9.1.2. Подготовка газа

Подготовка газа — это технологические процессы, осуществляе­мые с целью приведения качества газа в соответствие требованиям, при соблюдении которых обеспечивается его бесперебойная транс­портировка по газопроводу, а также безопасное использование по­требителями.

Подготовка газа включает в себя процессы извлечения из газа кон­денсата (газовый конденсат — соединение тяжелых углеводородов), осушки, очистки от механических примесей, очистки от кислых ком­понентов — от сероводорода и углекислоты. Очистка газа от кислых компонентов производится с целью предотвращения их корродирую­щего воздействия на трубопроводы и оборудование и приведения их содержания в газе в соответствие требованиям санитарных норм.

Необходимость проведения того или иного вида подготовки газа определяется в зависимости от конкретных условий. Кроме того, сис­тема подготовки газа зависит от размера и конфигурации месторож­дения, числа залежей, пластовых и устьевых давлений и температу­ры, запасов газа, дебитов скважин (дебит скважины — объем продук­ции, который можно получить через данную скважину), содержания конденсата в газе, климатических условий, в которых находится ме­сторождение.

Для очистки природного газа от механических примесей приме­няются:

• масляные пылеуловители, работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли;

• циклонные пылеуловители, работающие по принципу «сухого» отделения пыли.

Принципиальные схемы их функционирования приведены в гла­ве 2, п. 2.3 (рис. 2.3.22 и.2.3.23).

Осушка газа производится для удаления из газа капельной влаги и уменьшения содержания в нем водяных паров с целью предотвраще­ния образования гидратов и ледяных пробок при транспортировании. Гидраты уменьшают пропускную способность аппаратов и газопро-

316 Часть II. Объекты и сооружения подготовки и транспорта ...

водов, а в некоторых случаях приводят к их полной закупорке и пре­кращению подачи газа. Для осушки газа и извлечения из него кон­денсата может применяться:

• низкотемпературная сепарация (сепарация — это разделение продукции скважин на газовый, газоконденсатный и нефтяной потоки. Сепаратор — аппарат, в котором происходит разделе-

: продукции скважин) продукции скважин;

• абсорбционная осушка газа;

• адсорбционная осушка газа.

Для осушки газа и извлечения из него конденсата наиболее широ­ко используют низкотемпературные процессы. Один из способов охлаждения газа основан на использовании так называемого дроссель-эффекта, или эффекта Джоуля-Томсона, заключающегося в способ­ности газа отдавать свое тепло во внешнюю среду при снижении дав­ления.

Эффект Джоуля-Томсона объясняется следующим. Температура газа, заключенного в определенном объеме, зависит от давления. Если объем, занимаемый газом, увеличивается, то происходит уменьшение давления газа. При этом температура газа также изменяется. Изме­нение температуры газа в процессе его расширения называется эф­фектом Джоуля-Томсона (по имени ученых, впервые исследовавших этот процесс).

Дросселирование — изменение давления при помощи сужающего или расширяющего устройства.

Этот способ применяется на первой стадии разработки месторож­дения, когда пластовое давление (т. е. заключенная в газе энергия) достаточно для необходимого охлаждения газа за счет его дроссели­рования.

На следующих стадиях разработки месторождения, когда пласто­вое давление снижается настолько, что энергии, заключенной в газе, становится недостаточно для его охлаждения за счет дроссель-эффек­та, применяют искусственное охлаждение газа с использованием спе­циальных холодильных машин.

Как правило, метод низкотемпературной сепарации применяется на газоконденсатных месторождениях при содержании конденсата в газе до 100 г/м³.

Величина изменения температуры газа при снижении его давления на 0,1 МПа называется коэффициентом Джоуля-Томсона. Для идеаль­но сухого газа этот коэффициент примерно равен 0,3 "С. Однако в ре­альных условиях газ всегда содержит влагу и тяжелые углеводороды, которые при снижении температуры переходят в жидкое состояние,