Основні завдання дослідження:
1. Проаналізувати основні методи визначення температури гідратоутворення за різного складу газу.
2. Проаналізувати закономірність взаємодії параметрів газового потоку із температурою гідратоутворення.
3. Проаналізувати та обґрунтувати методику попередження гідратоутворення на промислових газопроводах за допомогою методу введення метанолу.
Рівноважні криві утворення гідратів природного газу в залежності від температури та тиску
- гідрати утворюються лише в межах промислової технологічної системи газозбірних трубопроводів; - гідрати утворюються одночасно в межах промислу та у магістральних газопроводах; - гідрати утворюються лише у магістральних газопроводах і не утворюються у промисловій технологічній системі газозбірних трубопроводів.
Діаграма фазового стану гідратів різної відносної густин
Схема заповнення трубопроводу гідратами
1 – газопровід; 2 – гідрати.
- Склад газу, його щільність
- Зміна температури на відрізку «свердловина –УКПГ»
- Зміна тиску на відрізку «свердловина –УКПГ»
- Вологість газу
Параметри газового потоку під час утворення гідратної пробки
1. Безпосередньо після штукування на фонтанній свердловині, оскільки відбувається різке зниження тиску та температури.
2. Можливі потоки, в яких можуть міститися переносні раніше утворені гідрати, що накопичуються на діафрагмі вимірної ділянки.
3. Гідрати можуть утворюватися у різних місцях у міру протяжності промислових газозбірних мереж, деякі з них: на зворотних клапанах, у бобишках для датчиків, внутрішніх порожнинах кранів, на дрібних відгалуженнях трубопроводу.
4. Безпосередньо в основному газозбірному колекторі утворення гідратів відбувається у місцях із різкою зміною швидкості потоку.
Зниження температури гідратоутворення гідратів при введенні в газовий потік водних розчинів інгібіторів
1 – хлористий кальцій, 2 – метанол, 3 – ТЕГ, 4 – ДЕГ, 5 – ЕГ
2. Актуальність застосування даного хімічного реагенту на газових родовищах обумовлено розвиненою технологією процесу введення та розподілу метанолу у необхідні ділянки технологічного ланцюжка.
3. Метанол має максимальну антигідратну активність, тобто метанол - найбільш ефективний інгібітор газового гідрату.
4. Найбільш низька температура замерзання водного розчину метанолу разом із невеликим значенням в'язкості при температурах до мінус 50 оС.
5. Змішуваність із слабомінералізованою пластовою водою без випадання твердого осаду
7. Наявність досить простих технологічних схем регенерації відпрацьованих розчинів метанолу.
Залежність відношення вмісту метанолу в газі до вагового відсотка його у воді від тиску та температури у точці утворення гідратів
- Рівноважні криві гідратів природного газу в залежності від температури та тиску
Криві трифазних рівноваг VIH (нижче 273 К) та VLH (вище 273 К) для індивідуальних газів-гідратоутворювачів
- Підтримка термобаричних режимів експлуатації для забезпечення безгідратних умов;
- Використання методів, спрямованих на попередження відкладення гідратів, з можливим їх утворенням.
Пінополіуретанова теплоізоляція
Температура затвердіння розчину "метанол - вода"
Порівняння вмісту вологи W (кг/1000 м3) за різними методами
Розподіл тиску, температури та температури гідратоутворення
Результати розрахунку витрати метанолу для запобігання гідратоутворенню у шлейфах свердловин
Розрахунок витрати метанолу в шлейфах свердловин здійснюється з відомих параметрів
- необхідно завчасно починати інгібувати такі шлейфи метанолом – приблизно за тиждень до прогнозованої зміни температури повітря у перехідний період від осені до зими;
- доцільно проводити заходи з періодичного очищення таких трубопроводів від рідини, що накопичилася, з використанням ефективних сучасних технологій (наприклад, гелеві поршні та ін.).
- автоматичний пристрій введення інгібітора повинен забезпечувати надійну та безперебійну роботу свердловин та працювати в найбільш економічному режимі;
- введення інгібіторів має своєчасно змінюватися на початку та припинення гідратоутворення;
- при аваріях в окремих вузлах пристрою або відсутності інгібітора в робочій ємності повинен подаватися сигнал аварії на операторський щит.
- кількість інгібітора має мінімально змінюватись при коливаннях температури зовнішнього повітря;
- автоматичний пристрій для введення інгібіторів повинен бути простим за конструкцією та надійним в експлуатації у будь-яку пору року.
- Результати розрахунку за методикою опередження гідратоутворення у промислових газопроводах у літній період розробки газового родовища
- Результати розрахунку за методикою попередження гідратоутворення у промислових газопроводах рік у зимовий період розробки газового родовища
- Основними факторами, що визначають умови утворення гідратів природних газів, є: склад газу, тиск, температура, наявність вільної краплинної вологості, а також ступінь її мінералізації. Для запобігання утворенню гідратів у потоці газу необхідно усунути якусь з основних умов існування гідратів. У зв'язку з цим основними методами боротьби з гідратами є зниження тиску, підвищення температури та введення антигідратних інгібіторів.
- Таким чином, представлена методика може бути інтерпретована у вигляді спеціального алгоритму обладнання автоматичної системи управління технологічним процесом (АСУ ТП), що дозволить забезпечити повний контроль над подачею та витратою водометанольного розчину та дозволити його економне використання.
- Визначальними критеріями під час виборів тієї чи іншої інгібітора є технологічна ефективність, тобто. здатність інгібітора знизити температуру гідратоутворення на задану величину, та можливість безперешкодної доставки та введення інгібітора в потік газу в умовах даного промислу.