УДК 66.071.4::622.691.4
(THE JUSTIFICATION FOR THE EFFECTIVENESS OF MIXING CENOMANIAN AND ETHANE-CONTAINING GASES)
New challenges emerge with the development of the Russian energy industry. Until recently, natural gas in Russia was mainly produced from the least difficult Cenomanian gas pools in Western Siberia with the least-cost treatment, which explains their active depletion. In recent years, more gas is produced from Achimov and Valanginian pools. For a long time, such a gas had no wide application and was flared or used as a lower-quality fuel due to the higher (compared to the Cenomanian) content of heavy hydrocarbons, starting from ethane. At the same time, it is known that ethane-containing gas is a valuable raw material for gas chemical production. However, its use in this capacity requires the development of large infrastructure projects. Obtaining a mixture of gases (Cenomanian and ethane-containing) with a low concentration of ethane for further supply to household consumers is one of the ways to solve the problem of full use of the produced ethane-containing gas along with the development of gas processing plants. Besides, this will allow to release additional reserves for gas supply to consumers and avoid environmental and resource-efficiency issues resulting from flaring.
The article justifies the mixing of ethane-containing and Cenomanian gases for the subsequent supply to consumers. It also determines the optimal ethane content in the gas mixture and analyzes the operating parameters of gas transportation via main pipelines.
С.А. Модестова, к.т.н., ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет» (Санкт-Петербург, Россия), Ivanik_SA@pers.spmi.ru
В.А. Азаров, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», s202705@stud.spmi.ru
А.А. Лягова, к.т.н., ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», Lyagova_AA@pers.spmi.ru
S.A. Modestova, PhD in Engineering, Saint Petersburg Mining University (Saint Petersburg, Russia), Ivanik_SA@pers.spmi.ru
V.A. Azarov, Saint Petersburg Mining University, s202705@stud.spmi.ru
A.A. Lyagova, PhD in Engineering, Saint Petersburg Mining University, Lyagova_AA@pers.spmi.ru
Сухарев М.Г., Казак А.С., Фомина Е.В. Распределение компонентного состава газа по трубопроводам газотранспортной системы // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 9. C. 70–79.
Скоробогатов В.А., Хабибуллин Д.Я. Роль сеноманского газа Западной Сибири в становлении и развитии газовой отрасли промышленности России в ХХ и ХХI веках // Научный журнал Российского газового общества. 2021. № 2 (30). С. 6–16.
Гордеева Д.Е. Геолого-промысловая характеристика и оценка состояния разработки сеноманской залежи одного из месторождений северной части Западной Сибири // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 8-1 (52). С. 43–52.
Lindner G., Schmelter S., Model R., et al. A computational fluid dynamics study on the gas mixing capabilities of a multiple inlet system // J. Fluids Eng. 2016. Vol. 138, No. 3. Article ID 031302. DOI: 10.1115/1.4031380.
Мазанов С.В., Корякин А.Ю., Абдуллаев Р.В., Типугин А.А. Инновационные технические решения по совместной эксплуатации сеноманских и валанжинских промыслов месторождений Большого Уренгоя // Новые технологии газовой, нефтяной промышленности, энергетики и связи (CITOGIC’2014): материалы XXII Междунар. конгр. М.: Экономика, 2015. Т. 22. С. 104–109.
Маслов В.Н. Проблемы добычи сеноманского газа на современном этапе // Технологии нефти и газа. 2007. № 5 (52). С. 60–61.
Щипачев А.М., Дмитриева А.С. Применение эффекта резонансного энергоразделения в пунктах редуцирования природного газа с целью повышения энергоэффективности системы газораспределения // Записки Горного института. 2021. Т. 248, № 2. С. 253–259. DOI: 10.31897/ PMI.2021.2.9.
Коноплев Т.Ф. Оценка эффективности потребления энергоресурсов на предприятиях магистрального транспорта газа // Записки Горного института. 2009. Т. 184. C. 138–143.
Российская Федерация. Правительство. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года: распоряжение Правительства Российской Федерации от 09.06.2020 № 1523-р // Правительство Российской Федерации: офиц. сайт. URL: http://government.ru/docs/all/128340/ (дата обращения: 22.06.2022).
Катышева Е.Г. Проблемы совершенствования инновационного менеджмента на предприятиях топливно-энергетического комплекса // Записки Горного института. 2011. Т. 194. C. 250–254.
Николаева А.Ю., Скобелина В.П. Интеграционные процессы в топливно-энергетическом комплексе России // Записки Горного института. 2011. Т. 191. C. 274–278.
Ларюхин А.И., Еремина Л.Н., Митницкий Р.А. Мониторинг физико-химических характеристик углеводородов для контроля и совершенствования добычи, подготовки и транспортировки продукции Уренгойского нефтегазоконденсатного комплекса // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2013. № 4 (15). С. 106–112.
Fetisov V.G., Nikolaev A.K., Lykov Y.V., Duchnevich L.N. Mathematical modeling of non-stationary gas flow in gas pipeline // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. Vol. 327, No. 2. Article ID 022034. DOI: 10.1088/1757-899X/327/2/022034.
Kim M.E., Kim Y.D., Kang J.H., et al. Development of traceable precision dynamic dilution method to generate dimethyl sulphide gas mixtures at subnanomole per mole levels for ambient measurement // Talanta. 2016. Vol. 150. P. 516–524. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.12.063.
Naganowska-Nowak A., Konieczka P., Przyjazny A., Namieśnik J. Development of techniques of generation of gaseous standard mixtures // Crit. Rev. Anal. Chem. 2005. Vol. 35, No. 1. P. 31–55. DOI: 10.1080/10408340590947916.
Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности). М.: Недра, 1987. 352 с.
Шаммазов А.М., Аминев А.Н., Пирогов А.Н. и др. Решение задач оптимизации реконструкции и развития нефтепроводной системы // Нефтяное хозяйство. 2018. № 8. С. 80–83. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-8-80-83.
Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1965. 275 с.
Френкель Н.З. Гидравлика. 2-е изд., перераб. и доп. М. и др.: Госэнергоиздат, 1956. 456 с.
Любин Е.А., Лягова А.А. Эксплуатация газонефтепроводов. СПб.: Санкт-Петербургский горный ун-т, 2017. 56 с.
Бугрий О.Е., Нанивский Е.М., Кульков А.Н. и др. Добыча низконапорного газа на месторождениях Надым-Пур-Тазовского региона // Наука и техника в газовой промышленности. 2013. № 1 (53). С. 48–55.
Кучеров Г.Г., Урумян А.А., Бугрий О.Е. Инновационные технические решения по разработке сеноманских газовых залежей Надым-Пур-Тазовского региона на заключительной стадии эксплуатации // Наука и техника в газовой промышленности. 2012. № 1 (49). С. 12–18.
Янченко Г.А. О смешивании газовых потоков с различными термодинамическими параметрами // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 4. С. 88–99.
Zarei R., Alvarez C. Transport of ethane-rich gases using an extensive gas pipeline system // Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Houston, TX, USA: SPE, 2004. Article ID SPE-91043-MS. DOI: 10.2118/91043-MS.
ГОСТ 31447–2012. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103347 (дата обращения: 22.06.2022).
СП 42-101–2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200032042 (дата обращения: 22.06.2022).
Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. 3-е изд. М.: Наука, 1979. 512 с.
Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / под ред. В.С. Силецкого. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1975. 496 с.
Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. 6-е изд., доп. М.: Высшая школа, 2002. 403 с.
Господариков А.П., Зацепин М.А., Мелешко А.В. Численное моделирование на основе метода конечных разностей некоторых прикладных задач геомеханики // Записки Горного института. 2009. Т. 182. C. 238–240.
Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 282 с.
Соколовская И.Ю. Полный факторный эксперимент. Новосибирск: Новосибирская гос. акад. вод. трансп., 2010. 36 с.
СТО Газпром 2-3.5-051–2006. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов // Охрана труда в России: сайт. URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/194/4293840535.pdf (дата обращения: 22.06.2022).
Морозова Н.В., Коршак А.А. Проблема расчета потерь напора по формуле Лейбензона в зоне смешанного трения турбулентного режима // Записки Горного института. 2007. Т. 170-2. C. 124.
Коршак А.А., Пшенин В.В. О границах зон трения турбулентного режима в магистральных газопроводах // Трубопроводный транспорт – 2018: тез. докл. XIII Междунар. учеб.-науч.-практ. конф. Уфа: Уфимский гос. нефтяной техн. ун-т, 2018. С. 400–402.
Sukharev MG, Kazak AS, Fomina EV. Component-wise gas distribution to gas-transport network pipelines. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2019; (9): 70–79. (In Russian)
Skorobogatov VA, Khabibullin DY. Contribution of Cenomanian gas from Western Siberia to rise and evolution of Russian gas industry in XX and XXI centuries. Scientific Journal of the Russian Gas Society [Nauchnyj zhurnal Rossijskogo gazovogo obshchestva]. 2021; 30(2): 6–16. (In Russian)
Gordeeva DE. Geological characteristics of the fishery and assessment of the development of the Cenomanian lode of one of the deposits of the Northern part of Western Siberia. Modern Scientific Researches and Innovations [Sovremennye nauchnye issledovaniya i innovacii]. 2015; 52(8-1): 43–52. (In Russian)
Lindner G, Schmelter S, Model R, Nowak A, Ebert V, Bär M. A computational fluid dynamics study on the gas mixing capabilities of a multiple inlet system. J. Fluids Eng. 2016; 138(3): article ID 031302. https://doi.org/10.1115/1.4031380.
Mazanov SV, Koryakin AYu, Abdullayev RV, Tipugin AA. Innovative technical solutions for joint development of the Cenomanian and Valanginian pools of the Bolshoy Urengoy fields. In: Academy of Technological Sciences of the Russian Federation, PJSC Gazprom Proceedings of the Congress Innovation Technologies for Oil-Gas Industrial Energetics and Communication (CITOGIC’2014), 24–27 September 2014, Kaliningrad, Russia. Vol. 22. Moscow: Economy [Ekonomika]; 2015. p. 104–109. (In Russian)
Maslov VN. Issues of the Cenomanian gas production at the current stage. Oil and Gas Technologies [Tekhnologii nefti i gaza]. 2007; 52(5): 60–61. (In Russian)
Schipachev AM, Dmitrieva AS. Application of the resonant energy separation effect at natural gas reduction points in order to improve the energy efficiency of the gas distribution system. Journal of Mining Institute [Zapiski Gornogo Instituta]. 2021; 248(2): 253–259. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.2.9.
Konoplev TF. Assessment the effectiveness of energy consumption in the enterprises of the main transport of gas. Journal of Mining Institute. 2009; 184: 138–143. (In Russian)
The Russian Government. The Energy Strategy of the Russian Federation to 2035 approved by the Decree of the Russian Government No. 1523-r dated 9 June 2020. Available from: http://government.ru/docs/all/128340/ [Accessed: 22 June 2022]. (In Russian)
Katysheva EG. Problems of improvement of innovation management at the enterprises of fuel and energy complex. Journal of Mining Institute. 2011; 194: 250–254. (In Russian)
Nikolaeva AYu, Skobelina VP. Integration processes in the fuel and energy complex of Russia. Journal of Mining Institute. 2011; 191: 274–278. (In Russian)
Laryukhin AI, Yeremina LN, Mitnitskiy RA. Monitoring of physiochemical characteristics of hydrocarbons for control and improvement of production, treatment and transport of hydrocarbons from Urengoy oil, gas and condensate complex. Scientific-Technical Collection Book “Gas Science Bulletin” [Nauchno-tekhnicheskii sbornik “Vesti gazovoy nauki”]. 2013; 15(4): 106–112. (In Russian)
Fetisov VG, Nikolaev AK, Lykov YV, Duchnevich LN. Mathematical modeling of non-stationary gas flow in gas pipeline. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018; 327(2): article ID 022034. https://doi.org/10.1088/1757-899X/327/2/022034.
Kim ME, Kim YD, Kang JH, Heo GS, Lee DS, Lee S. Development of traceable precision dynamic dilution method to generate dimethyl sulphide gas mixtures at sub-nanomole per mole levels for ambient measurement. Talanta. 2016; 150: 516–524. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.12.063.
Naganowska-Nowak A, Konieczka P, Przyjazny A, Namieśnik J. Development of techniques of generation of gaseous standard mixtures. Crit. Rev. Anal. Chem. 2005; 35(1): 31–55. https://doi.org/10.1080/10408340590947916.
Porshakov BP, Bikchentay RN, Romanov BA. Thermodynamics and Heat Transfer (in Oil and Gas Industry Processes). Moscow: Subsoil [Nedra]; 1987. (In Russian)
Shammazov AM, Aminev AN, Pirogov AN, Shammazov IA, Pirogov NE, Petrenko SV, et al. Solving problems of reconstruction and development optimization of a pipeline system. Oil Industry [Neftyanoe khozyajstvo]. 2018; (8): 80–83. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-8-80-83. (In Russian)
Altshul AD, Kiselev PG. Hydraulics and Aerodynamics. Moscow: Stroyizdat; 1965. (In Russian)
Frenkel NZ. Hydraulics. 2nd ed. Moscow: Gosenergoizdat; 1956. (In Russian)
Lyubin YeA, Lyagova AA. Petroleum Pipeline Operation. Saint Petersburg: Saint Petersburg Mining University; 2017. (In Russian)
Bugriy OYe, Nanivskiy YeM, Kulkov AN, Urumyan AA, Kucherov GG. Low-pressure gas production at the fields of the Nadym-Pur-Taz region. Science and Technology in the Gas Industry [Nauka i tekhnika v gazovoj promyshlennosti]. 2013; 53(1): 48–55. (In Russian)
Kucherov GG, Urumyan AA, Bugriy OYe. Innovative technical solutions for developing the Cenomanian gas pools of the Nadym-Pur-Taz region at the final development stage. Science and Technology in the Gas Industry. 2012; 49(1): 12–18. (In Russian)
Yanchenko GA. On mixing of gas streams with different thermodynamic parameters. Mining informational and analytical bulletin [Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten’]. 2013; (4): 88–99. (In Russian)
Zarei R, Alvarez C. Transport of ethane-rich gases using an extensive gas pipeline system. In: SPE Proceedings of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 26–29 September 2004, Houston, TX, USA. Houston, TX, USA: SPE; 2004. article ID SPE-91043-MS. https://doi.org/10.2118/91043-MS.
Euroasian Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. GOST 31447–2012 (state standard). Steel welded pipes for trunk gas pipelines, oil pipelines and oil products pipelines. Specifications. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200103347 [Accessed: 22 June 2022]. (In Russian)
Inter-Institutional Coordinating Council for the Technical Improvement of Gas Distribution Systems and Other Engineering Networks [Mezhvedomstvennyj koordinacionnyj sovet po voprosam tekhnicheskogo sovershenstvovaniya gazoraspredelitel’nyh sistem i drugih inzhenernyh kommunikacij]. SP 42-101–2003 (code of practice). The general provision and construction gas distribution system from steel and polyethyеlene pipes. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200032042 [Accessed: 22 June 2022]. (In Russian)
Kirillin VA, Sychev VV, Sheyndlin AYe. Technical Thermodynamics. 3rd ed. Moscow: Science [Nauka]; 1979. (In Russian)
Nashchokin VV, Siletskiy VS (ed.). Technical Thermodynamics and Heat Transfer. 2nd ed. Moscow: Higher School [Vysshaya shkola]; 1975. (In Russian)
Gmurman VYe. Guidelines on Problem Solving in Probability Theory and Mathematical Statistics. 6th ed. Moscow: Higher School; 2002. (In Russian)
Gospodarikov AP, Zatsepin MA, Meleshko AV. Numerical modeling for some geomechanical application tasks based on the finite difference method. Journal of Mining Institute. 2009; 182: 238–240. (In Russian)
Adler YuP, Markova YeV, Granovskiy YuV. Planning and Experiment When Searching for Optimal Conditions. Moscow: Science; 1971. (In Russian)
Sokolovskaya IYu. Full Factorial Experiment. Novosibirsk, Russia: Novosibirsk State Academy of Water Transport [Novosibirskaya gosudarstvennaya akademiya vodnogo transporta]; 2010. (In Russian)
OAO Gazprom (open joint-stock company). STO Gazprom 2-3.5-051–2006 (company standard). Process design code for main gas pipelines. Available from: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/194/4293840535.pdf [Accessed: 22 June 2022]. (In Russian)
Morozova NV, Korshak AA. The problem of head loss calculation by the Leybenzon’s formula within the mixed friction zone of turbulent flow. Journal of Mining Institute. 2007; 170(2): 124. (In Russian)
Korshak AA, Pshenin VV. On friction zone boundaries of turbulent flow in main gas pipelines. In: Ufa State Petroleum Technological University (USPTU) Pipeline Transport 2018: Proceedings of the 13th International Educational and Scientific Conference, 23–24 May 2018, Ufa, Russia. Ufa, Russia: USPTU; 2018. p. 400–402. (In Russian)
Вход
Главная
Журналы
Назад к журналу