Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в ООО «Газпром добыча Уренгой» (рис. 1) являются дожимные компрессорные станции (ДКС) и компрессорные станции по утилизации попутного нефтяного газа (38 %), исследования скважин (28 %), опорожнение технологического оборудования и трубопроводов (17 %), выветривание и опорожнение технологического оборудования (8 %), резервуары, ремонтно-механические мастерские и котельные (9 %) [1].

Указом Президента Российской Федерации от 30 сентября 2013 г. № 752
«О сокращении выбросов парниковых газов» Правительству РФ поручено обеспечить к 2020 году сокращение объема выбросов парниковых газов в Российской Федерации до уровня не более 75 % объема указанных выбросов в 1990 году. Для достижения поставленных целей и в соответствии с экологической политикой ООО «Газпром добыча Уренгой» реализуется комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности производственных процессов, принимаются меры по сокращению выбросов парниковых газов. Эта работа основана на внедрении энергосберегающих и экологически эффективных инновационных технологий, которые обеспечивают снижение негативного воздействия на хрупкие и трудновосстановимые экосистемы Крайнего Севера. Данная статья посвящена одной из таких технологий, разработанной и внедренной в нашем Обществе.

Транспортировка подготовленного природного газа от установок комплексной подготовки газа (УКПГ) и нефтепромыслов (НП) в систему магистральных газопроводов (МГ) осуществляется по межпромысловому коллектору (МПК), линейная часть которого состоит из Западного и Восточного коридора. Каждый коридор включает в себя две технологические нитки Dn1400 с максимальным рабочим давлением Р_раб = 7,5 МПа, которые в свою очередь обеспечивают транспорт газа в систему газопроводов ООО «Газпром трансгаз Югорск» и
ООО «Газпром трансгаз Сургут».

На линейной части МПК Уренгойского НГКМ ежегодно проводится планово-предупредительный ремонт (ППР), для выполнения которого требуется опорожнение участка газопровода. При выполнении этих работ газ из трубопроводов сжигается на факеле, вследствие чего происходят безвозвратные потери энергоресурсов, а также образование большого количества вредных выбросов в атмосферу, что влечет за собой ухудшение состояния окружающей среды.

В ПАО «Газпром» имеется опыт утилизации газа из опорожняемых газопроводов с помощью мобильной компрессорной установки. Мобильная компрессорная установка (МКУ) служит для перекачки газа из ремонтируемого участка МГ в параллельно идущий газопровод или за отключающую арматуру по направлению движения газа. Перекачка осуществляется путем понижения давления газа перед его подачей в компрессор, установленный на мобильной станции, а после направляется в действующий участок газопровода. На участке магистрального газопровода Усть-Бузулукского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Волгоград» уже прошли опытно-промышленные испытания по перекачке газа мобильными компрессорными установками модели AG09169 производства ООО «Газаг», МКУ 750 производства LMF AG (Австрия) и ООО «НПП «35-й механический завод» (Калуга), которые показали хорошие результаты по сокращению выбросов метана [2].

Также подобные установки были применены для технологии распределенного компримирования на производственных объектах Ямбургского и Вынгапуровского месторождений, находящихся на завершающей стадии разработки [3]. Данные МКУ имеют высокую степень заводской готовности, вследствие чего монтажные и пусконаладочные работы были выполнены за 1 месяц, а объемы реконструкции газосборных коллекторов были минимальны. Однако опыт эксплуатации МКУ позволил выявить ряд их недостатков: большая масса и габаритные размеры установки, необходимость в постоянном источнике электроэнергии, а также высокие эксплуатационные затраты.

Проблема утилизации газа из опорожняемых газопроводов в ООО «Газпром добыча Уренгой» была решена в рамках разработанной концепции развития дожимного комплекса для завершающего периода разработки [4]. Концепция предусматривает централизацию мощностей компримирования на головных УКПГ-4, 7, 12. Для обеспечения приема газа на данных установках выполнена реконструкция межцеховых технологических коллекторов (МЦТК). Данное решение позволило перераспределять потоки по различным участкам МПК, что в свою очередь позволяет отключать участки МПК для проведения регламентных работ. При этом газ из остановленного участка утилизируется на ближайший головной газовый промысел с использованием первой и второй ступени компримирования ДКС.

Таким образом, при данном способе утилизации газ из ремонтируемого трубопровода межпромыслового коллектора утилизируется до входного давления на УКПГ-4, 7, 12 с помощью ДКС данных промыслов. С УКПГ утилизируемый газ совместно с подготовленным газом сеноманской залежи поступает в рабочий трубопровод межпромыслового коллектора (рис. 2).

Для оценки эффективности предложенного способа утилизации газа на Уренгойском нефтегазоконденсатном месторождении в 2013 году были проведены соответствующие испытания, а с 2014 года аналогичные мероприятия реализуются с помощью ДКС УКПГ-7 и УКПГ-12.

В ходе испытания установка комплексной подготовки газа УКПГ-4 использовалась в качестве установки подготовки газа, на которую подавался газ утилизации из одного из трубопроводов межпромыслового коллектора диаметром 1400 мм. Начальное давление в трубопроводе 5,2 МПа. Давление в трубопроводе понижалось на первом этапе до 2,4 МПа с подачей газа утилизации в газовый поток после абсорбции влаги гликолем (на вторую ступень сжатия). На втором этапе давление понижалось до 0,6 МПа с подачей газа на первую ступень сжатия ДКС, т.е. до величины давления газа, поступившего на установку с кустов скважин (рис. 3a). Смешанный поток газа УКПГ-4 и газа утилизации из ремонтируемого участка МПК проходит компримирование на 1-й ступени ДКС и абсорбционную осушку. Далее газ компримируется на 2-й ступени ДКС и окончательно осушается. Затем подготовленный газ направляется в рабочий трубопровод МПК. По завершении утилизации газа из ремонтируемого участка МПК ДКС продолжает эксплуатироваться в штатном режиме, компримируя собственный газ.

Начиная с 2023 года на головных промыслах (УКПГ-4, 7, 12) планируется ввод в эксплуатацию третьей очереди ДКС, оснащенных двухкорпусными ГПА, с выводом из эксплуатации второй ступени ДКС (рис. 3b). Схема опорожнения участков газопровода будет предусматривать три следующих этапа: на первом этапе участок МПК отключается посредством линейных кранов и газ с отключенного участка подается по трубопроводу на вход ДКС третьей ступени сжатия УКПГ, где происходит понижение давления газа до величины входного давления третьей ступени сжатия ДКС (23 кгс/см²); на втором этапе газ утилизации направляется на вход второй ступени компримирования, где давление газа снижается до величины входного давления второй ступени ДКС (10 кгс/см²); на третьем этапе газ подается на вход первой ступени, где давление газа утилизации снижается до входного давления первой ступени (3 кгс/см²).