Разместить информацию

Применение промышленной масс-спектрометрии в добыче и переработке углеводородного сырья

Промышленная масс-спектрометрия (process mass-spectrometry) является современным, быстро развивающимся методом анализа, находящим широкое применение от металлургии и нефтегазовой отрасли до медицины и биотехнологий. Россия, начиная с лаборатории Б.А. Мамырина в Физико-техническом институте РАН — автора современной время-пролетной масс-спектрометрии, занимает одно из лидирующих положений в мире в данной области. В статье представлены примеры применения промышленной масс-спектрометрии для проведения газового каротажа и контроля технологического процесса сжижения и очистки природного газа криогенным способом.

В 2005 году по заказу ОАО «Сургутнефтегаз», компанией МЕТТЕК был разработан первый российский серийный промышленный масс-спектрометр ЭМГ-20-7 для работы в составе станций геолого-технологических исследований (ГТИ) для проведения газового каротажа при разведочном и эксплуатационном бурении на нефть и газ.

Одновременный анализ предельных (С1-С6), ароматических (бензола, толуола) углеводородов и неорганических компонентов, включая водород и гелий. Продолжительность одного цикла измерений всех компонентов — 2-3 секунды. Широкий динамический диапазон измерений (6 порядков) с низкими пределами обнаружения. Данные аналитические характеристики масс-спектрометра ЭМГ-20-7 позволяют достоверно, с высокой точностью по глубине бурения выявлять нефтяные залежи и осуществлять прогноз продуктивности пластов-коллекторов.

Данный прибор по многим техническим параметрам превосходит масс-спектрометры, применяемые ведущими компаниями нефтегазового сервиса: HALLIBURTON, GEOSERVICE (SCHLUMBERGER), GEOLOG для проведения газового каротажа. Программное обеспечение ЭМГ-20-7 поддерживает международные протоколы обмена данных WITS/WITSML, позволяет осуществлять функцию удаленного доступа с отображением всей текущей информации по газовому каротажу, рабочим параметрам и состоянию прибора. С помощью современных проводных и спутниковых интернет-технологий можно в режиме реального времени осуществлять диагностику работы, настройку, калибровку масс-спектрометра, контролировать процесс и качество проведения газового каротажа.

Экспрессный, непрерывный (on-line, in-site) газовый каротаж особенно актуален при современных технологиях строительства скважин: высокоскоростное (до 100 м/ч), наклонно-направленное, горизонтальное бурение, выполнение всех геофизических исследований во время бурения скважин без проведения спуско-подъемных операций.

Информация полученная с помощью масс-спектрометра: стратификация по глубине и характеристики всех пластов нефтяной залежи, включая маломощные, позволяет обосновано делать выбор для применения операций перфорирования, гидравлического разрыва пластов, адаптирующего заводнения, бурения боковых горизонтальных стволов для повышения и восстановлении нефтеотдачи при эксплуатации и капитальном ремонте скважин, разработке водно-нефтяных залежей.

Важной функцией газоаналитического комплекса в составе станции ГТИ является обеспечение безопасности выполнения буровых работ: высокая информативность масс-спектрометра позволяет оперативно прогнозировать возможные выбросы газа (выделение и прогноз зон АВПД), а также регистрировать токсичные газы: сероводород, оксид углерода.

 

Пройдя проверку надежности работы в жестоких условиях эксплуатации на действующих буровых (вибрация и ударные воздействия, перепад температур), масс-спектрометр ЭМГ-20-7 является компактным и мобильным прибором с возможностью транспортировки автомобильным и вертолетным транспортом в условиях бездорожья, низких температур. В настоящее время эксплуатируется более 60 масс-спектрометров для проведения газового каротажа при разведочном и технологическом бурении скважин на месторождениях Восточной и Западной Сибири: Талаканском, Федоровском, Русскинском, Конитлорском, Быстринском, Лянторском, Нижнесортымском, Рогожниковском и др.

Другим прибором модельного ряда компании МЕТТЕК является стационарный промышленный масс-спектрометр ЭМГ-20-9, который позволяет полностью реализовать стандарт ASTM D2650 - 10 «Standard Test Method for Chemical Composition of Gases By Mass Spectrometry». Данный нормативный документ описывает методику количественного химического анализа сырья, технологических газов, промежуточных и конечных продуктов в нефте- газоперерабатывающей отрасли промышленности.

Данная масс-спектрометрическая методика была успешно применена для освоения оригинальной технологии получения сжиженного природного газа и очистки природного и попутного нефтяного газа от сернистых соединений. Технология сжижения газа была внедрена в компании «Лентрансгаз» (ОАО «Газпром») и для сжижения и очистки попутного нефтяного газа с Жанажолского месторождения в компании «KazTransGas LNG» (АО НК «КазМунайГаз»).

Высокая скорость измерений масс-спектрометра и автоматическая коммутация потоков позволяет в режиме реального времени контролировать различные узловые точки технологического процесса и обеспечивать входной контроль качества исходного сырья, состав промежуточных продуктов, выходной контроль качества конечной продукции.         Масс-спектрометрическая газоаналитическая система с коммутатором потоков позволяет в автоматическом или ручном режиме по запросу оператора осуществлять анализ газовых проб от 8-12 точек отбора, в том числе с использованием испарителя проводить измерения компонентного состава сжиженного природного газа.

Приведенные примеры характеризуют возможности и отличительные преимущества промышленной масс-спектрометрии: одновременный многокомпонентный анализ в потоке в режиме реального времени с полной автоматизацией процедуры измерений и передачей данных на пульт оператора или внешним системам (АСУ ТП); эксплуатация в жестких климатических и производственных условиях; высокие аналитические характеристики соответствуют результатам измерений полученными в лабораторных условиях.

Модельный ряд выпускаемой продукции не ограничивается перечисленным оборудованием - отдельная тема, это газоаналитические комплексы, производимой компанией МЕТТЕК для атомной промышленности.

Автор статьи:

МЕТТЕК, ЗАО, научно-производственная фирма

Производство и поставка газоаналитических комплексов

+7-812-5354335
195220 Россия Санкт-Петербург Гжатская,27, Лит. А
Контактное лицо
Написать письмо Сохранить контакт Сообщить об ошибке