Tổng quan về giàn nén khí nhỏ

Chương iii: tổng quan về giàn nén khí nhỏ III.1 Vị trí - chức năng [12] Giàn nén khí nhỏ là một công trình thuộc mỏ Bạch Hổ, nằm trong bể Cửu Long cách Vũng Tàu khoảng 100 Km. Giàn nén khí nhỏ được lắp đặt trên giàn cố định riêng biệt, liên kết với Giàn khoan khai thác số 4 nhờ cầu dẫn và đường ống. Giàn nén khí nhỏ có chức năng tận dụng khí đồng hành của vòm Bắc và một phần của vòm Nam mỏ Bạch Hổ (khoảng 300 triệu m3 khí/năm), đây là nơi khí được thu gom về xử lý sơ bộ và nén lên áp suất cao (105 bar). Phần lớn sản phẩm khí được cung cấp cho hệ thống giếng khai thác dầu bằng phương pháp gaslift mỏ Bạch Hổ, phục vụ nhu cầu nhiên liệu để chạy các động cơ dẫn động, ngoài ra còn một phần vận chuyển về bờ phục vụ nhu cầu nhiên liệu khi cần thiết. III.2 Hệ thống công nghệ 2.1 Sơ đồ công nghệ chung Khí đầu vào giàn nén khí nhỏ gồm hai nguồn : Trung áp (khoảng 5 - 7 bar) và cao áp (khoảng 10 - 12 bar) nhiệt độ 260C (nhiệt độ biển). Khí trung áp được lấy từ các giàn 3,4,5,6,7,8,9,10 và khí cao áp được lấy từ giàn 1 được dẫn vào bình tách pha S-1 để tách ra khỏi dòng khí pha lỏng được tạo ra trong đường ống ngầm dưới biển trong quá trình vận chuyển khí từ các giàn về giàn MSP-4. Khí từ bình S-1 được đưa đến cụm điều chỉnh áp suất SK-2 sau đó theo ống cái phân đều cho các tổ máy nén (C-100,200,300,400). Khí đến hệ thống nén cấp I,II,III,IV sau mỗi cấp được làm mát và tách lỏng, khí sau cấp nén thứ 4 phần lớn sẽ được sử dụng để cung cấp cho khai thác gaslift. Condensate đen tách ra từ S-1, các bình tách trung gian, lượng lỏng được tách ra từ hệ thống xả đáy về bể chứa E-18 sẽ được đưa tới bình 100 m3 tại MSP-4. 2.2 Xử lý khí trước khi nén [12] Khí trung áp từ hệ thống thu gom của mỏ Bạch Hổ và giàn MSP-4 đi theo đường ống 16” vào GNKN, sau đó đi vào bình tách pha S-1, áp suất làm việc của bình là 6 bar và khả năng xử lý lượng chất lỏng tức thời đến 10 m3. Trong quá trình bắt đầu khởi động giàn áp suất cần thiết phải đạt đến 10 bar để khởi động các động cơ dẫn động máy nén khí. Khí theo hệ thống ống dẫn 12” đến đầu vào các tổ máy nén cao áp để nâng áp suất. Ngoài ra khí đầu ra của bình tách 3 pha còn được sử dụng vào mục đích cung cấp nhiên liệu cho các động cơ khí. Nước, Condensate đen tách ra từ khí ở bình tách S-1 qua van điều chỉnh mức LV-502 được đưa vào hệ thống thu gom chung tại MSP-4. 2.3 Quá trình nén khí [12] Từ bình tách đầu vào S-1, khí đi qua cụm điều áp SK-2 đến ống cái đầu vào và phân chia đến các tổ máy nén cao áp. Mỗi tổ máy nén cao áp có các đặc tính sau đây: - Năng suất thiết kế : 432.000 Nm3/ngày đêm - Năng suất bình thường : 408.000 Nm3/ngày đêm - áp suất đầu hút : 5 bar - áp suất đầu ra (tại mặt bích máy nén) : 110 bar - Thiết bị truyền động : Động cơ khí 12V-AT 27GL (công suất N= 2285 kw, vòng quay : n = 750-1000 vòng/phút) Để tách các hạt chất lỏng và tạp chất cơ học, dòng khí trước khi vào đầu hút của máy nén cấp I phải đi qua các bình tách lọc đầu vào của tổ máy S-101/201/301/401 . Bảng (3-1)Thông số kỹ thuật chính của tổ máy nén gas pittông 4 SHM/B Xi lanh máy nén và các số liệu Cấp Đơn vị Cấp 1 Cấp2 Cấp 3 Cấp 4 Số xi lanh của mỗi giai đoạn Tác dụng đơn/ tác dụng kép Kiểu xi lanh ống lót xi lanh Kiểu ống lót Đường kính xi lanh Khoảng chạy (H T chuyển động) Tốc độ pistông Thể tích pistông choáng chỗ Hiệu suất thể tích Tốc độ trung bình gas qua van nạp Số van nạp/ van xả mỗi hành trình Kiểu van Đường kính cán pistông áp suất làm việc max Nhiệt độ làm việc max áp suất vận hành thực tế áp suất đặt van An toàn áp suất thử hydro -------- -------- -------- -------- -------- Mm Mm m/s m3/s % m/s -------- -------- m.m bar 0C bar bar bar 1 kép Bôi trơn Côn Khóa 600 150 5 5060 75 28 3/3 đĩa 65 16 200 11.34 13 24 1 kép Bôi trơn Côn Khóa 450 150 5 2833 69 25 3/3 đĩa 65 26 200 23.04 25.6 39 1 kép Bôi trơn Côn Khóa 300 150 5 1243 77 22 2/2 đĩa 65 56 200 43.34 56 84 1 kép Bôi trơn Côn Khóa 215 150 5 624 70 18 2/2 đĩa 65 150 200 100.7 120 225 Trong điều kiện 4 tổ máy làm việc song song,tổng cân bằng vật chất của giàn như sau: Khí đầu vào: đến 1.976.000 Nm3 /ngày (494.000 Nm3 /ngày cho mỗi tổ máy) Khí đầu ra: đến 1.796.400 MNm3 /ngày (449.100M Nm3 /ngày cho mỗi tổ máy) Sử dụng khí cho nhu cầu nội bộ (khí nhiên liệu): đến 21.000 Nm3 /ngày (10.500 Nm3 /ngày cho mỗi tổ máy) Condensate bơm đi giàn MSP-4: đến 12.000 m3/ngày cho mỗi tổ máy áp suất đầu vào : 5 bar áp suất đầu ra đến 102 bar Nhiệt độ đầu vào : 260C - 360C Nhiệt độ đầu ra: đến 450C . Máy nén khí SHMB/4 NOUVO PIGNONE. Động cơ dẫn động WAUKESHA 12V-AT 27GL,12 xylanh chữ V, sử dụng nhiên liệu GAS, công suất 3064HP 2.4. Mô tả công nghệ tổ hợp máy nén khí Trong phần này chỉ mô tả sơ đồ công nghệ của một tổ hợp máy nén (C-100), các tổ máy còn lại có sơ đồ công nghệ tương tự. Mỗi tổ máy được lắp trên Block - module riêng (có tên gọi BM -100, 200, 300,400) và gồm có: Tổ hợp máy nén, động cơ với hệ thống điều khiển tại chỗ ( SK-100, 200, 300, 400), cụm bình tách (SK-101, 201, 301, 401), các thiết bị làm mát khí bằng không khí (làm mát ở cấp trung gian bởi các thiết bị T-100, 200, 300, 400), thiết bị làm mát nước cho hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (T-101, 201, 301, 401) và thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước biển(T-102, 202, 302, 402) để làm mát khí bổ sung cho khí nén cấp III, thiết bị trao đổi nhiệt khí - condensate (T-103, 203, 303, 403). Khí xuất phát từ ống phân phối đi qua van chặn SDV -101 (12”) vào tổ hợp máy nén với áp suất 5 bar và nhiệt độ ~ 260C. Van SDV-102 (2”) lắp song song với van SDV-101 dùng để tăng áp từ từ và cân bằng áp suất trong tổ hợp máy nén. Sau khi mở van SDV-101, khí được tách các tạp chất cơ học và hạt chất lỏng tại bình tách S-101 trước khi vào cấp nén thứ nhất của tổ hợp máy nén. Chất lỏng bị giữ lại tại bình, qua van điều chỉnh mức LV-105 xả về ống gom condensate chung sau đó đưa về bể đệm BE-100 tại giàn MSP-4. Khí được làm sạch từ S-101 với áp suất 5 bar đi vào bình ổn áp B-111. Khí có áp suất 5 bar từ bình ổn áp B-111 trực tiếp đi vào xi lanh nén của cấp nén thứ I. Xét công suất của máy nén cần lưu ý rằng nếu tăng áp suất đầu vào của khí lên 5.5 bar trong thời gian > 30 giây có thể làm hư hại cơ học cho máy. Vì vậy hệ thống tự động được thiết kế sẽ dừng máy nén trong tình huống này. Khí đã nén với áp suất 12.35 bar và nhiệt độ 900C từ xi lanh số 1 đi vào bình ổn áp B-121, sau đó dẫn đến ngăn A của thiết bị làm mát bằng không khí T-100, tại đây khí được làm nguội xuống 45oC và được đưa vào bình tách S-102. Cần lưu ý rằng trên đoạn ống trước khi vào bình tách S-102, dòng khí nói trên được trộn lẫn với condensate lấy từ bình S-103 của cấp nén tiếp theo. Do trong dòng khí vào có pha lỏng ở dạng hạt phân tán nhỏ sau khi giảm áp suất condensate từ bình tách S-103, bình tách có lắp các cánh quạt động năng (để quá trình tách lỏng được tốt hơn). Việc thiết kế đường hồi này xuất phát từ khả năng condensate khi tiết lưu với áp suất bình tách cấp II có thể sinh ra hydrat. Condensate qua van điều mực LV-106 xả về ống gom chung của giàn GNN và đưa về bể chứa BE-100 tại MSP-4. Khí đã được tách lọc tại S-102 có áp suất 11.89 bar và nhiệt độ 41.40 C được dẫn vào cấp nén thứ 2 tại B-112 và sau đó vào xi lanh 2. Tại cấp nén 2, khí được nén lên áp suất 24.05 bar và có nhiệt độ là 89o C, sau đó được làm mát trong thiết bị trao đổi nhiệt T-103, và quạt làm mát bằng không khí T-100. Khí sau khi được làm mát xuống đến 450C, có áp suất 23.29 bar sẽ đi vào bình tách S-103, tại đó, condensate được tách lọc còn khí được đưa tiếp sang cấp nén thứ III. Condensate tách ra trong bình S-103, qua van điều mức LV-107 và xả về cấp nén trước đó, vào ống khí (10”) trước bình tách S-102 có áp suất 11.9 bar. Khí đã được tách lọc đi qua bình ổn áp B-113 vào xi lanh 3 của cấp nén III, và được nén lên 40 bar với nhiệt độ là 91.8oC, sau đó được đưa đến ngăn trao đổi nhiệt C của thiết bị trao đổi nhiệt bằng không khí (quạt) T-100. Sau khi được làm mát xuống 45oC, khí đã tách condensate được đưa tiếp thiết bị trao đổi nhiệt (bình làm mát bằng nước) T-102 để làm nguội thêm nữa, tại đây nước biển từ MSP-4 có nhiệt độ ~26oC - được sử dụng làm tác nhân lạnh, được dẫn vào phần ống của thiết bị trao đổi nhiệt. Sau đó dòng hỗn hợp khí và condensate từ T-102 có nhiệt độ 300C đi đến bình tách S-104. Condensate qua van điều mức LV-108 tiết lưu xuống áp suất 14 bar và có nhiệt độ ~ 180C sẽ đi vào thiết bị trao đổi nhiệt T-103, tại đây nó sẽ được làm nóng lên nhờ dòng khí nóng sau nén cấp II có nhiệt độ ~ 890C, sau đó nó lại qua van tiết lưu (van điều áp) PV-505 và xả về ống gom condensate chung của GNN. Van điều áp PV-505 được điều khiển bởi PIC-505 đảm bảo duy trì áp suất 14 bar ổn định trong đường xả condensate từ S-104 (204, 304, 404) sau van điều mức. Khí đã được tách lọc từ bình S-104 sau khi qua bình ổn áp B-114 sẽ vào cấp IV, xi lanh 4. Từ bình ổn áp đầu ra B-124 khí đi ra có áp suất 102 bar T~ 910C, một phần nhỏ (3.1%) của dòng khí này được tách và dẫn đến cụm xử lý khí nhiên liệu cho các động cơ của máy nén. Phần khí còn lại được đưa đến ngăn thứ tư “D” của thiết bị làm mát bằng không khí T-100, tại đó khí được làm mát xuống nhiệt độ 450C. Với các điều kiện này, khí không tách ra condensat và không có pha lỏng sinh ra, bởi vì nhờ làm mát sau nén cấp III xuống tới 300C đã tạo điều kiện tốt cho sự ngưng tụ các hydro cabua nặng. Như vậy, sau cấp nén thứ 4, khí ra khỏi trạm nén với áp suất 102 bar có điểm sương (đối với hydrocarbon) là 260C. Tuy nhiên có thể xuất hiện một lượng không đáng kể nước ngưng tụ, do điểm sương nước của khí đầu ra theo trạm nén là 30oC . Sau làm mát bằng không khí, khí được dẫn đến cụm đo F0I-601. Tại đây cũng đo các thông số nhiệt độ và áp suất, sau đó chỉ số F01-601 sẽ được hiệu chỉnh. Từ cụm đo đi qua van chặn SDV-601. Khí gom vào ống chung cùng với các tổ máy khác có áp suất 100 bar được dẫn sang MSP-4 và vào đường ống ngầm đưới biển của hệ thống khai thác gaslift.( Sơ đồ công nghệ Giàn nén khí nhỏ). 2.5 Hệ thống đuốc [12] Hệ thống đuốc phân chia thành : đuốc cao áp và đuốc thấp áp . Hệ thống đuốc cao áp gom khí từ các van an toàn của các bình tách 3 pha đầu vào, máy nén và cụm xử lý khí nhiên liệu. Khí xả sự cố từ các tổ máy nén cao áp, hệ thống nhiên liệu, ống gom khí đầu ra được đưa vào ống gom đuốc cao áp tại Giàn 4. Hệ thống đuốc thấp áp hay còn gọi là xả vent (xả ra môi trường) gom khí xả từ các khoang làm kín của các máy nén khí cao áp, bể chứa các thành phần lỏng và condensate, khí khởi động các động cơ. Hệ thống này đặt tại GNKN. Khí nhiên liệu thấp áp được cấp liên tục vào các đầu của các ống gom của hệ thống đuốc nhằm mục đích tạo áp suất dư trong trong hệ thống đuốc và nuôi đuốc chính. Để duy trì đuốc cháy và theo dõi thường xuyên ngọn lửa ở đầu đuốc cũng như để đánh lửa mồi đuốc, có hệ thống đánh lửa đuốc. Hệ thống này bao gồm : bảng điều khiển đánh lửa 1-M-361, hệ thống đường ống dẫn “ngọn lửa chạy”, đường ống cấp khí nhiên liệu cho ngọn đuốc trực. 2.6 Hệ thống xử lý khí nhiên liệu [12] Khí đưa đến cụm xử lý khí nhiên liệu SK-3 có thể lấy từ đường ống dẫn trước cụm điều áp SK-2 (khi khởi động tổ máy đầu tiên). Khi làm việc ở chế độ bình thường, thì dùng khí có chất lượng tốt hơn lấy sau cấp nén IV, sau khi hạ áp một lần xuống 30 bar bởi các van PCV100/200/300/400 (gọi là khí sạch), sau đó hạ áp suất, tách Condensate và ổn định áp suất rồi đưa vào động cơ ở các tổ máy dùng làm khí nhiên liệu cho phép đạt hiệu suất động cơ cao và năng suất tổ hợp máy nén cao nhất. Tất cả các đường dẫn khí 1” của các tổ hợp máy nén được nối về ống gom chung 2”. Như vậy để có khí nhiên liệu chất lượng tốt, chỉ cần chạy 1 tổ máy. ống dẫn chung 2” nối vào cụm xử lý khí nhiên liệu qua van SDV-701, sau đó tách làm 2 đường đi vào các bình tách - phin lọc FS-1-1 và FS-1-2. (một phin lọc dự phòng). Trước mỗi phin lọc - bình tách có các van điều áp PV-703A và 703C, điều chỉnh giảm áp suất từ 30 bar về 3.9 bar. Sau mỗi bình tách lọc, khí được đưa đến các cụm đo tương ứng FQI-701 và FQI-702 cho phép biết được mức tiêu thụ khí nhiên liệu chung. Sau khi đo, 2 đường ra của bình tách lọc được nối vào ống gom chung 3” cấp khí nhiên liệu cho các đường nhiên liệu 2” của các động cơ khí. áp suất khí nhiên liệu lấy từ đường ống trước SK-2 được điều chỉnh nhờ van PV-703B, được điều khiển bởi bộ điều khiển PIC-703B bằng cảm biến áp suất PT-703. Cảm biến PT-703 cũng chi phối hoạt động của PIC-703A. Hoạt động của các bộ điều khiển PIC-703A và 703B như sau: Chúng có giá trị điểm đặt khác nhau, cụ thể PIC-703A đặt 3.9 bar, còn PIC –703B là 3.8 bar. Như vậy khi tổ hợp máy nén không làm việc và áp suất khí nhiên liệu thấp, van PV-703A và C cũng như PV-703B mở theo lệnh của PIC-703A và B (tương ứng). Trong trình tự như vậy, và khi chỉ có khí sau S-1, khí nhiên liệu chất lượng kém được sử dụng . Đến thời điểm áp suất nén cấp 4 tăng lên, áp suất khí nhiên liệu cũng tăng theo. Khi áp suất tăng đến 3.9 bar, PIC - 703B sẽ đóng van, tự động ngắt nguồn khí nhiên liệu chất lượng kém. Trong khi đó các PIC-703 A/C vẫn để van mở (do có điểm đặt cao hơn), như vậy khí nhiên liệu chất lượng cao bắt đầu được sử dụng . + Các thông số kỹ thuật chính : - áp suất từ bình S1 : 5.5 đến 7 bar. - áp suất từ các van PCV 100/200/300/400 : 27 đến 28 bar . - áp suất khí nhiên liệu bẩn : 3.8 bar - áp suất khí nhiên liệu sạch : 3.9 bar + Năng suất tiêu thụ khi làm việc bình thường : 900 Nm3//h + Năng suất tiêu thụ khi khởi động giàn ban đầu : 450 Nm3/h + áp suất thiết kế : 13 bar + áp suất làm việc : 3,8 ữ 3,9 bar + Nhiệt độ thiết kế : 1800C + Nhiệt độ làm việc : 40 - 450C III.3 Vị trí thu hồi khí trong hệ thống Vòm Bắc mỏ Bạch Hổ. Hệ thống thu gom khí trung áp trên các giàn cố định về Giàn nén khí nhỏ (MKC) để nén khí lên áp suất cao phục vụ cho nhu cầu gaslift của mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng tương đối phức tạp, chúng liên quan đến nhiều giàn khác nhau, các áp suất, nhiệt độ thu gom khác nhau cũng như lưu lượng và thành phần cũng có một số khác biệt. Trong những vấn đề trên là hiện tượng ngập nước trong đường ống MSP - 6 về MSP - 4 gây tắc nghẽn hệ thống và lưu lượng vào giàn nén khí nhỏ giảm cho nên phải lấy thêm khí cao áp từ Giàn 1. Trong khi đó khí tại Giàn 6 xả ra đuốc đốt bỏ. Với chu kỳ hoạt động bình thường khoảng 1 ngày phải dừng đường ống và tiến hành thổi rửa với lưu lượng thất thoát cho mỗi lần khoảng 20.000 - 50.000 m3/d và công suất Giàn nén khí nhỏ giảm đi 15.000 m3/lần thổi. Việc xử lý nút chất lỏng trong đường ống để thu gom lượng khí này là vấn đề hết sức cấp thiết. III.4 Khảo sát thực tế việc thu gom khí trong hệ thống Qua nghiên cứu sơ đồ công nghệ và điều kiện nhiệt độ trên tuyến ống từ Giàn 1,3,5,6,7,8, đến Giàn 4 và sang GNKN. Khí được tách sơ bộ tại bình 25 m3 từ MSP-6 đưa về MSP-4 có lưu lượng vào khoảng 5000 m3/giờ, chiều dài tuyến ống 1555 mét, đường kính 325 mm và thành phần khí trong bảng (III.4.1) với áp suất vào khoảng 7 bar, nhiệt độ 550C và đến MSP-4 nhiệt độ khí giảm xuống 280C. Khí từ các giàn 3,5,7,8, có lưu lượng cao hơn khoảng 30.000 m3/giờ và áp suất 7 bar về đến MSP-4 giảm xuống đến giá trị 280C. Thành phần khí trong bảng sau: Cấu tử % mole N2 0.400 CO2 0.276 C1 75.088 C2 12.447 C3 6.871 i-C4 1.401 n-C4 1.942 i-C5 0.475 n-C5 0.496 C6 0.358 C7 0.173 C8+ 0.072 H2O (g/m3) 2.40 H2S (ppm) 13.0 Bảng III.4.2: Thành phần khí đầu vào GNKN [2] Giản đồ pha của khí: Nhiệt độ 550C, áp suất 8 bar, lưu lượng 15000 kg/giờ. Giản đồ pha của khí: Nhiệt độ 260C, áp suất 8 bar, lưu lượng 15000 kg/giờ. Cơ chế tạo nước trong đường ống: Theo sơ đồ kết nối hệ thống thu gom khí đồng hành từ các giàn khai thác dầu tại vòm Bắc mỏ Bạch Hổ. (Hình III.4.1 Sơ đồ kết nối hệ thống thu gom khí vòm Bắc mỏ Bạch Hổ). Hiện tại khí từ MSP-6 theo đường ống ngầm dưới biển, có chiều dài 1555 m về đến MSP-4 theo cột ống đứng lên đến mặt sàn qua van SDV-408 có lưu lượng 196.100 m3/ngày. Phía trên đường này là ống khí từ giàn MSP- 3, MSP-8, MSP-1 và MSP-4 được nối vào hệ thống thu gom chung qua van SDV-407, 406,405 có lưu lượng khoảng 30.000 m3/giờ (khí MSP-5,MSP-7 được hoà chung vào MSP-3), (Hình III.4.1) sau đó qua van điều chỉnh áp suất cung cấp cho Giàn nén khí nhỏ. Tại đường ống hòa chung các nguồn thu gom ta thấy khí từ MSP-6 có lưu lượng khoảng 7000m3/giờ, nhiệt độ 550C di chuyển trong tuyến ống có đường kính 325 mm được nối với cột ống đứng tại giàn MSP-4 có đường kính 550 mm, chiều cao 16 mét và nằm ở vị trí thấp nhất của đường hòa chung này và tiếp đến là đường đấu nối của giàn MSP-8,3,4 có lưu lượng khí gấp 4 lần lưu lượng khí từ MSP-6 Khi hệ thống ống thu gom làm việc, khí được tách ra từ bình tách dầu - khí 25m3 còn một lượng hơi nước đáng kể và do chênh lệch về nhiệt độ giữa nguồn cấp và nơi tiêu thụ bởi đường ống đi ngầm dưới biển nên nhiệt độ dòng khí đến MSP-4 giảm và lưu lượng khí nhỏ không ổn định là nguyên nhân ngưng tụ nước trong đường ống. Đường thu gom chung có đường kính lớn và chiều cao cột ống đứng là điều kiện cho dòng khí từ MSP-3,1 tách các thành phần lỏng tại đây (tách do va đập) và các hạt có tỉ trọng lớn bám dính vào thành ống mà dòng khí không thể cuốn theo được, theo thời gian sẽ tích tụ dần trong đường ống chung và tồn tại ở vị trí đường ống có lưu lượng bé nhất và vị trí thấp nhất của tuyến ống đó là tuyến ống của MSP-6. Đến một lúc nào đó lượng lỏng này tăng lên làm cho đường kính của đường ống giảm dần độ thông thoáng nên tạo ra sự chênh áp giữa đầu cấp (MSP-6) và vị trí thu gom chung (cột ống đứng) tại MSP-4. Sự chênh áp này tăng dần theo thời gian kèm theo là lưu lượng khí từ MSP-6 giảm dần đến lúc áp suất tại đây đạt giá trị 7 bar thì van mim xả ra pha ken tại MSP-6 sẽ được mở và lượng khí từ MSp-6 sẽ đốt tại đây. Khi lượng khí tại MSP-6 không hòa hết được vào hệ thống thu gom chung tại MSP-4 thì lượng khí vào GNKN sẽ giảm đi. Để đảm bảo công suất cho GNKN van cấp khí cao áp từ MSP-1 sẽ tự động mở ra bù cho lượng khí thiếu này và Giàn nén khí trung tâm bị giảm công suất đúng bằng số m3 khí mà MSP-1 cấp cho GNKN. Tai hại hơn là dòng khí này có thành phần lỏng nhiều, nhiệt độ cao và chiều dài tuyến ống lớn cho nên tạo nước tại đường ống thu gom chung càng nhiều và dòng khí tại tuyến ống MSP-6 sẽ bị tắc hoàn toàn. Hình.III.4.2 Sơ đồ thu gom khí – Condensate MSP-4 và Giàn nén khí nhỏ Việc giải quyết vấn đề này là làm giảm nhiệt độ và tách một phần lỏng trong hệ thống trên giàn MSP-3 trước khi đưa về MSP-4. Cấu tử % mole N2 0.331 CO2 0.104 C1 75.089 C2 12.851 C3 6.943 i-C4 1.378 n-C4 1.907 i-C5 0.442 n-C5 0.469 C6 0.310 C7 0.127 C8+ 0.048 H2O (g/m3) 2.40 H2S (ppm) 13.0 Bảng III.4.1: Thành phần khí tại MSP-3 [3] III.5 Vị trí thu hồi Condensate trong hệ thống Qua quá trình tìm hiểu công nghệ Giàn nén khí nhỏ trên sơ đồ công nghệ và thực tế trong quá trình thực tập tại giàn tác giả nhận thấy Condensate hình thành, tích tụ tại những vị trí sau: Bình tách ba pha đầu vào S-1 Bình tách trung gian S-102,103,104; S-202,203,204; S-302,303,304; S-402,403,404. Hình.III.4.3 Sơ đồ thu gom Condensate tại Giàn nén khí nhỏ III.6 Khảo sát thực tế việc thu gom Condensate Theo kết quả báo cáo của Viện NCKH&TK - Trung tâm phân tích - Thí nghiệm - Phòng TN phân tích khí thì trong năm 2008 Giàn nén khí nhỏ nhận khoảng 1 triệu Nm3/ngày ở nhiệt độ khoảng 26oC với áp suất khoảng 5,5 - 7 bar. Lượng khí được nén cung cấp cho khai thác dầu là 820.000 Nm3/ngày, lượng khí sử dụng cho nhu cầu nhiên liệu nội bộ là 21.000 Nm3 và lượng Condensate (từ các bình tách S-104,204,304,404 khoảng 40.000 m3/ngày condensate trắng) và bơm đi MSP-4 (vào bình 100 m3) trung bình vào khoảng 28.000 m3/ngày. Do áp suất tại bình 100 m3 vào khoảng 0,9 đến 1,3 bar, tại tàu chứa là 0,2 - 0,3 bar nên một lượng condensate từ GNKN sẽ hóa hơi theo khí ra phaken. Cấu tử % mole N2 0.400 CO2 0.276 C1 75.088 C2 12.447 C3 6.871 i-C4 1.401 n-C4 1.942 i-C5 0.475 n-C5 0.496 C6 0.358 C7 0.173 C8+ 0.072 H2O (g/m3) 2.40 H2S (ppm) 13.0 Bảng III.4.2: Thành phần khí đầu vào GNKN [2] Từ kết quả của báo cáo, tác giả đã sử dụng phần mền HYSYS để ước tính lượng HC lỏng tách ra từ GNKN, kết quả là có khoảng 24.000 - 30.000 m3/ngày thất thoát. Nguyên nhân lượng Condensate tích tụ ngay bình tách đầu vào khá lớn là do đường ống thu gom khí nội mỏ đều đi ngầm dưới biển, làm cho nhiệt độ dòng khí vào GNKN thấp 26 - 280C. Nhiệt độ thấp chính là nguyên nhân chính dẫn đến phần lớn lượng Condensate tích tụ ngay trong bình tách đầu vào và sẽ được đưa sang bình 100 m3 tại Giàn 4. Do đó, yêu cầu đặt ra là cần cải tiến công nghệ để tận thu lượng Condensate mà vẫn đảm bảo hệ thống nén khí làm việc ổn định cũng như sự ổn định chung của cả hệ thống, đồng thời tăng thêm lợi nhận cho nhà điều hành. Như đã trình bày để đạt được yêu cầu tối ưu hóa hệ thống thu gom, xử lý khí trên Giàn nén khí nhỏ thì phải giải quyết được 2 vấn đề đó là tận thu khí và condensate trắng. - Để tận thu khí thì vấn đề chính là nhiệt độ dòng khí từ MSP-3 và giải pháp kỹ thuật, công nghệ tác giả đề xuất là:“ sử dụng phương pháp làm lạnh ở áp suất không đổi để tách lỏng từ giàn MSP- 3.” - Để tận thu lượng Condensate trắng của GNKN thất thoát tại tàu chứa và giải pháp kỹ thuật, công nghệ tác giả đề xuất là:“đưa dòng condensate trắng từ các bình S-104,204,304,404 về Giàn nén khí trung tâm”.