Предотвращение гидратообразвание при добыче природного газа

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Геологические характеристики нефтегазоконденсатного месторождения х 9
1.1 Газоносность территории 9
1.2. Анализ основных показателей разработки нефтегазоконденсатного месторождения Х 12
1.3 Характеристика исхдного сырья 13
1.4 Характеристика изготовляемой продукции 13
1.5 Система сбора газа 14
1.5.1 Технологические схемы промысловой обработки газа НТС месторождения Х 17
1.6 Вывод по главе 1 20
2 Общие характеристики газовых гидратах и гидратообразовании 21
2.1 Характеристика гидратов углеводородных газов. Гидратообразуюшие компоненты 21
Таблица 2.2 – Физико-химическая характеристика гидратов 25
2.2 Явление и определение гидратообразования 26
2.2.1 Условия изменения состояние газожидкостной смеси в процессе добычи и транспортировки 28
2.2.2 Основные условия для гидратообразования 29
2.3 Места по определению образования гиратов 31
2.3.1 Гидратообразование в скважинах 32
2.3.2 Определение гидратообразования на участках газопроводов 37
2.4 Вывод по главе 2 41
3 Предотвращение гидратообразвание при добыче природного газа (технология борьбы с гидратообразованием) 42
1.1. Методы предотвращения гидратообразования 43
3.1.1 Метод безгидратного режима эксплуатации скважин 44
3.1.2 Метод снижения давления 44
3.1.3 Метод предварительного подогрева 44
3.1.3 Ввод ингибиторов гидратов в поток газа 45
3.2 Ликвидации образовавшихся гидратных пробок 47
3.3 Порядок мероприятия по борьбе с гидратообразованием 50
3.4 Мероприятия для предотвращения процесса гидратообразования на нефтегазоконденсатном месторождении Х 53
3.5 Вывод по главе 3 55
4 Расчетная часть 56
4.1 Аналитический расчет по определению гидратообразования в стволе скважины месторождения Х. 56
4.2 Расчёт изменения давления и температуры по технологической цепочке в шлейфах месторождения X 60
4.3 Расчёт по определению требующегося количество ингибитора для предотвращения процесса гидратообразования в системе НТС месторождения Х 67

Весь текст будет доступен после покупки

В газовых месторождениях, как в случае газовых, так и газоконденсатных, при добыче газа из пласта нередко возникает проблема гидратообразования из-за наличия в газе паров воды и конденсата. Гидраты могут формироваться в различных частях газодобывающих систем: В ПЗП, стволе скважины, пластах внутри месторождения, системах очистки газа на месторождениях и заводах, внутри газопроводов. Твердые газовые гидраты вызывают серьезные проблемы в технологических операциях, нарушая привычные процессы добычи, подготовки и транспортировки газа. Это происходит потому, что в газовом потоке присутствует жидкая фаза, которая при определенных условиях температуры и давления может создавать сложные включения с молекулами газа.
Важность решения проблемы гидратообразования заключается в необходимости гарантировать надежность и безопасность газовых месторождений. Образование гидратов может привести к серьезным проблемам и создать риск крупномасштабных аварий, что подчеркивает необходимость разработки эффективных стратегий предотвращения образования гидратов и управления ими.
Формирование гидратов создает серьезные проблемы при добыче газовых месторождений и может привести к серьезным авариям. Профилактика и предотвращение этих осложнений являются важнейшими научными, техническими и производственными задачами. До сих пор процесс образования и разложения гидратов широко изучен. Известно, что при определенных температурах и давлениях вероятность образования гидратов возрастает. Различные модели, объясняющие, как были созданы гидратные формы, а исследователи изучают, насколько быстро они растут в разных условиях, и определяют факторы, влияющие на этот процесс. Разработаны методики определения изменений температуры и давления при транспортировке газа, жидкости и газожидкостных смесей по трубопроводам, а также исследования скорости гидратообразования. Эта информация служит основой для методов предотвращения образования гидратов в различных обстоятельствах.

Весь текст будет доступен после покупки

2 Общие сведения о газовых гидратах и гидратообразовании

2.1 Характеристика гидратов углеводородных газов. Гидратообразуюшие компоненты.
При высоком давлении и определенной положительной температуре природный газ, насыщенный водяными парами, может образовывать с водой твердые соединения, известные как гидраты. Газовые гидраты представляют собой твердые клатраты, образующиеся, когда молекулы газа заполняют пробелы в кристаллической решетке, состоящей из молекул воды, связанных водородными связями. Точный химический состав гидратов четко определен: они выглядят как белая кристаллическая масса, напоминающая снег или лед (рис. 2.1).

Газогидраты углеводородов представляют собой твердые структуры, состоящие из молекул углеводородов и воды, и могут существовать в нескольких кристаллических структурах. Исследования, проведенные Штакельбергом, Мюллером и Джонсоном, показали, что кристаллогидраты обладают ячеистой структурой кубической симметрии: KС-I, образованной газами и парами, и KС-II, образованной жидкостями (рис. 2.2).
Пропан — единственное вещество, образующее кристаллогидрат структуры II. Рипмейстер обнаружил гексагональную структуру III клатратных гидратов, также известную как HS-III или структуру H, которая содержит самую большую полость среди всех газовых гидратов. Это пространство, состоящее из 12 пятиугольных и 6 гексагональных поверхностей, может удерживать молекулы размером до 1 нм (такие как метилциклогексан, изоамиловый спирт, адамантан и т. д.). Структура III имеет пять небольших полостей, включая две типа D и три типа D', которые могут удерживать молекулы размером до 0,5 нм, такие как метан, ксенон и сероводород.
На рис. 2.2 показаны первичные формы кристаллических решеток, встречающиеся в газовых гидратах.
В таблице 2.1 показаны свойства некоторых исследованных кристаллогидратов. Геометрический фактор имеет решающее значение в определении конкретной структуры кристаллогидратов, поскольку тип структуры в основном определяется размером молекул, образующих кристаллы. Эффективные размеры молекул углеводородного газа по Ван-дер-Ваальсу составляют: метан – 4,1 A; этан – 5,5 A; пропан- пропан – 6,28 A; изобутан – 6,28 A; нормальный бутан – 7,40 A. Размер молекул воды составляет 2,8 A. Гидраты структуры I (рисунок 2.2) формируются газами, размеры молекул которых не превышают 5,9 A.

Эти гидраты состоят из 46 молекул, которые содержат шесть больших и две маленькие полости внутри элементарной ячейки. Структура II образуется, когда молекулы, образующие гидрат, слишком велики для больших пустых пространств в структуре I.
Жидкие гидраты KС-II превращаются в газы или чрезвычайно летучие жидкости с размерами молекул от 5,9 до 6,9 A. Элементарная ячейка этой структуры состоит из 136 молекул с 16 малыми и девятью большими полостями.
В таблице 2.1 представлены свойства различных кристаллогидратов.
Жидкие гидраты КС-II имеют стандартную формулу 8M•136H2O или M•17H2O и образуют структуру алмазной решетки (рис. 2.1, KС-II). Пятиугольные додекаэдры окружают небольшие полости в структуре II, а большая полость заключена в шестиугольники и 12 пятиугольников. Эта сплошная фигура содержит 28 углов, занятых молекулами воды. Крошечные карманы содержат молекулы газового наполнителя, включая H2S и H2S2, создавая двойные гидраты с формулой 8M-16H2S-136N2O.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки