegebene Temperatur abkühlbar ist, wobei für zumindest eine Verdichterstufe (28, 30, 32) zwischen dem zugeordneten erste Wärmetauscher (40, 42, 54) und der Verdichterstufe (28, 30, 32) ein weiterer Wärmetauscher (44, 56) vorgesehen ist, welcher thermisch mit einer Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine (46) gekoppelt ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines Gemisches aus Gas, Öl und Wasser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Gemisches aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförderung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Verarbeiten eines solchen Gemisches nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
Bei der Förderung von Rohöl oder Erdgas wird der gewünschte Rohstoff in der Regel nicht phasenrein gewonnen. Übliche La¬ gerstellen enthalten vielmehr ein Gemisch aus Rohöl, Wasser und Erdgas, dass zudem oftmals auch Sandanteile enthält. Um die gewonnenen Ressourcen optimal auszunutzen, müssen die Öl- und Gasanteile abgetrennt und gereinigt werden. Separatoren zum Durchführen dieser Phasentrennung sind dabei dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen.
Das gewonnene Erdgas wird üblicherweise vor dem Weitertrans¬ port durch Pipelines auf Drücke von bis zu 100 bar kompri¬ miert. Zum Betrieb entsprechender Kompressoren ist dabei eine beträchtliche Energiemenge notwendig, was den Energiegewinn aus der Rohstoffförderung entsprechend reduziert.
Die spezifische technische Arbeit, die zur Gaskompression aufgebracht werden muss, hängt von vier Faktoren ab. Dabei handelt es sich um die gaskonstante, dem Druckverhältnis - also dem Kompressionsgrad - dem Polytropenexponenten und der Temperatur. Gaskonstante und Druckverhältnis sind dabei in der Regel von der Anwendung vorgegeben. Um die benötigte Arbeit für die Kompression zu reduzieren, muss daher entweder der Polytropenexponent oder die Temperatur des Gases verän- dert werden. Der Polytropenexponent hängt dabei im Wesentli¬ chen von der konstruktiven Gestaltung des Kompressors ab, ist in der Regel also ebenfalls nicht veränderlich. Um die spezi¬ fische Arbeit der Gaskompression zu verringern, ist es daher in der Regel notwendig, die Temperatur des zu komprimierenden Gases zu reduzieren. Bislang hierfür eingesetzte Kompressi¬ onskälteanlagen benötigen jedoch ebenfalls beträchtliche Mengen an elektrischer Energie, so dass der energetische Nutzen einer Kühlung des gewonnenen Erdgases in der Regel begrenzt ist .
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5 bereitzustellen, mittels welchem eine besonders energiespa¬ rende Kompression von zusammen mit Öl geförderten Erdgas ermöglicht wird und damit die Energiebilanz der Rohstoffgewinnung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merk¬ malen des Patentanspruchs 5 gelöst.
Eine derartige Vorrichtung zum Verarbeiten eines Gemisches aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförderung umfasst zumindest einen Separator zum Trennen der Phasen des Gemisches sowie einen Verdichter mit zumindest einer Verdichterstufe zum Verdichten des separierten Gases. Hierbei ist vorgesehen, dass das Gas vor Eintritt in den wenigstens einen Verdichter mittels eines zugeordneten ersten Wärmetauschers auf eine vorgegebene Temperatur abkühlbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für zumindest eine Verdichterstufe zwischen den zugeordneten ersten Wärmetauscher und der Verdichterstufe ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen ist, welcher thermisch mit einer Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine ge¬ koppelt ist.
Solche Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschinen können einen vorhandenen Wärmestrom nutzen, um ein weiteres Medium zu kühlen. Zusätzliche mechanische oder elektrische Energie muss nur in geringem Maße aufgewendet werden. Hierdurch wird es möglich, das zu komprimierende Erdgas aus der Förderung besonders stark abzukühlen, ohne das beträchtliche Energie¬ mengen für zusätzliche Kompressionskälteanlagen aufgewendet werden müssen. Dies ermöglicht eine besonders energiesparende und kostengünstige Kompression des geförderten Gases, so dass die Energiebilanz der Rohstoffförderung verbessert wird.
Bevorzugt ist dabei die heiße Seite des Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine thermisch mit dem Gemisch und/oder dem aus dem Separator austretende separierten Öl und/oder Wasser koppelbar. Auf Grund des üblichen geothermischen Gradienten wird das Gemisch nämlich mit beträchtlicher Temperatur aus dem Bohrloch gefördert. Die in dem Öl/Wasser/Gas- Gemisch enthaltene Wärmemenge wird bei Verfahren nach dem Stand der Technik dabei wirkungslos verworfen. Durch die Kop¬ pelung an eine Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine kann diese Wärmeenergie zur Kühlung des geförderten Erdgases benutzt werden, so dass sich insgesamt eine besonders ener¬ gieeffiziente Vorrichtung ergibt.
Der erste Wärmetauscher ist dabei zweckmäßiger Weise luftgekühlt, so dass auf eine aufwendige Kühlvorrichtung verzichtet werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist für jede Verdichterstufe ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen. Insgesamt erfolgt somit zunächst eine Luftkühlung des geförderten Gases vor jeder Verdichterstufe, wodurch in der Regel Temperaturen von ungefähr 40 °C erreichbar sind. Eine Kompressionskühlung ist zu diesem Zweck nicht erforderlich. Um die Verdichtungsarbeit besonders stark zu senken, ist jedem derartigen Wärmetauscher eine jeweilige Adsorptions- und/oder Absorptionskühlmaschine nachgeschaltet, mit welcher Temperaturen des zu komprimierenden Gases von in etwa 10°C erreichbar sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verarbeiten eines Gemisches aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförde¬ rung, bei welchem das Gemisch mittels zumindest eines Separa- tors in seine Fasen getrennt wird und das separierte Gas an¬ schließend mittels eines Verdichters mit zumindest einer Ver¬ dichterstufe verdichtet wird, wobei das Gas vor Eintritt in eine jeweilige Verdichterstufe mittels eines zugeordneten ersten Wärmetauschers gekühlt wird. Auch hier ist erfindungs¬ gemäß vorgesehen, dass für zumindest eine Verdichterstufe das Gas nach Austritt nach dem ersten Wärmetauscher mittels eines weiteren Wärmetauschers gekühlt wird, welcher thermisch mit einer Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine gekop- pelt ist.
Wie bereits anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschildert, kann so unter Verzicht auf energetisch aufwendige Kom¬ pressionskältemaschinen eine besonders tiefe Temperatur des zu verdichtenden Gases vor der Verdichtung erzielt werden, so dass die Verdichtungsarbeit besonders gering ist. Ein derar¬ tiges Verfahren vermag somit besonders energiesparend geför¬ dertes Erdgas für den Weitertransport vorzubereiten, so dass die Energiebilanz der Rohstoffförderung insgesamt verbessert wird.
Zweckmäßiger Weise wird der Adsorptions- und/oder Absorpti¬ onskältemaschine thermische Energie aus dem Gemisch und/oder dem aus dem Separator austretenden separierten Öl und/oder Wasser zugeführt. Wie bereits erläutert, kann so die geother- mische Wärme des geförderten Gemisches bzw. seiner Komponenten zum Betrieb der Adsorptions- und/oder Absorptionskältema¬ schine genutzt werden, so dass nur wenig zusätzliche Energie aufgewendet werden muss, um das geförderte Gas in dem ge- wünschten Maße zu kühlen.
Der erste Wärmetauscher, mit dem das Erdgas auf eine Tempera¬ tur von etwa 40 °C gekühlt werden kann, ist dabei zweckmäßiger Weise mit Luft gekühlt, so dass auch hier keine aktive und aufwendige Kühlung notwendig wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Gas vor Eintritt in jede Verdichterstufe mittels eines weiteren Wärme- tauschers gekühlt. Die Verdichtungsarbeit wird somit durch die Adsorptions- und/oder Absorptionskühlung unter Ausnutzung der Restwärme des geförderten Gemisches für jede einzelne Verdichterstufe zum gewünschten Maße reduziert, so dass sich ein besonders energieeffizientes Verfahren ergibt. Die Küh¬ lung erfolgt dabei vorzugsweise auf Temperaturen von 5 C und 15°C, was zweckmäßiger Weise unter Zuhilfenahme des Restwär¬ mestroms des geförderten Gemisches erreicht werden kann, ohne das eine zusätzliche Kompressionskühlung notwendig wird.
Insgesamt wird das geförderte Gas durch den Verdichter auf einen Druck von ungefähr 100 bar verdichtet, um einen möglichst effizienten Weitertransport zu ermöglichen. Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei¬ spiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten eines Gemisches aus Gas, Öl und Wasser.
Eine im Ganzen mit 10 bezeichneten Vorrichtung zur Behandlung von frisch geforderten Gemischen aus Rohöl, Erdgas, Wasser und gegebenenfalls mineralischen Beimengungen, wie beispiels¬ weise Sand oder dergleichen, wird das Gemisch in der Regel über eine Hochdruckleitung 12 einer Niederdruckleitung 14 zugeführt. Im geschilderten Beispiel wird das Gemisch in der Hochdruckleitung bei einem Druck von 50 bar und in der Niederdruckleitung 14 bei einem Druck von 10 bar gefördert. Abhängig von der verwendeten Fördermethode sowie der Art der Lagerstätte können Drücke und Temperaturen natürlich variie¬ ren. Die Temperatur des frisch geförderten Gemisches liegt im gezeigten Beispiel auf Grund des geothermischen Gradienten und der daraus resultierenden Lagerstättentemperatur bei etwa 100°C.
Das Gemisch aus der Hochdruckleitung 12 wird zur Trennung des Öls und Gases von weiteren unerwünschten Komponenten einen Separator 16 zugeführt, während ein weiterer Separator 18 zur Trennung des aus der Niederdruckleitung 14 entnommenen Gemisches dient. Um eine vollständige Trennung zu erreichen, wird das dem ersten Separator 16 entnommene Öl über eine Leitung 20 dem zweiten Separator 18 zugeführt, so dass eventuelle Restbeimengungen an Wasser, Sand oder dergleichen vollständig entfernt werden können. Wasser, Sand oder ähnliche minerali¬ sche Bestandteile werden über eine gemeinsame Leitung 22 aus dem Separatoren 16, 18 abgeführt. Das im ersten Separator entnommene Gas kann mit einem Druck von etwa 50 bar weiter verarbeitet werden, während im zweiten Separator 18 der Druck des Gases auf den Druck der Niederdruckleitung 14, also auf 10 bar absinkt. Das aus dem zweiten Separator entnommene Gas wird über eine Leitung 24 einem Ver- dichter 26 zugeführt und über insgesamt drei Verdichterstufen 28, 30, 32 auf einen Enddruck von 100 bar verdichtet, wonach es über eine Leitung 34 beispielsweise einer Pipeline zuge¬ führt werden kann. Auf Grund des höheren Entnahmedrucks im ersten Separator 16 wird das dort abgetrennte Gas über eine Leitung 36 lediglich der dritten Verdichterstufe 32 zugeführt .
Um die Verdichtungsarbeit beim Verdichten des Erdgases zu re¬ duzieren, ist es zweckmäßig, das Gas zunächst zu kühlen. Un- mittelbar nach der Entnahme aus dem Separatoren 16, 18 durchläuft das Gas daher Wärmetauscher 38, 40, welche die Wärme des Gases an die Umgebungsluft abgeben können. Da die Entnah¬ metemperatur des Gases aus dem Separatoren 16, 18 etwa 100°C beträgt, ist durch eine derartige Luftkühlung lediglich ein Abkühlen des Gases auf etwa 40°C möglich.
Bei der ersten Verdichterstufe 28 wird die erhöhte Arbeit auf Grund dieser Temperatur in Kauf genommen. Nach dem Durchlauf durch die erste Verdichterstufe 28 wird das aus dem Separator 18 entnommene Gas auf einen Druck von etwa 20 bar gebracht und erhitzt sich dabei auf 115°C. Durch einen weiteren Wärmetauscher 42, der ebenfalls thermisch an die Umgebungsluft gekoppelt wird, kann das Gas auch hier wieder auf ca. 40 °C abgekühlt werden. Um eine weitere Abkühlung vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe 30 zu erreichen, ist dem Wärmetauscher 42 ein weiterer Wärmetauscher 44 nachgeschaltet. Dieser steht in thermischen Kontakt mit einer Absorptionskältemaschine 46.
Die Absorptionskältemaschine 46 nutzt die Restwärme des ge¬ förderten Gemisches, die der Absorptionskältemaschine 46 über einen weiteren Wärmetauscher 48 zugeführt wird. Dieser steht in thermischen Kontakt mit dem aus den Separatoren 16, 18 entnommenen Wasser und ist in der Leitung 22 angeordnet. Die derart der Absorptionskältemaschine 46 zugeführte Wärmeener¬ gie sowie zusätzlich über eine Leitung 50 zugeführte elektrische Energie wird genutzt, um über einen weiteren Wärmetau¬ scher 51 ein Kühlmedium in einer Leitung 52 zu kühlen, welches wiederum den Wärmetauscher 44 durchströmt. Hierdurch ist eine Abkühlung des in der ersten Verdichterstufe 28 verdichteten Erdgases auf etwa 10°C möglich.
Das vorgekühlte Gas durchläuft nun die zweite Verdichterstufe 30 und erhitzt sich dort entsprechend. Über einen weiteren luftgekühlten Wärmetauscher 54 wird das Gas nun wieder auf 40°C abgekühlt, wobei ein Druck von 50 bar durch die zweite Verdichtung erzielt wird. Das so abgekühlte Gas wird nun mit dem aus dem ersten Separator 16 bei ebenfalls 50 bar entnommenen Gas zusammengeführt und durchläuft einen weiteren Wär¬ metauscher 56, der wiederum mit der Kühlmittelleitung 52 und damit mit der Absorptionskältemaschine 56 gekoppelt ist. Auch hier kann wiederum eine Abkühlung auf ca. 10°C erzielt werden, wonach das derart abgekühlte Gas die dritte Verdichter¬ stufe 32 durchläuft und auf einen Druck von etwa 100 bar ver¬ dichtet wird. Das derart verdichtete Gas kann nun einer Pipe¬ line zugeführt oder anderweitig verarbeitet werden.
Insgesamt ergibt sich so ein besonders energiesparendes Ver¬ fahren zum Komprimieren von frisch gefördertem Erdgas unter Ausnutzung der Restwärme des geförderten Gas/Öl/Wasser- Gemisches .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Verarbeiten eines Gemischs aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförderung, mit zumindest einem Se- parator (16, 18) zum Trennen der Phasen des Gemischs, sowie einem Verdichter (26) mit zumindest einer Verdichterstufe (28, 30, 32) zum Verdichten des separierten Gases, wobei das Gas vor Eintritt in die wenigsten eine Verdichterstufe (28, 30, 32) mittels eines zugeordneten ersten Wärmetauschers (40) auf eine vorgegebene Temperatur abkühlbar ist, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass für zumindest eine Verdichterstufe (28, 30, 32) zwischen dem zugeordneten erste Wärmetauscher (40, 42, 54) und der Verdichterstufe (28, 30, 32) ein weiterer Wärmetauscher (44, 56) vorgesehen ist, welcher thermisch mit einer Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine (46) ge¬ koppelt ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißseite der Adsorptions- und/oder Absorptionskäl- temaschine (46) thermisch mit dem Gemisch und/oder dem aus dem Separator austretenden separierten Öl und/oder Wasser koppelbar ist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der erste Wärmetauscher (40, 42, 54) luftge¬ kühlt ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Verdichterstufe (28, 30, 32) ein weiterer Wärmetauscher (44, 56) vorgesehen ist.
5. Verfahren zum Verarbeiten eines Gemischs aus Gas, Öl und Wasser bei der Rohölförderung, bei welchem das Gemisch mittels zumindest eines Separators (16, 18) in seine Phasen ge- trennt wird und das separierte Gas anschließend mittels eines Verdichters (26) mit zumindest einer Verdichterstufe (28, 30, 32) verdichtet wird, wobei das Gas vor Eintritt in eine je¬ weilige Verdichterstufe 828, 30, 32) mittels eines zugeordne- ten ersten Wärmetauschers (40, 42, 54) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest eine Verdichterstufe (28, 30, 32) das Gas nach Austritt aus dem ersten Wärmetauscher (40, 42, 54) mittels eines weiteren Wärmetauschers (44, 56) gekühlt wird, welcher thermisch mit einer Adsorptions¬ und/oder Absorptionskältemaschine (46) gekoppelt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorptions- und/oder Absorptionskältemaschine (46) ther- mische Energie aus dem Gemisch und/oder dem aus dem Separator (16, 18) austretenden separierten Öl und/oder Wasser zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (40, 42, 54) luftgekühlt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas vor Eintritt in jede Verdichter¬ stufe (28, 30, 32) mittels eines jeweiligen weiteren Wärme- tauschers (44, 56) gekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas mittels des weiteren Wärmetau¬ schers (44, 56) auf 5-15°C gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas mittels des Verdichters (26) auf ungefähr 100 bar verdichtet wird.
PCT/EP2012/073318 2011-12-19 2012-11-22 Vorrichtung und verfahren zum verarbeiten eines gemisches aus gas, öl und wasser WO2013092097A2 (de)

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