Integrert Optimalisering av Brønner, Transportledninger og Separasjonsprosess

Abstract

Hovedformålet med denne masteroppgaven har vært å benytte Aspen HYSYS og GAP til å utvikle modeller og verktøy som kan benyttes til en integrert optimalisering av brønner, transportledninger og separasjonsprosess på Troll C. På Troll C opererer de fleste brønner med gasskoning, noe som betyr at fri gass i reservoaret produseres rett i brønnen. Dette medfører at disse brønnene produserer med strupet strupeventil (choke). Produksjonen på Troll C begrenses derfor av gassbehandlingskapasiteten. Etter avgrensning av oppgaven avtalt med industrikontakt og faglærer har fokus i oppgaven vært å bygge en forenklet stasjonær modell av separasjonsprosessen (gasstoget) på Troll C, for å kunne simulere produksjonen på plattformen. Dette gjøres i modelleringsverktøyet Aspen HYSYS. Viktige prosessenheter i gasstoget, samt kompressorkurver for kompressorene er inkludert i modellen. Det har blitt etablert et datagrunnlag for Troll C basert på måledata fra produksjonsdatabasen til Troll C. HYSYS-modellen verifiseres mot dette datagrunnlaget. Det blir deretter sett på sammenhengen mellom trykk i 1. trinn separator, standard volumstrøm på innløpet til 2. trinn kompressor og eksporttrykk. Det interpoleres i disse dataene for å få et resultat for maksimal standard volumstrøm på innløpet til 2. trinn kompressor som funksjon av trykk i 1. trinn separator for et bestemt eksporttrykk. Hensikten er å se på effekten av å endre trykket i 1. trinn separator for å øke produksjon av olje. Resultater fra beregningsprogrammet HYSYS viser at modellen av gasstoget på Troll C stemmer godt overens med det etablerte datagrunnlaget fra produksjonsdatabasen til Troll C. Resultatene fra maksimal standard volumstrøm på innløpet til 2. trinn kompressor som funksjon av trykk i 1. trinn separator, for et bestemt eksporttrykk, ser ut til å vise en tilnærmet lineær sammenheng mellom trykk i 1. trinn separator og standard volumstrøm. Man kan se at hvis man øker innløpstrykket til kompressoren, noe som gjøres ved å øke trykket i 1. trinn separator kan man få mer volumstrøm igjennom kompressoren. Man ser også at ved å redusere eksporttrykket vil man få en større standard volumstrøm på innløpet til kompressorene. Effekten av å redusere eksporttrykket med 1 bar for å øke gassprosesseringskapasiteten til kompressorene er minimal i forhold til å øke trykket i 1. trinn separator med 1 bar. Sett i sammenheng med brønnproduktiviteten vil det å øke trykket i 1. trinn separator være et problem da mottrykket for brønnene vil gå opp og ødelegge for produktiviteten. For å oppnå et optimalt separatortrykk må man se på hele produksjonskjeden, fra brønner til separasjonsprosess. HYSYS-modellen burde derfor vært koblet mot eksisterende GAP-modeller for brønner og transportledninger. Usikkerhet i resultatene kan skyldes at de innlagte kompressorkurvene er gjeldende for en gass med molvekt 17,4 g/mol, mens det på Tog A er 17,6 g/mol og på tog B en varierende molvekt. Ved beregning av effektivitetskurvene i HYSYS ble 17,6 g/mol benyttet. Trykktapet mellom 1. trinn separator og 1. trinn kompressor er utelatt, mens trykktapet mellom 1. og 2. trinn kompressor er satt konstant. Dette stemmer ikke stemmer med virkeligheten da trykktap varierer med strømningsraten inn på toget.