Мұнай және газ кен орындары

Газ ұңғыларының өнімінде газдан басқа су тамшылары мен буы, ал газконденсат ұнғыларында мұнымен қоса, сұйық көмірсутектері де кездеседі. Газ бен сұйықтан басқа механикалық қоспалар да болады, олар жер асты қабатынан бірге шыққан құм мен саз балшық түйіршіктері.

Мұнай мен газды  жинау, тасымалдау, бір-бірінен ажырату  үшін сол сияқты бөтен қоспалардан  бөліп алу үшін, мұнай өндірісі территориясында құбыр жүйелері, аспаптар, ғимараттар салынады. Олар төмендегідей қызметтер атқарады:

1) ұңғы өнімдерін жинау және өлшеу;

2) мұнайдан газды  айыру;

3) мұнай мен  газды судан және механикалық  қоспалардан бөліп алу;

4) мұнайды жинау  және өлшеу қондырғыларынан резервуарлар  паркіне, ал газды компрессорлық  стансияларға немесе газ тарату  тораптарына тасу;

5) мұнайды сусыздандыру, кейде тұзсыздандыру мен тұндыру, оны тұрақтандыру, яғни одан көмірсутектерін шығару;

6) газ құрамынан  керексіз қоспалардышығарып алу;

7) мұнай мен  газ өндіруді есепке алу және  оларды көлік ұйымдарына табыс  ету (өткізу).

Мұнай мен газ  жинауда, тасымалдауда, өңдеуде белгілі бір үлгі жоқ. Жергілікті жағдайларға байланысты өзгеріп отырады, яғни кәсіпшіліктің географиялық орнына, ұңғылардың ара қашықтығына, өндірістің көлеміне, ұңғыларды пайдалану әдісіне, мұнайдың сапасына, оның сулылығына қарай үлгілер өзгеріп отырады.

Дегенмен, қазіргі  жинау, тасымалдау, өңдеу үлгілері негізгі  бір ортақ ережелерге – жеңіл  фракциялардың ұшып кетпеуінен сақтандыру, мұнайдың атмосферамен жанасуын қадағалау, мұнайдан су мен газ және механикалық қоспалардың неғұрлым толық бөлінуін қамтамасыз етуіне сәйкес келу керек.

Бұл ережелерге белгілі бір аудандағы бір  немесе бірнеше кен орындарға  қызмет ететін мұнай жинаушы пункттерінде орталықтандырылған көпсатылы айырғышы бар арынды жүйелер сай келеді.

Мұндай жүйесі бойынша ұңғы өнімдері мұнай сағасындағы қысым (0,6-дан 1,0 МПа және жоғары) әсерімен топтап өлшейтін айырғыш қондырғысы (ТӨАҚ) арқылы жинағыш коллекторға бағытталады, онан кейін мұнайды дайындау қондырғысымен (МДҚ), товар паркімен (ТП), кейде газ өңдеу зауытымен бір территорияда орналасқан орталықтандырылған айырғыш қондырғыға (ОАҚ) келіп түседі. ОАҚ-да үш немесе төрт сатыдан өтеді.

Газ І сатыдағы айырғыштан өтіп, суытылғаннан кейін  газ құбырына немесе тұтыну орындарына өз қысымымен жетеді, ал кейінгі  сатыдан шыққан газ құбыр арқылы газ өңдеу зауытына (ГӨЗ) жеткізіледі.

1 суретте мұнай  мен газды кәсіпшілік жолмен  жинау үлгісінің бірі келтірілген,  Бұл үлгіде болған жағдайда, мұнайды  пайдалану мен кен орындарын  игеру жағдайларына қарай өзгертуге  немесе бейімдеуге болады. Мысалы, оны суланған және сусыз мұнайларды, сапасы әр түрлі мұнайдарды жинап, жеке каналдармен жіберуге болады немесе газды дайындайтын қондырғыларды қолданып, ұнғыларды газлифтілі тәсілінде пайдалануға болады және т. б.

Үлгі бойынша, мұнай ұңғыдан 1, мұнай мен газ шығымын жеке өлшейтін топтама қондырғысына 2, құбыр арқылы бағытталады. Бір ұңғының шығымын өлшеу үшін, өзге ұңғылардың өнімдерін басқа айналып кететін құбырлар арқылы жинағыш коллекторға жіберіледі, одан әрі мұнай мен газдың қоспасы айырғыш қондырғыға 3 немесе сораппен сығу стансияларына (ССС-ға) бағытталады. Соңғы айырғыштарға мұнайды жеткізу үшін қысым жеткіліксіз болғанда ғана ССС қолданылады.

 

1 сурет. Мұнай  мен газды кәсіпшілікте жинау  және дайындау жүйесі.

1 –  мұнайқұбыры; 2 – газқұбыры; 3 – суқұбыры.

 

Соңғы айырғыштар 5 мұнай дайындау орталық пунктінің (МДОП) территориясында тікелей орналасқан. Осы жерде мұнай газдан атмосфералық қысымға жақын қысыммен айырылуы аяқталады. Соңғы айырғыштан шыққан мұнай, мұнай дайындау қондырғыларына 6, одан товарлық резервуарларға 7, сосын товарланған мұнайды тапсыратын автоматтық қондырғыға 8 келеді. Егер товарлық резервуарлардағы мұнайдың сапасы ойдағыдай болмаса, яғни шартқа сай келмесе, онда оны 8 қондырғыдан 6 қондырғыға қайта өңдеуге жіберіледі. Айырғыш құбырдан газ компрессорлық стансияның қабылдағышына 9 келеді, одан газбензин зауытына 11 айдалады.

Айырғыш қондырғылардан және резервуарлардан шыққан өндірістік сулар жиналып, тартқыш тетіктер арқылы су дайындайтын қондырғыларға       10 жіберіледі, ол жерден механикалық қоспалар мен мұнайдан тазартылып, айдайтын ұнғыларға жіберіледі.

Технологиялық жүйе бойынша мұнай, газ және су дайындайтын  үлгіні мынадай элементтерге бөлуге болады: І – бастапқы жинау-өлшеу  қондырғылары; ІІ – бірінші сатыдағы айырғыш қондырғылар және сығу сорап стансиялары; ІІІ – екінші және үшінші сатыда соңғы айырғыштары бар дайындау және мұнайды өткізу орталық пункті (егер технологиялық цикл бойынша қажеті болса); мұнай дайындау қондырғысы; резервуарлар паркі; мұнайды автоматтандырып өткізу қондырғысы; IV – газ жинайтын компрессор стансиялары мен газбензин зауыты; V – жер қабатына су айдау үшін су дайындайтын пункт.

Мұнай мен газды  жинайтын технологиялық жүйедегі айырғыш  қондырғылар сұйықты газдан бөлу үшін, сұйық пен газ шығынын өлшеу үшін, газ өңдеуші зауытқа, не басқа тұтынушыларға компрессорсыз тарату үшін, сол сияқты мұнай мен газ жинау және дайындау пунктіне қондырғы және сорап қысымымен газға қаныққан мұнайды тарату үшін қолданылады.

Бірінші сатыда айырудың айырғыш қондырғылары мен соңғы айырғыш қондырғылардың (бірнеше түрлері игерілген).

 

Мұнайды кәсіпшілікте дайындау

 

Мұнай мен газдың араласып кетуінен пайда болатын  бөлгіштігі қиын қоспаны мұнай эмулсиясы деп аталатынын жоғарыда айтып кеткенбіз. Мұнай эмулсиясының түзілуіне қолайлы жағдайлар бар себебі мұнай жер қабатынан шығып, ең соңғы айырғыш қондырғыларға жеткенге дейін үдейі араласуда болады.

Кәсіпшілік  тәжірибесінде, көбінесе, «су мұнай  ішінде» эмулсиясы орын алады. Басқалардан  бұл эмулсиялардан ерекше айырмашылығы – судың өте ұсақ тамшылары мұнай ішінде үреді.

Мұнай эмулсиясының тұрақтылығы әдетте жоғары болады. Жай тұндырумен суды мұнайдан ажырату  мүмкін емес, ол үшін эмулсияны арнаулы  өңдеуден өткізу керек.

Өңдеу алдындағы  мұнайды дайындау екі операцияға бөлінеді: сусыздандыру (деэмульсация) және тұзсыздандыру. Сусыздандырғанда мұнайдағы су мөлшері 1-2%-ке, тұзсыздандырғанда 0,1%-ке жеткізіледі. Онымен қоса, бұл үрдісте тұзданда айыру үрдісі жүреді. Бұл үшін мұнайды тұщы су қабатынан өткізеді, сонда мұнай құрамындағы тұз суға еріп, онымен бірге кетеді.

Мұнай эмулсиясын бұзу үрдісін екі кезеңге бөлуге болады: біріншісі – ұсақ су тамшыларының тұтастануы, екіншісі – іріленген  су тамшыларының тұнбаға түсуі. Бұл  үрділер жылулық, химиялық және электрлік  әдістермен іске асыруға болады.

Жылулық әдісімен тұндырғанда мұнайды 45-80⁰С дейін қыздырады. Әрі қарай тұндырған бірнеше сағат ішінде су мұнайдан бөлініп, резервуарларға барып, жиналады да, одан кейін канализация торабымен сыртқа шығарылады.

Мұнайды деэмулсациялауды жылулық әдіспен өткізгенде қыздырудан эмулсияның тұтқырлығы төмендеп, су тамшылары тұтасып, тұнбаға түсу принципіне негізделген. Эмулсияны айыру резервуарларда, жылуалмас-тырғыштарда немесе құбырлы пештерде өтеді.

Химиялық әдіс эмулсия құрамындағы мұнай мен суға химиялық реагент-деэмулгаторлармен әсер етуге негізделген. Деэмулгатор ретінде түрлі ионогенсіз беттік әрекетті заттар (БАЗ) қолданылады, олар этилен тотығы    (ОП-10, проксоналдар, дипроксамин, дисольван т. б.). Деэмулгатор шығыны аса үлен емес (1 т өңделген мұнайға 30-дан 100 г-ға дейін).

Деэмулгатор мұнайға қосылғанда екі фазада ерігіштігіне байланысты, ішкі фазаға еркін кіріп, эмулгатордың қабығын бұзады, су-мұнай шекарасындағы тартылу күшін әлсіретеді де, сөйтіп, эмулсияны ыдыратуына соғады.

Эмулсияны бұзудың электрлік әдісі – эмулсия ағынына батырылған электродтарға айнымалы және тұрақты токтің әсеретуінен пайда болған әрбір тамшының шетіндегі әртекті электр зарядтарының бір-біріне тартылып, мұнай қабығын бұза алатындығына негізделген. Электорлық деэмулсиялауда темір сауытқа, оның қабырғасына жанаспайтын етіп электрод енгізеді, онымен өтетін электртогынің кернеуі бірнеше мың вольтқа жетеді. Жерге жалғаған және кернеу трансформаторымен қосылған сауыттың қабырғалары екінші электродтың қызметін атқарады.

Жоғары кернеулі тоқ жүріп тұрған электродтардың арасымен айдалған эмульсия бұзылады, босап шыққан су тамшылары тұтасады, сөйтіп, су біртіндеп сауыт астына жиналады. Аталып кеткен деэмулгация әдістері жеке-жеке қолданылмайды десе де болады. Әдетте, құрама әдістер қолданылады, мысалы, жылулық әдіс химиялық әдіспен немесе техникалық әдіс электрлік әдіспен бірге қолданылады.

Газды дайындау

Газ өзінің шыққан жерінен  тұтынушыға жеткенше, кейде мындаған км. қашықтықта тасымалданғанда неше түрлі климаттық зоналарды кесіп өтеді. Бұл жағдайда дайындаудың маңызы артады, магистралдық құбырлармен өтетің газдың құрамынан судың шығып кетпесі үшін, оны шық нүктесіне дейін кептірудің маңызы зор. Газконденсаттық кен орындарын пайдаланғанда басқа да қосымша талаптар керек етіледі- ұңғы өнімінен көмірсутек конденсатын бөліп алу сияқты. Газ және газконденсат кен орындарындағы газды өңдегенде мына сияқты технологиялық қондырғылар қолданылады: а) төменгі қызу айырғыштар (штуцердегі жоғары қысымдағы газдың редуциялану есебінен алынған суықпен істейтін);

 б) арнаулы  мұздатқыш машиналардан шығатын  суықпен істейтін төменгі қызулы  айырғыштар;

в) газды сусыздандыру және бензинсіздендіру үшін абсорбциялайтын  қондырғы;

 г) газды  адсорбция (гликолдық) жолмен  кептіру үшін арналған қондырғы;

д) Қиыр Солтүстіктегі  кен орындарында қолданылатын мұз  еріткіштері бар қондырғы.

Газды кептіру  және тазалау кен орындарында  немесе магистралдық газ құбырларының бастапқы ғимараттарында жасалады.

Газдың кептірілуі газ құбырында су буы және кристаллогидраттар тзілмейтін дәрежеде өту керек.

Егер газконденсат ұңғыларының өнімдерінде су, сұйық  көмірсутектері, күкірт сутек және көмір қышқылы кездессе, онда газды  тасымалдастан бұрын комплексті түрде өңдеу керек.

Мұнай, газ және мұнай өнімдерін тасымалдау және сақтау. 

Мұнай және мұнай  өнімдерін қашық жерлерге жеткізу  үшін теміржол, су көлігі, құбыр жолы және автокөлік қолданылады. Кейбір жағдайларда, олар ұшақпен және тікұшақпен де тасылады.

Су көлігімен (теңізбен, өзенмен шикі мұнайды және мұнай өнімдерін (бензин, керосин, дизел отынын, мазутты т. б.) өздігінен жүретін (танкерлер) және өздігінен жүрмейтін (лихтерлер, баржалар) типтегі кемелермен тасылады.

Автокөлік мұнй өнімдері ірі мұнай базаларынан  ұсақ мұнай базаларына, әрі қарай  тұтынушыларға жеткізіледі. Бұл ретте өнімдер автоцистернамен, сол сияқты ұсақ ыдыстармен тасылады.

Мұнай және мұнай  өнімдерін құбырмен өте көп мөлшерде және кез келген қашықтыққа тасымалдауға болады.

 

Теміржолмен тасымалдау

Мұнай және мұнай  өнімдерін теміржол арқылы әрқашанда  вагон-цистерналармен тасиды. Өнімнің аз ғана бөлігін (2%-тей) ұсақ ыдыстармен (бөшкелер, контейнерлер, бидондар, баллондар) тасуға болады.

Вагон-цистерна – болаттан жасалған көлденең цилиндр. Жүк көтергіштігіне қарай олар екі  немесе төртбілікті болып келеді.

 

 

 

Сумен тасымалдау

 

Мұнай және мұнай  құйғыш кемелермен – теңіздік және өзендік танкерлермен, баржалармен (өздігінен жүретін және өздігінен  жүрмейтін) тасымалданады. Теңіз үстінде  өздігінен жүретін мұнай құйғыш кемелер-танкерлер деп аталады (оның жүк көтергіштігі 50 т, одан да көп), өздігінен жүрмейтін кемелер – теңіз баржасы, не лихтерлер деп аталады.

Лихтерлер, жүк  көтергіштігі 10 мың т және одан да артық, мұнай өнімдерін алыс қашықтарға тасымалдауға арналған және танкерлер  жағаға жақындап келе алмайтын болғанда, құю-қотару қызметтерін атқаруға арналған.

Құю-қотару операциялары лихтерлерде, қалқитын сорап стансияларында орналасқан сораптар көмегімен жүреді.

 

Автокөлікпен  тасымалдау

Автокөлік мұнай  өнімдерін тарату базасынан тікелей  тұтынушыға жеткізу үшін қолданылады. Мұнай өнімдерін теміржолмен, не су жолымен жеткізудің мүмкіншілігі жоқ аудандарға автокөлік толық пайдаланылады. Мұнай өнімдерін таситын автоцистерналар мынадай құралжабдықтармен қамтамасыз етілген: мұнай өнімін құюқа арналған келте құбыр, тыныс клапаны, деңгейді көрсеткіш, отын құйғыш ысырма, ұштары бар екі шланг, механикалық жетегі бар сораптар. Кейбір автоцистерналардың көлемі 25 м³-ге жетеді.

 

Құбырмен  тасымалдау

Мұнай және мұнай  өнімдерін тасымалдаудың ең тиімді көліктің түрі, құбыр көлігі болып табылады. Оның мынадай артықшылықтары бар:

1) өнімді жіберіп  тұрудың үздіксіздігі;

2) өнімді алыс  жерлерге тасудағы өзіндік құнының  төмендігі;

3) автоматизациялау  үшін, кең мүмкіндіктер;

4) тасымалдаудағы  шығынның аздығы;

5) егер тиімді  болса, құбырды ең қысқа жолмен өткізу мүмкіншілігі.

Өнімдерді едәуір қашықтыққа айдайтын құбырларды магистралдық деп атайды. Айдайтын сұйық түріне байланысты әр түрлі аталады: мұнай  құбыры-мұнай айдау үшін; мұнай  өнімдері құбыры-сұйық өнімдер, мысалы, бензин, керосин, дизелдік отын, отын, мазут айдау үшін.

Магистралдық  құбыр мынадай бөліктерден тұрады:

1) құбыр;

2) бір немесе  бірнеше сорап стансиясы;