عمليات معالجة الغاز: نظرة عامة

بالتأكيد! إليك بعض الملاحظات الدراسية التفصيلية بناءً على النص الذي قدمته:

مقدمة

• عادة ما تكون الغازات الطبيعية المنتجة من آبار الغاز مخاليط معقدة من مئات المركبات المختلفة.
• يتكون مجرى بئر الغاز النموذجي من خليط عالي السرعة ومضطرب ومتوسع باستمرار من الغازات وسوائل الهيدروكربون ، ممزوجة بشكل وثيق مع بخار الماء والماء الحر وأحيانًا المواد الصلبة.
• تتكون معالجة مجرى البئر في الموقع من أربع عمليات أساسية هي:
• فصل الغاز عن السوائل الحرة مثل الزيت الخام ومكثفات الهيدروكربون والماء والمواد الصلبة العالقة.
• معالجة الغاز لإزالة أبخرة الهيدروكربون القابلة للتكثيف والاسترجاع.
• معالجة الغاز لإزالة بخار الماء القابل للتكثيف (التجفيف).
• معالجة الغاز لإزالة المركبات غير المرغوب فيها الأخرى ، مثل كبريتيد الهيدروجين أو ثاني أكسيد الكربون.

فصل الغاز والسوائل

• فصل غاز مجرى البئر عن السوائل الحرة هو المرحلة الأولى والأكثر أهمية في عمليات المعالجة الميدانية.
• يجب تصميم الفواصل لأداء الوظائف الأساسية التالية:
• تسبب فصل الطور الأولي للهيدروكربونات السائلة في الغالب عن تيار الغاز.
• صقل الفصل الأولي عن طريق إزالة معظم رذاذ السائل العالق من الغاز.
• يتم تصريف الغاز والسائل المنفصلين من الوعاء والتأكد من عدم حدوث إعادة دخول لأحدهما إلى الآخر.
• صقل الفصل عن طريق إزالة الغاز المحبوس من تيار السائل.
• تعمل معظم الفواصل على أساس مبادئ الفصل بالجاذبية و / أو قوة الطرد المركزي.
• عادة ما يتم بناء الفاصل بطريقة تجعله يتميز بالميزات التالية:
• يحتوي على جهاز مدخل طرد مركزي حيث يتم الفصل الأولي للسائل والغاز.
• يوفر قسم ترسيب كبير ذي ارتفاع أو طول كافٍ للسماح لقطرات السائل بالاستقرار خارج تيار الغاز مع غرفة طفرة كافية للمواد غير المتجانسة من السوائل.
• وهي مجهزة بمستخرج أو مزيل للرذاذ بالقرب من مخرج الغاز لتجميع الجسيمات الصغيرة من السائل التي لا تستقر عن طريق الجاذبية.
• وتسمح بضوابط كافية تتكون من التحكم في المستوى وصمام تفريغ السائل وصمام الضغط الخلفي للغاز وصمام تخفيف السلامة وتركيب قياس الضغط وتركيب زجاجي وتركيب منظم غاز الجهاز وأنابيب.

أنواع الفواصل

• تتوفر بشكل عام 3 أنواع من الفواصل:
  1. الفواصل الرأسية.
  2. الفواصل الأفقية.
  3. الفواصل الكروية.
• يتم تصنيف الفواصل الأفقية أيضًا إلى فئتين: أنبوب واحد وأنبوب مزدوج. يتمتع كل نوع من أنواع الفصل بمزايا وقيود محددة.
• يعتمد اختيار نوع الفاصل على عدة عوامل بما في ذلك:
  1. خصائص بخار الإنتاج المراد معالجته.
  2. توفر مساحة الأرضية في موقع المرفق.
  3. المواصلات.
  4. كلفة.

فاصل عمودي

• غالبًا ما يستخدم لمعالجة مجاري الآبار بنسبة الغاز / الزيت المنخفضة إلى المتوسطة وتيارات ذات مواد غير متجانسة كبيرة نسبيًا من السائل.
• إنها تتعامل مع كميات أكبر من السوائل دون تدخل إلى مخرج الغاز ، وعمل التحكم في مستوى السائل ليس بالغ الأهمية.
• تشغل مساحة أقل من الأرضية ، وهو أمر مهم في الأماكن محدودة المساحة.
• نظرًا للمسافة الرأسية الكبيرة بين مستوى السائل وفتحة الغاز ، فإن فرصة تبخر السائل إلى المرحلة الغازية محدودة.
• نظرًا للتدفق التصاعدي الطبيعي للغاز في الفاصل الرأسي مقابل قطرات السائل المتساقطة ، يلزم وجود قطر فاصل كافٍ.
• أكثر تكلفة للتصنيع والشحن في مجموعات مثبتة على منصة انزلاقية.

فواصل أفقية

• إنه الخيار الأول بسبب تكاليفها المنخفضة.
• تستخدم الفواصل الأفقية على نطاق واسع لمجاري الآبار ذات نسبة الغاز / الزيت العالية ، ومجاري الآبار الرغوية (الزيت الخام الرغوي).
• يوجد سطح بيني بين الغاز والسائل أكبر بكثير نظرًا لقسم فصل الغاز الكبير والطويل والمنثني.
• أسهل في التركيب على منصة انزلاقية والخدمة.
• تتطلب عددًا أقل من الأنابيب للتوصيلات الميدانية.
• يجب أن تكون العوارض أطول من مسافة انتقال السوائل.
• يتدفق غاز الرطوبة في سطح العارضة ويشكل طبقة سائلة يتم تصريفها بعيدًا إلى القسم السائل من الفاصل.
• يعد وضع التحكم في مستوى السائل أكثر أهمية في الفاصل الأفقي منه في الفاصل الرأسي بسبب مساحة الانتشار المحدودة.
• يمكن تكديس فواصل فردية بسهولة في تجميعات فصل المراحل لتقليل متطلبات المساحة.
• يتدفق الغاز أفقيًا وفي الوقت نفسه تسقط قطرات السائل باتجاه السطح السائل.
• يتكون الفاصل الأفقي ذو الأنبوب المزدوج من قسمين للأنبوب.
• (تمتلئ المنطقة العلوية من الأنبوب بالعوارض ، ويتدفق الغاز مباشرة عبرها وبسرعات أعلى ، ويتم تصريف السائل الحر الوارد على الفور من منطقة الأنبوب العلوي إلى منطقة الأنبوب السفلي.)
• تتمتع الفواصل الأفقية ذات الأنبوب المزدوج بجميع مزايا الفواصل الأفقية ذات الأنبوب الواحد بالإضافة إلى قدرات السوائل الأعلى بكثير.

فاصل كروي

• توفر الفواصل الكروية وسيلة غير مكلفة ومدمجة لترتيب الفصل الموضح في (الشكل 4).
• نظرًا لتكويناتها المدمجة ، فإن هذا النوع من الفواصل لديه مساحة اندفاع محدودة للغاية وقسم ترسيب السائل.
• يعد وضع الحركة والتحكم في مستوى السائل في هذا النوع من الفواصل أكثر أهمية.

فاصل ثلاثي الأطوار

• تستخدم الفواصل ثلاثية الأطوار للزيت / الغاز / الماء بشكل شائع لاختبار الآبار وفي الحالات التي ينفصل فيها الماء الحر بسهولة عن الزيت أو المكثفات.
• يمكن إنجاز الفصل ثلاثي الأطوار في أي نوع من أنواع الفواصل. يمكن تحقيق ذلك عن طريق:
• تركيب إما حواجز داخلية خاصة لبناء ساق مائية أو ترتيب سيفون مائي.
• باستخدام تحكم في مستوى السائل البيني.
• تعد ميزة الفصل ثلاثي الأطوار صعبة التركيب في الفواصل الكروية نظرًا لمساحتها الداخلية المحدودة المتاحة.
• في العمليات ثلاثية الأطوار ، يلزم وجود صمامين لتفريغ السائل ، أحدهما لمخرج الزيت والآخر لتصريف المياه.

العوامل المؤثرة على الفصل

• تشمل العوامل التي تؤثر على فصل الطور السائل والغاز:
• أ - فصل ضغط التشغيل P ،
• ب - فصل درجة حرارة التشغيل T ،
• ج - تكوين تيار السائل (ρg ، ρl).

تصميم الفاصل

• عادةً لا يقوم مهندسو الغاز الطبيعي بإجراء تصميم تفصيلي للفواصل ، بل يقومون باختيار الفواصل المناسبة لعملياتهم من كتالوجات منتجات الشركات المصنعة. بناءً على ظروف تيار البئر.
• تستخدم المواصفات لتحديد الفاصل وهي:
• أ - سعة الغاز
• ب - السعة السائلة

سعة الغاز

• تستخدم المعادلات التجريبية التالية التي اقترحها Souders-Brown على نطاق واسع لحساب سعة الغاز لفواصل الزيت / الغاز: $$v = K \sqrt{\frac{ρ_L - ρ_g}{ρ_g}}$$

$$q = Av$$

• أين:
• A = المساحة الكلية المقطعية للفاصل ، قدم مربع.
• 𝒱 = سرعة الغاز السطحية على أساس المساحة المقطعية الكلية A ، قدم / ثانية.
• q = معدل تدفق الغاز في ظروف التشغيل ، قدم 3 / ثانية.
• ρl = كثافة السائل في ظروف التشغيل ، رطل / قدم³.
• ρg = كثافة الغاز في ظروف التشغيل ، رطل / قدم³.
• K = عامل تجريبي.

سعة السائل

• يحدد وقت احتفاظ السائل داخل الوعاء السعة السائلة للفاصل.
• يتطلب الفصل المناسب وقتًا كافيًا للحصول على حالة توازن بين الطور السائل والغاز عند درجة حرارة وضغط الفصل.
• تتعلق السعة السائلة للفاصل بوقت الاحتفاظ عبر حجم الترسيب (VL): $$q_L = \frac{1440V_L}{t}$$
• أين:
• qL = السعة السائلة ، برميل / يوم
• VL = حجم ترسيب السائل ، برميل
• t = وقت الاحتفاظ ، دقيقة

آمل أن تساعد هذه الملاحظات الدراسية التفصيلية! إذا كان لديك أي أسئلة أخرى ، فلا تتردد في طرحها.