Сбор продукции газовых и газоконденсатных месторождений

Глава 10. Сбор продукции газовых и газоконденсатных месторождений.

Организация сбора продукции скважин – одна из составляющих технологий разработки и эксплуатации газового и газоконденсатного месторождения. Она определяет эффективность добычи углеводородов, надежность подачи газа потребителю.

Сбором продукции называется процесс подачи продукции скважин до установок первичной подготовки газа, а в ряде случаев – до установок комплексной подготовки газа. Сбор осуществляется при помощи газосборной сети, состоящей из труб и других конструктивных элементов.

Требования к газосборной сети заключаются в том, чтобы обеспечить надежную и бесперебойную подачу газа подготовку, герметизацию на всем пути движения газа, рациональное использование пластовой энергии, полную утилизацию продукции скважин.

Выбор газосборной сети определяется конфигурацией месторождения, пластовым давлением и температурой, составом пластовой системы, климатическими и орогидрогеографическими условиями запасами углеводородов, числа и размещения скважин, состоянием разработки, способом подготовки газа к дальнейшему транспорту.

На ранней стадии развития газовой промышленности применялась индивидуальная система, когда на каждой скважине монтируется комплекс оборудования для подготовки газа. В настоящее время применяется групповая система сбора. На крупных месторождениях схема представляет цепочку куст скважин, состоящий из 6-8 скважин, затем промысловый газопровод, из которого продукция скважин поступает на установку комплексной подготовки скважин (УКПГ). Число кустов на одном УКПГ достигает в среднем 10¸12, число УКПГ зависит от запасов газа и может быть до 14¸16. Различается централизованная система подготовки – вся продукция направляется на один завод.

На ряде месторождений из-за технологических условий продукция с куста скважин поступает на установку предварительной подготовки газа (УППГ), а далее поступает на УКПГ.

По форме газосборные сети могут быть линейными, лучевыми и кольцевыми, что зависти в первую очередь от формы месторождения.

10.1. Расчеты газопроводов.

Гидравлический расчет газопровода при течении газа ведется по формуле:

                                                                 (10.1.1)

где Р₁, Р₂ - давление соответственно в начале и конце газопровода, Па; М – масса транспортируемого газа, кг.

, м³                                                                                        (10.1.2)

где Q₀ – объем транспортируемого газа, м³; ρ₀ – плотность газа при стандартных условиях, кг/м³; l - длина газопровода, м; d – внутренний диаметр газопровода, м; Т – средняя температура в газопроводе, К; F – площадь сечения газопровода, м², для круглого сечения F=πd²/4; λ – коэффициент гидравлического сопротивления труб.

Часть формулы (10.1.1) записывают через объемный расход транспортируемого газа. Тогда с учетом (10.1.2) и уравнения состояния при стандартных условиях:

                                                                                   (10.1.3)

выражение принимает следующий вид:

                                                           (10.1.4)

Коэффициент гидравлического сопротивления определяется:

- для ламинарного режима:

                                                                                               (10.1.5)

- для переходного режима с учетом относительной шероховатости труб  (Δ – абсолютная шероховатость) по формуле Альтшуля:

                                                                            (10.1.6)

при

                                                                               (10.1.7)

- для квадратичного закона сопротивления по формуле Никурадзе:

                                                                              (10.1.8)

или по формуле Шифринсона:

                                                                                        (10.1.9)

при Re>R_кр2

                                                                     (10.1.10)

Опыт эксплуатации газовых месторождений показал, что газ движется по трубам при турбулентном режиме или в переходной области сопротивления, или при квадратичном законе сопротивления.

Расчеты газопроводов сводятся к следующим типам задач:

- определение расхода газа при известных давлениях в начале и конце газопровода, диаметре и коэффициенте гидравлического сопротивления, т.е. найти Q_о при известных Р₁, Р₂, D, λ, ρ₀ и Т;

- определить D при известных Q₀, Р₁, Р₂, ρ₀, Т, λ;

- определить Р₁ или Р₂ при известных Р₂ или Q₀, Р₁, ρ₀, Т, λ.

Во всех задачах предлагается, что режим течения в первом приближении подчиняется квадратичному закону.

Расчеты сложных газопроводов основаны на решении задач простых газопроводов.

Для параллельно работающих ниток газопроводов производительность каждой  нитки равна.

Рисунок 10.1.1 - Расчетная схема газопровода с параллельными нитками.