Азот в нефтяной промышленности используется в основном при бурении, в ходе добычи природных ископаемых, таких как нефть или газ. Второе применение – ремонтные работы. Азот помогает поддерживать требуемое давление в нефтехранилище или трубопроводах. Преимущество азота по сравнению с воздухом – это защита всех элементов скважины от коррозии и окисления. Инертная азотная среда позволяет обеспечить взрыво- и пожароустойчивость объектов нефтедобычи. Это важно на всех этапах получения полезных ископаемых.
Когда начал применяться азот
В 70-е года начались масштабные исследования за рубежом, которые привели к использованию газов без содержания углерода в процессе добычи нефти и газа. Ранее для того, чтобы достать нефть из скважины, применяли углекислый и природный газ. В силу характерных свойств у них был большой коэффициент вытеснения. Но растущая цена и необходимость доставки их на месторождение, делала добычу нефти нерентабельной. Тогда пришлось обратить внимание на более дешевый газ – азот.
Большим плюсом стало также развитие криогенных технологий. Они позволили получать большие объемы азота и высокую концентрацию. Прямо на месторождении стали строится криогенные станции высокой производительности. Они позволяли получить большие объемы азота в жидком или газообразном состоянии. Но для дальних месторождений (особенно на севере) встал вопрос о необходимости постоянного круглосуточного обслуживания станций персоналом. Кроме того, станции не поддаются транспортировке. Получилось, что после истощения месторождения скважину вместе со станцией приходилось консервировать. Еще один недостаток криогенных станций – это необходимость постоянного доступа к электричеству. На многих точках добычи есть только дизельные генераторы. За пятьдесят лет дорогие стационарные криогенные станции стали передвижными, а также появились стационарные менее дорогостоящие: адсорбционные и мембранные.
Роль азота на других технологических этапах
Азот участвует во всех технологических процессах, чтобы иметь возможность поддерживать давление между пластами. Газ нагоняется в так называемую «газовую шапку», в месте предполагаемого залегания нефти. Так повышается коэффициент “гравитационного вытеснения”. По своим свойствам азот не смешивается ни с нефтью, ни с газом. Поэтому он может служить прослойкой между ними. Это снижает вероятность взрыва.
Иногда в природе встречаются малоподвижная нефть высокой вязкости. Ее извлечение представляется затруднительным. Дополнительные скважины – это лишние затраты. В этом случае добавление азота снижает вязкость нефти, и повышает коэффициент “гравитационного вытеснения”. Нефть поднимается по скважине из пласта и начинается процесс добычи.
Если в газовой шапке много природного газа и одновременно существует большой пласт нефтяных залежей, то азот используется для их вытеснения. Проще говоря, азот постепенно замещает газ и нефть. Последние под действие давления выходят наружу и начинается добыча.
На этом технологическом этапе используют практически чистый азот в газообразном состоянии. Его концентрация достигает 95-99%. В час может использоваться до тысячи кубометров. Если говорить о масштабах газового рынка, то это очень много. Но с точки зрения нефтедобычи – это средние объемы. Чтобы получить газообразный азот нужного объема, используют блочно-модульные мембранные станции. Их производительность – 500-5000 нм3/ч.
В зависимости от требуемой концентрации азота станция может выйти на нужный объем за 15-30 минут. Дальше станция способна работать в таком режиме беспрерывно (24/7). Так может продолжаться несколько месяцев. Остановки делаются только на проведение ТО для компрессора. Чаще всего такие объемы требуются только на короткое время. В остальной период работы проводятся с использованием средней мощности. Предусмотрена возможность перехода в ждущий режим.
При отсутствии постоянного электропитания есть возможность переключиться на работу от дизельного генератора. В ассортименте есть модели, в которых дизельное компрессорное оборудование встроено изначально, а переключение производится автоматически.
- Проверка трубопроводов и специальных емкостей для перевозки на герметичность (азот закачивают под высоким давлением, это позволяет быстро обнаружить и исправить слабые места);
- Продувка, осушение трубопроводов и емкостей, азот легко удаляет кислород и другие газы (точка росы азота -50 градусов, это позволяет вытеснять вредные вещества, газ и кислород);
- Тушение пожаров под землей, а также других видов возгораний в закрытых помещений - азот не причиняет вреда объекту;
- Возможность работы с любыми видами пневмоинструмента и оборудования позволяет сэкономить на приобретении дополнительных компрессоров;
Для выполнения этих и других задач проще приобрести готовую станцию. Баллонный газ дорогой, кроме того его необходимо транспортировать.
Выводы
Компания предлагает широкий ассортимент готового набора оборудования, предназначенного для получения газообразного азота в крупных объемах. Кроме этого, есть также и дополнительное оборудование, которое используется во время нефтедобычи на скважинах:
- Компрессоры высокого давления (30 - 600 бар) поршневого и мембранного типа, для азота и воздуха;
- Мембранные компрессоры, которые служат для закачивания природного газа, давлением до 600 бар;
- Оборудование для проведения сварочных работ, среди них и адсорбционные станции с кислородом и очистителем (концентрация до 99%);
- Готовые решения для получения и хранения азота в газообразном состоянии для того, чтобы продувать емкости и цистерны в тех местах, где проводится нефтедобыча.
Компания готова спроектировать и создать готовый комплекс для решения вопросов добычи нефтепродуктов, их переработки и задувания в цистерны для дальнейшей транспортировки их на место реализации.
- Низкое энергопотребление - 0,3 кВт/нм3 N;
- Концентрация азота может регулироваться с высокой точностью - от 99,6 до практически 100%. Выход на необходимый рабочий объем добычи азота производится за 10 - 30 минут с момента включения станции;
- Снаружи станция защищена антикоррозийной сталью;
- Автоматическое управление станцией реализовано при помощи программируемого контроллера компании Siemens. Программное обеспечение реализовано на русском языке;
- Широкий модельный ряд для получения газообразного азота. С их помощью получают объемы, требуемые для нормальной работы месторождений.