Технология смешанной транспортировки нефти и газа

Thread Content

Технология дальней транспортировки смеси нефти и газа по-прежнему является одной из востребованных технологий в мировой нефтяной промышленности. Конечная цель разработки этой технологии в развитых странах Европы и США — полное размещение оборудования для добычи нефти и газа в глубоководных и сверхглубоководных месторождениях на дне моря, то есть отказ от использования платформ на поверхности воды. Это позволяет значительно снизить затраты на добычу в сложных условиях и на малоэффективных месторождениях. С 1980-х годов темпы международных исследований и применения в этой области неуклонно ускоряются. В настоящее время процесс перешел от этапа тестирования к этапу промышленного применения и совершенствования. Два ключевых технологических решения уже внедрены: первое — это технология смешанной транспортировки через длинные трубопроводы. Норвежская компания Statoil превращает концепцию системы добычи многофазных потоков под водой в реальность. В 2007 году на норвежском шельфе, на глубине 850 м, на газоконденсатном месторождении Ормленг были построены две параллельно проложенные подводные магистральные трубопроводы диаметром 750 мм и длиной 120 км. Эти трубопроводы предназначены для прямой транспортировки природного газа и конденсата, добываемых на 24 скважинах, к береговому терминалу. Эта система является на сегодняшний день настоящей системой добычи многофазных потоков под водой в мире. Она состоит прежде всего из модулей подводных вышек, самонапорных трубопроводов для транспортировки смеси, системы подавления образования гидратов, подводной системы электроснабжения и автоматизации. Главной особенностью этой системы является то, что все производственные устройства расположены на дне моря; на поверхности моря нет никаких строений. Второй пункт — технология повышения давления при смешанной подводной транспортировке. В 2007 году британская компания BP в нефтяном месторождении King в Мексиканском заливе в США впервые установила и ввела в эксплуатацию два подводных многофазных насоса массой по 92 тонны на глубине 1676 м и на расстоянии 24 км от платформы. Эти насосы использовались для транспортировки продуктов добычи нефти. Они позволили установить новые мировые рекорды как по глубине размещения, так и по расстоянию транспортировки под водой. Начиная с 1990-х годов наша страна начала догонять международные достижения в этой области. В период девятой пятилетки Китайская национальная нефтегазовая корпорация начала исследования в области технологий транспортировки смеси нефти, газа и воды. На основе изучения передовых зарубежных технологий был достигнут ряд значимых результатов. С 2004 года эта технология постепенно находит практическое применение в проектах по добыче нефти и газа как на суше, так и за рубежом. В Казахстане, на нефтегазовых месторождениях Тарима и в нефтяном месторождении Дачин было спроектировано и построено 5 трубопроводов для транспортировки смеси нефти и газа протяженностью от 23 до 75 км при давлении транспортировки от 1,5 до 11 МПа. При этом максимальная пропускная способность одной трубы для смешанной транспортировки нефти составила 220×10000 тонн в год, а для газа — 8×100000000 м³ в год. Совокупные показатели пропускной способности и длины таких труб входят в число лучших в мире, что свидетельствует о том, что технология дальней транспортировки нефти и газа в нашей стране вступила в новую фазу развития. Однако в настоящее время технологии многопрофильной транспортировки нефти и газа в нашей стране все еще значительно отстают от современных международных стандартов. Это проявляется в трех основных аспектах: во-первых, в программном обеспечении для расчетов динамики многопрофильного потока. Соединенные Штаты, Великобритания, Франция, Норвегия, Канада и другие страны располагают программным обеспечением для расчета динамики многокомпонентных потоков, имеющим собственную интеллектуальную собственность. В то же время в нашей стране до сих пор нет программного обеспечения такого рода, которое обладало бы собственной интеллектуальной собственностью и было бы признано в отрасли; это не соответствует статусу нашей страны как крупной нефтедобывающей державы. В то же время из-за сложности многофазных потоков все существующие в настоящее время зарубежные программы для расчёта динамики многофазных потоков не обладают универсальностью. Долгосрочная зависимость от импортируемого программного обеспечения и отсутствие способности к самостоятельным инновациям приведут к постепенной потере нашей международной конкурентоспособности. Во-вторых, технология крупных многофазных насосов для смешанной перекачки. В мировой практике максимальная мощность одного насоса для смешанной перекачки нефти и газа, используемого в инженерных целях, составляет 6000 кВт, тогда как у отечественных насосов такого типа, имеющих опыт применения на практике, максимальная мощность одного насоса составляет всего 300 кВт. Это создает значительный разрыв по сравнению с мировыми стандартами. В то же время проблема однотипности насосов также является значительной. В-третьих, технология улавливания крупных пакетов потока. В таких странах, как США и Канада, существуют специализированные производители устройств для захвата пакетных потоков. Объем одного такого устройства в реальных инженерных условиях может достигать 5600 м³. В нашей стране же до сих пор нет специализированных производителей таких устройств; максимальный объем устройств, разработанных здесь самостоятельно, составляет всего 300 м³. В ближайшем будущем, если удастся преодолеть вышеуказанные три технические проблемы, это не только значительно повысит уровень расчетов многокомпонентных потоков и производства ключевого оборудования в нашей стране, но также позволит добиться экономической выгоды в виде снижения стоимости программного обеспечения и оборудования более чем на 50%.