Установка для утилизации попутного нефтяного газа и разработки нефтяных месторождений с возможностью закачки всего выработанного объема продуктов сгорания в пласт
Полезная модель направлена на снижение энергоемкости процесса, снижение отрицательных факторов воздействия сжигания ПНГ, увеличение общего КПД установки, увеличение нефтеотдачи пласта.
Это достигается тем, что возможна одновременная выработка электроэнергии и тепловой энергии при сжигании попутного нефтяного газа в установке, воздействие тепловой энергии продуктов сгорания после турбины, на смесь продуктов сгорания и воздуха сжатые в компрессоре, а также воздействии на нефтяной пласт продуктами сгорания, которые сжимают с использованием энергии полученной в данной установке.
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей и энергетической промышленности и может быть использовано с целью утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ), разработке нефтяных месторождений, а также выработка электроэнергии для различных целей промысла.
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей и энергетической промышленности и может быть использовано с целью утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ), разработке нефтяных месторождений, а также выработка электроэнергии для различных целей промысла.
ПНГ используется для выработки электроэнергии для промысловых нужд в нефтехимическом производстве, может быть переработан с получением сухого газа, подаваемого в систему магистральных трубопроводов, газового бензина, широкой фракции легких углеводородов и сжиженного газа для бытовых нужд, а также производство целого спектра продуктов нефтехимии; каучуков, пластмасс, компонентов высокооктановых бензинов и др.
ПНГ может также использоваться при разработке месторождений, различными способами, закачивая газ в пласт с целью увеличения коэффициента извлечения нефти и повышение нефтеотдачи пласта.
Аналогом к заявляемой является установка [1] на основе газотурбинного двигателя, которая в свою очередь, используя в качестве топлива нефтяной попутный газ, является установкой по утилизации ПНГ, а также энергетической установкой для производства электроэнергии.
Однако, в силу своей конструктивной особенности установка [1] имеет ряд недостатков:
- высокое содержание кислорода в отбираемой смеси продуктов сгорания и воздуха из атмосферы при закачке сжатой смеси в пласт;
- невозможно отбирать до 100% смеси продуктов сгорания и закачивать в пласт.
Отличительными признаками заявленной полезной модели от близкого аналога является конструктивная особенность:
- наличие регенератора, для подогрева продуктов сгорания и увеличения общего КПД установки;
- отбор смеси продуктов сгорания производится после воздухоохладителя ВО 1 (рис.1);
- при 100% отборе продуктов сгорания после ВО1, продукты сгорания закачиваются в пласт при дополнительном сжатии в компрессорах К2 и К 3.
Технический результат заключается в одновременном получении электрической и тепловой энергий (продукты сгорания ПНГ) с непосредственной закачкой продуктов сгорания в нефтяной пласт (увеличение нефтеотдачи пласта).
Технический результат обеспечивается следующими признаками:
- получение электрической и тепловой энергий обеспечивается за счет энергии продуктов сгорания ПНГ, турбины и генератора;
- закачка продуктов сгорания в нефтяной пласт происходит компрессорами
Анализ результатов исследований выявил ряд положительных эффектов, наблюдаемых при внедрении технологий, основанных на использовании CO2.
Установлено, что:
- при растворении в воде 5-10% CO2 наблюдалось увеличение вязкости на 20-30%, уменьшение фактора подвижности в 2-3 раза;
- при растворении в нефти CO2 наблюдалось снижение вязкости нефти в 1,5-2,5 раза;
- при растворении в нефти CO 2 снижается межфазное натяжение на границе нефть-вода;
- при растворении в нефти и воде углекислого газа происходит увеличение объема нефти (объемный эффект) и доотмыв остаточной нефти.
Попутные нефтяные газы разных месторождений - это обычно смеси различных углеводородов, чаще всего метанового ряда и незначительного количества CO2 , CO, N2 и др.
Компонент CO2 в попутном нефтяном газе на различных месторождениях может достигать значений от 1 до 100% от объема добываемого газа (например, отдельные скважины Толумского месторождения, ХМАО), в полузамкнутой газотурбинной установке содержание CO2 зависит от количества закачиваемых продуктов сгорания ПНГ.
Принцип действия осуществляется следующим образом.
Из атмосферы в компрессор k 1 поступает воздух, одновременно в компрессор К1 поступают продукты сгорания, охлажденные в воздухоохладителе (ВО1), происходит смешение продуктов сгорания и воздуха, сжатая смесь воздуха и продуктов сгорания в компрессоре К 1, поступает в регенератор (R) с целью ее подогрева для увеличения общего КПД установки, затем поступают в камеру сгорания (КС), в камеру сгорания поступает попутный нефтяной газ (из добывающих скважин нефтеводогазовый поток поступает в сепаратор (С), где происходит разделение нефти, воды и попутного газа), попутный газ сгорает в камере сгорания, продукты сгорания поступают в турбину (Т), совершая полезную механическую работу, турбина приводит в движение компрессоры (К1, К2, К3 ), нагнетатель топливного газа (НТГ) и генератор (Г) для выработки электроэнергии на нужды промысла.
Далее продукты сгорания проходят через регенератор, в воздухоохладителе (ВО 1) охлаждаются и направляются на вход в компрессор К 1, часть смеси продуктов сгорания и воздуха отбираются перед компрессором К1, дополнительно сжимается в компрессоре К2, сжатая смесь уходит на воздухоохладитель (ВО 2) и охлаждается, затем сжимается в компрессоре К3 (число компрессоров зависит от необходимого давления на выходе), сжатая смесь закачивается через скважину в пласт.
Таким образом, установка работает в полузамкнутом цикле, продукты сгорания не выбрасываются в атмосферу, а закачиваются в нефтяной пласт.
Список использованной литературы:
1. Астапенок В.А., Шабаров А.Б. «Установка для утилизации попутного нефтяного газа и разработки месторождений», патент РФ 
112262.
Установка для утилизации попутного нефтяного газа и разработки нефтяных месторождений с возможностью закачки всего выработанного объема продуктов сгорания в пласт, включающая компрессоры для сжатия поступающего атмосферного воздуха и продуктов сгорания, камеру сгорания для сжигания попутного нефтяного газа, разделенного в сепараторе и поступившего в камеру сгорания с помощью нагнетателя топливного газа, турбину для выработки механической энергии, приведения в движение генератора, компрессоры и нагнетатель топливного газа, генератор для выработки электроэнергии, воздухоохладители для охлаждения продуктов сгорания, отличающаяся тем, что она снабжена несколькими компрессорами, часть из которых выполнены с возможностью сжимать поступивший атмосферный воздух и продукты сгорания и закачивать в камеру сгорания, предварительно подогрев их в регенераторе, а другие компрессоры выполнены с возможностью закачивать смесь атмосферного воздуха и горячих продуктов сгорания, предварительно охладившиеся в регенераторе и воздухоохладителе, в нефтяной пласт.
