Борьба с гидратообразованием в скважинах

Регулирование дебита газовых скважин

Дебит (давление) меняется с помощью разных техниче­ских средств:

1) нерегулируемых штуцеров, неизменного либо пе­ременного поперечника;

2) регулируемых штуцеров;

3) регуляторов давления;

4) расширительных машин.

Штуцер регулируемый ШР-12 пред­назначен для ручного регулирования дебита газовых скважин из­менением площади проходного сечения для газового потока. Он может быть выполнен в сероводородостойком Борьба с гидратообразованием в скважинах выполнении для ре­гулирования дебита газовых скважин, в продукции которых объем­ное содержание как сероводорода, так и углекислого газа не пре­вышает 6 % (ШР-12С).

Лекция 7

Хранение газа в истощенных либо отчасти выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях

Истощенные газовые месторождения в почти всех случаях оказы­ваются лучшими объектами для сотворения в их ПХГ Борьба с гидратообразованием в скважинах, потому что месторождение на сто процентов разведано, известны геометриче­ские размеры и форма площади газоносности, геолого-физические характеристики пласта, исходные давления и температура, со­став газа, изменение во времени дебитов скважин, коэффициентов фильтрационных сопротивлений А и В, режим разработки месторождения, технологический режим эксплуатации, герме­тичность покрышки. На месторождении Борьба с гидратообразованием в скважинах имеется определенный фонд добивающих, нагнетательных и наблюдательных скважин, промысловые со­оружения для получения товарного газа.

Характеристики ПХГ, определяемые при проектировании

1) макси­мально допустимое давление;

2) мало нужное дав­ление в конце периода отбора;

3) объемы активного и буфер­ного газов;

4) число нагнетательно-эксплуатационных скважин;

5) поперечник м толщину стен промысловых и соединительного газопроводов Борьба с гидратообразованием в скважинах;

6) тип компрессорного агрегата для КС;

7) об­щую мощность КС;

8) тип и размер оборудования подземного хранилища для чистки газа от жестких взвесей при закачке его в пласт и осушки при отборе;

9) объем дополнительных ка­питальных вложений, себестоимость хранения газа, срок оку­паемости дополнительных серьезных вложений.

При эксплуатации ПХГ количество Борьба с гидратообразованием в скважинах отбираемого газа опреде­ляют по графику газопотребления. Число добывающих скважин, нужное при отборе газа, определяют с учетом среднесуточного отбора газа из храни­лища, типа подземного хранилища, крепости породы газона­сыщенного коллектора, технологического режима эксплуатации скважин, схемы размещения скважин на площади газонос­ности. Нужное число скважин и компрессоров рассчитывают Борьба с гидратообразованием в скважинах для 2-ух более тяжелых периодов работы подъемного хра­нилища:

1) пикового периода отбора газа (декабрь либо январь);

2) конечного периода отбора газа из хранилища (март — апрель).

В первом случае наибольший отбор газа осуществляется при высочайшем давлении, во 2-м случае расход отбираемого газа из хранилища меньше и давление газа в хранилище в этот Борьба с гидратообразованием в скважинах период мало.

Лекция

Борьба с гидратообразованием в скважинах

При отборе газа из пласта, сопровождающемся снижением его температуры и давления, происходит конденсация паров воды и скопление ее в скважинах и газопроводах. При опре­деленных критериях составляющие природного газа (метан, этан, пропан, бутан) при содействии с водой способны образо­вывать неуравновешенные твердые Борьба с гидратообразованием в скважинах кристаллические вещества, именуемые гидра­тами.

Образовавшиеся гид­раты могут закупорить скважины, газопроводы, сепараторы, на­рушить работу измерительных и регулирующих устройств. Очень нередко вследствие образования гидратов выходят из строя штуцера и регуляторы давления, дросселирование газа в каких сопровождается резким снижением температуры. Это нарушает нормальную работу газопромыслового обору­дования, в особенности при низких температурах среды Борьба с гидратообразованием в скважинах.

Способы борьбы с гидратами могут быть как предупреждающими, так и разрушающими уже образовавшихся гидратов. Для разрушения образовавшихся гидратов в трубопроводе отключают участок газопровода, где образовались гидраты и через продувочные свечки выпускают газ в атмосферу, при всем этом давление в газопроводе падает и гидрат разлагается. Недочетом этого способа является неспешное Борьба с гидратообразованием в скважинах разложение гидрата. Он не рекомендуется при отрицательных температурах, потому что образовавшаяся вода при отрицательных температурах преобразуется в ледяную пробку, которую можно удалить только нагревом.

Обогрев газа предутверждает образование гидратов, но эффективен исключительно в границах промысла, потому что газ при движении по трубопроводам стремительно охлаждается. Для сохранения теплоты в Борьба с гидратообразованием в скважинах неких случаях теплоизолируют газопроводы.

При внедрении в газопроводы ПАВ предупреждают прилипание (адгезию) кристаллов гидратов к стенам труб из-за образования на кристаллах пленки, при всем этом кристаллы транспортируются с потоком газа.

Для предотвращения гидратообразования применяется осушка газа перед подачей его в газопровод с помощью 1-го из имеющихся способов.

Самым Борьба с гидратообразованием в скважинах действенным способом для предупреждения и ликвидации образовавшихся гидратов является подача в газопроводы разных ингибиторов гидратообразования.

В качестве ингибиторов используют спирты, электролиты и их консистенции - метиловый спирт (метанол), гликоли (этиленгликоль ЭГ, диэтиленгликоль ДЭГ, триэтиленгликоль ТЭГ, хлористый кальций СаCl2).

На месторождениях для борьбы с гидратами более обширно используют метанол - СН3ОН-являющийся Борьба с гидратообразованием в скважинах понизителем точки замерзания паров воды. Метанол совместно с парами воды, насыщающей газ, обра­зует спиртоводные смеси, температура замерзания которых существенно ниже нуля. Потому что количество водяных паров, содержащихся в газе, при всем этом миниатюризируется, точка росы снижается и, как следует, опасность выпадения гидратов становится существенно меньше. Метанол - дешев и недефицитен. Он Борьба с гидратообразованием в скважинах растворим в спиртах, с водой смешивается в всех соотношениях, в консистенции с воздухом образует взрывоопасную смесь. Температура замерзания метанола - минус 97,10С, плотность 791 –793 кг/м3. Метанол и его пары очень токсичны, потому при работе с метанолом следует повышенное внимание уделять правилам неопасной работы.

Метанол - сильный яд, действующий Борьба с гидратообразованием в скважинах на нервную и сосудистую системы, способен скапливаться в организме. При отравлении метанолом поражаются зрительный нерв и сетчатка глаз. 5-10 гр вызывают отравление при попадании вовнутрь 30 г - смертельны. При вдыхании паров метанола вероятны обмороки, тошнота, опьянение, ослабление зрения. Попадание в организм может происходить и через кожу. Пары этиленгликоля токсичны, но малолетучи, потому острых Борьба с гидратообразованием в скважинах отравлений не бывает, но вероятны приобретенные заболевания органов дыхания.

Расход ингибитора гидратообразования находится в зависимости от количества воды в газе и количества конечного влагосодержания, при котором гидраты не образуются, также от концентрации вводимого и отработанного ингибитора.

Газовые гидраты представляют собой твердые кристаллические вещества, напоминающие снег. Образуются при низких температурах Борьба с гидратообразованием в скважинах и значимом давлении. Кристаллогидраты могут привести к закупорке газопровода, потому перед подачей газа в трубу его осушают. Сероводород образует кристаллогидраты при температуре 0-15оС и давлении 0,1-0,5 мПа, более высочайшее давление нужно для образования кристаллогидратов СО2, СH4 и N2. Природные газы в виде жестких гидратов встречаются в верхней зоне горных пород Борьба с гидратообразованием в скважинах при наличии в их низких температур и достаточном давлении, поглубже вследствие увеличения температуры кристаллогидраты существовать уже не могут. Для образования кристаллогидратов требуется много воды.

Вероятны три пути образования гидратов метана в естественных критериях:

1) На месте генерации метана. Как при данных термобарических критериях концентрация газа становится достаточной, образуются Борьба с гидратообразованием в скважинах кристаллы.

2) На выходах метана на деньке бассейнов.

3) Сформировавшиеся газовые залежи вследствие остывания отдельных участков земной коры оказываются в критериях, подходящих для образования кристаллогидратов. Такие залежи будут кристаллогидратными (периферия – гидраты, в центре – свободный газ), мельчайшие конфигурации термобарич критерий приведут к переходу залежи в разряд обычных газовых.

Газогидратные залежи – ок. 50% площади Борьба с гидратообразованием в скважинах РФ, 30% - суши. В нашей стране: Север Сибири, Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция.

Внедрение кристаллогидратов: опреснение морской воды, хранение газов, разделение двойных и многокомпонентных газовых и водянистых консистенций, транспорт природного газа.

Газовые гидраты (также гидраты природных газов либо клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических критериях из воды и газа. Заглавие «клатраты» (от лат. clat(h Борьба с гидратообразованием в скважинах)ratus — «закрытый решёткой, посаженный в клетку»), было дано Пауэллом в 1948 году. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, другими словами соединениям переменного состава.

В первый раз гидраты газов (сернистого газа и хлора) следили ещё в конце XVIII века Дж. Пристли, Б. Пелетье и В. Карстен. 1-ые описания газовых гидратов были приведены Борьба с гидратообразованием в скважинах Г. Дэви в 1810 году (гидрат хлора). В 1823 г. Фарадей приближённо обусловил состав гидрата хлора, в 1829 г. Левит нашел гидрат брома, а в 1840 г. Вёлер получит гидрат H2S. К 1888 году П. Виллар получает гидраты CH4, C2H6, C2H4, C2H2 и N2O[1].

Клатратная природа Борьба с гидратообразованием в скважинах газовых гидратов доказана в 1950-е гг. после рентгеноструктурных исследовательских работ Штакельберга и Мюллера, работ Полинга, Клауссена.

В 1940-е годы русские учёные высказывают догадку о наличии залежей газовых гидратов в зоне нескончаемой мерзлоты (Стрижов, Мохнаткин, Черский). В 1960-е годы они же обнаруживают 1-ые месторождения газовых гидратов на севере СССР. Сразу с этим Борьба с гидратообразованием в скважинах возможность образования и существования гидратов в природных критериях находит лабораторное доказательство (Макогон).

Отныне газовые гидраты начинают рассматриваться как возможный источник горючего. По разным оценкам, припасы земных углеводородов в гидратах составляют от 1,8·105 до 7,6·109 км³[2]. Выясняется их обширное распространение в океанах и криолитозоне континентов, непостоянность при повышении температуры Борьба с гидратообразованием в скважинах и снижении давления.

В 1969 г. началась разработка Мессояхского месторождения в Сибири, где, как считается, в первый раз удалось (по незапятанной случайности) извлечь природный газ конкретно из гидратов (до 36 % от общего объёма добычи по состоянию на 1990 г.)[3].

На данный момент природные газовые гидраты приковывают повышенное внимание как вероятный источник ископаемого горючего, также Борьба с гидратообразованием в скважинах участник конфигураций климата (см. Догадка о метангидратном ружье).

Характеристики гидратов

Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого находится в зависимости от температуры, давления, хим состава газа и воды, параметров пористой среды и др.[4]

Морфология газогидратов очень многообразна. В текущее время выделяют три главных типа кристаллов:

· Мощные кристаллы Борьба с гидратообразованием в скважинах. Формируются за счёт сорбции газа и воды на всей поверхности безпрерывно возрастающего кристалла.

· Вискерные кристаллы. Появляются при туннельной сорбции молекул к основанию возрастающего кристалла.

· Гель-кристаллы. Образуются в объёме воды из растворённого в ней газа при достижении критерий гидратообразования.

В пластах горных пород гидраты могут быть как распределены Борьба с гидратообразованием в скважинах в виде микроскопичных включений, так и создавать большие частички, прямо до протяжённых пластов многометровой толщины.

Благодаря собственной клатратной структуре единичный объём газового гидрата может содержать до 160—180 объёмов незапятнанного газа. Плотность гидрата ниже плотности воды и льда (для гидрата метана около 900 кг/м³).

Фазовая диаграмма гидрата метана

При Борьба с гидратообразованием в скважинах повышении температуры и уменьшении давления гидрат разлагается на газ и воду с поглощением огромного количества теплоты. Разложение гидрата в замкнутом объёме или в пористой среде (естественные условия) приводит к значительному увеличению давления.

Кристаллогидраты владеют высочайшим электронным сопротивлением, отлично проводят звук, и фактически непроницаемы для свободных молекул воды и газа. Для их Борьба с гидратообразованием в скважинах свойственна аномально низкая теплопроводимость (для гидрата метана при 273 К в 5 раз ниже, чем у льда).

Для описания термодинамических параметров гидратов в текущее время обширно употребляется теория Ван-дер-Ваальса (внук)— Платтеу[5]. Главные положения данной теории:

· Решётка владельца не деформируется зависимо от степени наполнения молекулами-гостями или от их вида Борьба с гидратообразованием в скважинах.

· В каждой молекулярной полости может находиться менее одной молекулы-гостя.

· Взаимодействие молекул-гостей пренебрежимо не достаточно.

· К описанию применима статистическая физика.

Невзирая на успешное описание термодинамических черт, теория Ван-дер-Ваальса — Платтеу противоречит данным неких тестов. А именно, показано, что молекулы-гости способны определять как симметрию кристаллической решётки гидрата Борьба с гидратообразованием в скважинах, так и последовательность фазовых переходов гидрата. Кроме того, найдено сильное воздействие гостей на молекулы-хозяева, вызывающее увеличение более возможных частот собственных колебаний.

Строение гидратов

Кристаллические модификации газогидратов.

В структуре газогидратов молекулы воды образуют ажурный каркас (другими словами решётку владельца), в каком имеются полости. Установлено, что полости каркаса обычно являются 12- («малые» полости Борьба с гидратообразованием в скважинах), 14-, 16- и 20-гранниками («большие» полости), незначительно деформированными относительно безупречной формы[6]. Эти полости могут занимать молекулы газа («молекулы—гости»). Молекулы газа связаны с каркасом воды ван-дер-ваальсовскими связями. В общем виде состав газовых гидратов описывается формулой M·n·H2O, где М — молекула газа-гидратообразователя, n — число Борьба с гидратообразованием в скважинах молекул воды, приходящихся на одну включённую молекулу газа, причём n — переменное число, зависящее от типа гидратообразователя, давления и температуры.

Полости, комбинируясь меж собой, образуют сплошную структуру разных типов. По принятой систематизации они именуются КС, ТС, ГС — соответственно кубическая, тетрагональная и гексагональная структура. В природе более нередко встречаются гидраты типов КС Борьба с гидратообразованием в скважинах-I (англ. sI), КС-II (англ. sII), в то время как другие являются метастабильными.


boris-i-tihon-v-pese-ostrovskogo-groza-sochinenie.html
boris-leonidovich-pasternak-stranica-19.html
boris-pasternak-i-osip-mandelshtam-obraznij-mir-yazik-epoha.html