Способ предупреждения гидратообразования в природных газовых хранилищах

Способ предупреждения гидратообразования в природных газовых хранилищах

Реферат

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и предназначено для удаления воды из газоконденсатных природных хранилищ.

Известен способ аналогичного назначения, заключающийся в том, что в скважину на поздней стадии разработки месторождения для удаления высокоминерализованной воды с конденсатом закачивают пенообразующий состав, состоящий из смеси оксиэтилированных высших спиртов с моноалкилфеноловыми эфирами, полиэтиленгликолями, эфирами полиэтиленгликоля и алкилбензолсульфонаты и алкилсульфонаты в смеси с полиэтиленгликолезными эфирами бутилфенолов, растворенных в воде (Авторское свидетельство СССР №1509515, кл. Е21В 43/00, 1989).

Недостатками известного способа является его низкая эффективность из-за невысокой летучести паров полиэтиленгликолевых смесей, а также дороговизна применяемого состава, его засоление и связанные с этим трудности при регенерации.

Известен способ предупреждения гидратообразования в газовых хранилищах, заключающийся в закачке в хранилище в качестве ингибитора метанола заданной концентрации, принятый за прототип (Авторское свидетельство СССР №1263820, кл. Е21В 43/00, 1986).

В прототипе для удаления жидкости из выработанной газовой скважины используют поверхностно-активные вещества (ПАВ). При этом перед вводом ПАВ в удаляемую жидкость последнюю обрабатывают метанолом в количестве 50-300 кг/м³ скопившейся жидкости.

Недостатками прототипа, как и аналога, является дороговизна применяемого состава и большой расход используемого реагента.

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является устранение указанных недостатков прототипа, т.е. удешевление и уменьшение количества применяемого летучего ингибитора гидратообразования - метанола.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в известном способе предупреждения гидратообразования в газовых хранилищах путем закачки в хранилище в качестве ингибитора метанола заданной концентрации дополнительно измеряют давление Р (МПа) и температуру t (°C) газа в хранилище, а концентрацию С (мас.%) вводимого в него метанола задают исходя из математического соотношения:

При этом метанол заданной концентрации закачивается в хранилище в пласт перед завершением сезона его заполнения.

Существо изобретения заключается в том, что для исключения осложнений при сборе и обработке газа температуру гидратообразования снижают до температуры ниже, чем температура в системе.

Для этой цели используют вещества, которые применяют в качестве антифризов, например метанол.

Как показывают расчеты и опытные данные, концентрация используемого в качестве ингибитора гидратообразования метанола в хранилищах составляет 97 мас.%.

Температура начала гидратообразования t_гидр в газовых хранилищах определяется из уравнения (Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых ил временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО "Газпром". ВРД 39-1.13-010-2000. М.: ОАО "Газпром". 2000. 28 стр.):

Требуемое снижение температуры гидратообразования Δt составляет:

Теоретическая концентрация в водном растворе С_теор (мас.%), обеспечивающая заданное снижение температуры, определяется по формуле (Инструкция по нормированию расхода и расчету выбросов метанола для объектов ОАО "Газпром". ВРД 39-1.13-051.2001. М.: 2002, 28 стр.):

Как показали многочисленные эксперименты, проводимые в различных природных газовых хранилищах, надежный безгидратный режим достигается при концентрации метанола в 1,2 раза выше по сравнению с теоретическим значением (4).

Подстановка формул (2, 3, 4) в формулу (5) дает математическое уравнение 1.

Размерность в уравнениях (1...5) соблюдается, если давление газа измеряется в МПа, а температура в °С.

Уравнение 1, полученное экспериментально-теоретическим путем, позволяет при предварительном измерении в газовом хранилище давления газа Р и его температуры t, определить оптимальную концентрацию С метанола для получения безгидратного режима эксплуатации газового хранилища, что, в свою очередь, позволяет уменьшить потери газа, обусловленные необходимостью продувок шлейфовых трубопроводов для ликвидации в них гидратных отложений при минимальных расходах метанола.

Закачка ингибитора в пласт перед окончанием сезона заполнения хранилища газом позволяет при последующей "дозакачке" запланированных объемов газа частично насытить его метанолом, что обеспечивает существенное повышение эффективности применения метанола для предупреждения гидратообразования.

При одноразовом варианте закачки все расчетное количество метанола следует закачивать перед завершением сезона закачки, когда остаточный намеченный к закачке объем газа составляет не менее трех объемов, необходимых для полного испарения реагента при пластовых условиях.

Использование данного способа на подземных хранилищах в условиях сезонного изменения направления потока газа показало, что даже в присутствии значительного количества пластовой воды в газе, близкого к максимальному, и не при самой высокой пластовой температуре (35°С) при Р=6,5 МПа основная часть метанола (78%) находится в паровой фазе. Во всех случаях концентрация метанола в воде не превышает одного процента (составляет от 0,55 до 0,71%), что обусловлено высокой летучестью паров метанола.

Таким образом, применение способа позволяет добиться существенной экономии реагента по сравнению с прототипом, что, в свою очередь, способствует повышению надежности безгидратных режимов работы скважин и уменьшению затрат газа на продувки шлейфов гидратных отложений.

1. Способ предупреждения гидратообразования в природных газовых хранилищах путем закачки в хранилище в качестве ингибитора метанола заданной концентрации, отличающийся тем, что дополнительно измеряют давление Р [МПа] и температуру t [°C] газа в хранилище, а концентрацию С (мас.%) вводимого в него метанола задают, исходя из математического соотношения:

.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метанол заданной концентрации закачивается в хранилище в пласт перед завершением сезона его заполнения.