Способ получения не образующей пробки суспензии гидрата

Способ получения не образующей пробки суспензии гидрата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Область, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к использованию затравки и/или получению сухих гидратов и предотвращению осаждения парафина без помощи химических реагентов и с минимальным использованием вращающегося или другого оборудования, потребляющего электроэнергию. Другие варианты относятся к предотвращению агломерации гидратов и предотвращению осаждения парафина в трубопроводе. Изобретение также относится к исключению использования оборудования под напряжением для плавления, измельчения или соскабливания твердых гидратов и осажденных парафинов с внутренней поверхности трубопроводов или промысловых трубопроводов. Кроме того, исключается необходимость в контурах рециркуляции. В еще одном варианте осуществления исключается необходимость разделения потока скважины на два потока. В другом аспекте изобретение также избегает использования вращающегося или другого механизированного оборудования, которое требует вмешательства передвижного аппарата с дистанционным управлением для поддержания и ремонта в подводных операциях. Кроме того, варианты осуществления изобретения исключают необходимость двойных трубопроводов. Другие варианты осуществления относятся к исключению необходимости нагрева и изолирования трубопроводов для предотвращения образования гидратов и предотвращения осаждения парафина, таким образом снижая стоимость промысловых трубопроводов.

Обсуждение уровня техники

Среди наиболее трудных проблем в нефте- и газодобыче находится присутствие гидратов природного газа в трубопроводах и оборудовании для транспортировки. Также очень проблематичным является осаждение парафина в трубопроводах. Гидраты природного газа представляют собой подобное льду соединение, состоящее из молекул легких углеводородов, инкапсулированных в нестабильных в других обстоятельствах кристаллических структурах воды. Данные гидраты образуются при высоких давлениях и низких температурах всякий раз, когда присутствует подходящий газ и вода. Такие условия преобладают в трубопроводах "холодного течения", где трубопровод и текучие среды потока скважины не нагреты, и текучим средам потока скважины позволяют течь через нефтепровод при низкой температуре окружающей среды, часто встречающейся в подводных условиях. Однако поставка текучей среды потока скважины в условиях холодного течения является весьма желательной, поскольку при этом избегаются затраты на изоляцию трубопровода и нагревание трубопровода и содержащихся в нем текучих сред, но кристаллы газовых гидратов могут осаждаться на стенках трубопровода холодного течения и в связанном с ним оборудовании и в худшем случае привести к полному закупориванию системы. Для того чтобы вновь восстановить поток в забитом гидратами и/или парафином трубопроводе, могут быть необходимы дорогие и трудоемкие процедуры. В добавление к чисто экономическим последствиям также существуют многочисленные риски, связанные с образованием и удалением гидратов, и есть известные примеры разрыва трубопроводов и потерь человеческих жизней вследствие газовых гидратов в трубопроводах. Хотя гидраты обычно рассматриваются в качестве проблемы главным образом, газодобычи, в настоящее время есть достаточно свидетельств, что они также являются существенной проблемой для систем добычи конденсата и нефти. Осаждение парафина также является дорогой проблемой при добыче текучей среды, по природе содержащих соединения твердых углеводородов, обычно парафин, которые покрывают трубопроводы в течение добычи жидких углеводородов.

Известно несколько способов предотвращения или исключения гидратообразования и осаждения парафинов, и последующих проблем в трубопроводах, вентилях и другом эксплуатационном оборудовании, такие как, например, способы, описанные в публикации патента США №20040176650 и 20040129609, патенте США №6656366. Дополнительную информацию содержит статья, озаглавленная "Continuous Gas Hydrate Formation Process by Static Mixer of Fluids", Tajima et al. #1010 представленная на 5-й Международной конференции по газовым гидратам, Трондхейм, Норвегия, 13-16 июня 2005 года.

Современные способы профилактики или исключения образования гидратной пробки с использованием сухих гидратов могут включать, по минимуму, контур рециркуляции сухих гидратов, включающий в себя насос и/или дробилку. В таких способах непрерывная рециркуляция даже сухих гидратов в контуре рециркуляции ведет к непрерывному росту гидратов и образованию все более крупных гидратов, которые, если их непрерывно не измельчать на гидраты меньшего размера с использованием дробилки или аналогичного оборудования, в конечном счете, вырастут до достаточно крупного размера, чтобы вызвать закупоривание. К сожалению, насос или дробилка представляют собой энергопотребляющие части вращающегося оборудования, что может вызвать проблемы при подводном применении. Существуют две проблемы при использовании такого подводного электрического вращающегося оборудования. Во-первых, надежность вращающегося оборудования еще не является достаточной для планирования долговременной работы без многократной замены оборудования в течение типичного срока службы подводного трубопровода. Во-вторых, передача электроэнергии ограничена по расстоянию, таким образом ограничивая расстояние, на котором являются применимыми некоторые способы холодного течения.

Кроме проблем подачи электропитания для вращающегося оборудования в подводных применениях, имеются другие проблемы в современных методах холодного течения, например текучие среды, образующие "липкие гидраты". Если в течение процесса происходит незапланированная остановка, реактор и, возможно, магистральный трубопровод могут испытать полную гидратную пробку.

Некоторые предполагаемые решения для создания сухих гидратов для холодного течения включают вращающееся оборудование, такое как насос или дробилка. Например, предлагалось нижеследующее: использование модифицированного скребка со специальными устройствами очистки под давлением; подводные устройства замены скребков, действующие посредством передвижных аппаратов с дистанционным управлением; высокоскоростные устройства высокого сдвига; механические скребковые устройства, включая вращающуюся внутреннюю лопатку; волну околозвукового давления при гидравлическом ударе и гидравлический удар.

Многие способы предшествующего уровня техники используют оборудование, которое коммерчески не испытано, и некоторые из них требуют электричество. Кроме того, многие требуют обслуживание, что является особенно дорогим при подводных применениях.

Таким образом, существует необходимость в улучшенных способах использования затравки и/или получения сухих гидратов без помощи непрерывного нагнетания химических реагентов и с минимальным использованием вращающегося или другого энергопотребляющего оборудования.

Осаждение парафинов зависит от содержимого получаемой или перемещаемой текучей среды, но обычно имеет место после добычи, когда достигаются надлежащие условия температуры и давления.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту изобретения способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод включает затравливание реактора холодного течения частицами сухих гидратов, создание бокового потока сухих гидратов посредством отвода части углеводородов потока скважины в реактор, где углеводороды потока скважины содержат воду, и подачу бокового потока сухих гидратов в магистральный трубопровод для транспортировки к месту назначения с полным потоком скважины. Можно легко понять, что разделение потока скважины на два потока будет полезно для подгонки изобретения к существующим трубопроводам. В одном аспекте изобретения двойные промысловые трубопроводы будут применимы для расширения процесса холодного течения к условиям высокой обводненности завершающего периода эксплуатации месторождения. Один трубопровод можно использовать для течения дегазированной нефти обратно в скважину, чтобы уменьшить обводненность до величины ниже 50%. Кроме того, что касается сухих гидратов, в отдельных случаях может быть применимо нагревание на некотором оборудовании между устьем скважины и реактором холодного течения; нагревание часто применимо относительно определения времени предотвращения осаждения парафина. Когда используют нагревание, в некоторых примерах может быть применима изоляция на некотором оборудовании между устьем скважины и реактором холодного течения.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод, причем способ включает: создание суспензии сухих гидратов в отдельном реакторе, доставку суспензии под воду посредством нагнетательного составного шланга и подачу суспензии сухих гидратов потока скважины в магистральный трубопровод.

Согласно дальнейшим аспектам изобретения отдельный реактор можно разместить на платформе. Альтернативно, отдельный реактор можно разместить на берегу. Еще отдельный реактор можно разместить на плавучем объекте. Суспензия может включать сухие гидраты и жидкие углеводороды. Жидкость может представлять собой часть потока скважины, который надо транспортировать. По меньшей мере, один статический смеситель можно установить в секции магистрального трубопровода после точки, в которой боковой поток сухих гидратов подают в магистральный трубопровод.

Согласно дальнейшим аспектам изобретения парафин имеет температуру появления или температуру осаждения, ниже которой он отверждается в текущем углеводородном потоке. Отверждение часто представляет собой осаждение на внутренних стенках трубы, когда окружающая температура вне трубы ниже температуры углеводородного потока (и ниже температуры осаждения/появления/отверждения). Таким образом, устанавливается градиент температуры от центра трубы к внутренней стенке и остается для осаждения парафина или покрытия парафином, если только нормальный поток, обычно ламинарный по природе, не нарушается или не изменяется на турбулентный поток.

Согласно еще одному аспекту изобретения способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод включает создание бокового потока суспензии сухого гидрата отводом части скважинного потока углеводородов в реактор холодного течения, где скважинный поток углеводородов содержит воду, а реактор холодного течения содержит, по меньшей мере, один статический смеситель, и подачу суспензии в магистральный трубопровод для транспортировки к месту назначения с полным потоком скважины.

Согласно дальнейшим аспектам изобретения реактор холодного течения может быть подводным. Способ предполагает, что в реактор холодного течения вводят не более 5% от полного потока скважины для получения бокового потока сухих гидратов. Альтернативно, в реактор холодного течения вводят не более 1% от полного потока скважины для получения бокового потока сухих гидратов. Размер частиц сухих гидратов может находиться в диапазоне примерно от 1 до 30 микрон в диаметре. Реактор холодного течения может быть в форме трубы небольшого диаметра. Реактор холодного течения может включать чередующиеся трубы течения вверх и вниз. Чередующиеся трубы течения формируют дополнительный реактор холодного течения, и два холодных реактора могут быть соединены друг с другом. Способ предполагает, что примерно 10% от полного потока скважины вводят в дополнительный реактор холодного течения и весь отводимый поток скважины можно подать в струю потока скважины. В трубах течения вверх можно установить статические смесители. По меньшей мере, один статический смеситель можно установить в секции магистрального трубопровода после точки, в которой боковой поток сухих гидратов подают в магистральный трубопровод.

Согласно одному аспекту изобретения способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод включает создание бокового потока суспензии сухих гидратов отводом части углеводородов потока скважины в реактор холодного течения, причем углеводороды потока скважины содержат газообразную фазу и жидкую фазу, заполнение реактора холодного течения потоком скважины, причем реактор включает присоединение газ-текучая среда к резервуару для хранения газа, чтобы дать возможность отделить газообразную фазу потока скважины от жидкой фазы потока скважины, и подачу суспензии в магистральный трубопровод для транспортировки к месту назначения с полным потоком скважины.

Согласно другому аспекту изобретения способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод включает создание бокового потока суспензии сухих гидратов отводом части углеводородов потока скважины в реактор холодного течения, где реактор представляет собой реактор с падающей пленкой, и подачу суспензии в магистральный трубопровод для транспортировки к месту назначения с полным потоком скважины.

Согласно дальнейшим аспектам изобретения отведенную часть потока скважины можно нагнетать в реактор холодного течения вдоль стенок реактора. Способ далее предполагает нагнетание воды и газа высокого давления в реактор с падающей пленкой для получения сухого гидрата вдоль стенок реактора. Нагнетаемую воду и газ высокого давления можно отделить от бокового потока суспензии сухих гидратов перед подачей суспензии в магистральный трубопровод. В секции магистрального трубопровода после точки, в которой боковой поток сухих гидратов подают в магистральный трубопровод, можно установить, по меньшей мере, один статический смеситель.

Согласно еще одному дальнейшему аспекту изобретения способ транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, через магистральный трубопровод включает создание бокового потока суспензии сухих гидратов отводом части углеводородов потока скважины в реактор холодного течения, где углеводороды потока скважины содержат воду, и реактор холодного течения представляет собой трубу с шероховатыми стенками, и подачу суспензии в магистральный трубопровод для транспортировки к месту назначения с полным потоком скважины.

Согласно дальнейшему аспекту изобретения система транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и реактор холодного течения, установленный в трубопроводе или трубе, соединенной с магистральным трубопроводом. Часть или весь поток скважины подают через реактор холодного течения. Система по существу не содержит оборудование под напряжением.

Согласно одному аспекту изобретения система транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и нагнетательный составной шланг, присоединенный к оборудованию выше уровня моря. Альтернативно, реактор холодного течения установлен под водой, и трубопровод или труба соединен(а) с магистральным трубопроводом, где часть потока скважины подают через реактор холодного течения. Система по существу не содержит оборудование под напряжением.

Согласно другому аспекту изобретения система транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и трубопровод или трубу, присоединенные к магистральному трубопроводу, где часть потока скважины подают через реактор холодного течения. Система по существу не содержит оборудование под напряжением. Реактор холодного течения включает в себя, по меньшей мере, один статический смеситель.

Согласно дальнейшему аспекту изобретения система транспортировки углеводородов потока скважины, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и реактор холодного течения, установленный в трубопроводе или трубе, присоединенных к магистральному трубопроводу, где часть потока скважины подают через реактор холодного течения, где система по существу не содержит оборудование под напряжением, и реактор холодного течения включает в себя присоединение газ-текучая среда к резервуару для хранения газа.

Согласно еще одному дополнительному аспекту изобретения система транспортировки скважинного потока углеводородов, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и реактор холодного течения, установленный в трубопроводе или трубе, присоединенных к магистральному трубопроводу, где часть потока скважины подают через реактор холодного течения, где система по существу не содержит оборудование под напряжением, и реактор холодного течения включает в себя реактор с падающей пленкой.

Согласно еще одному дальнейшему аспекту изобретения система транспортировки скважинного потока углеводородов, содержащих воду, включает магистральный трубопровод и трубопровод или трубу, присоединенные к магистральному трубопроводу, где часть потока скважины подают через реактор холодного течения, где система по существу не содержит оборудование под напряжением, и трубопровод или труба имеют шероховатые стенки.

Согласно еще одному дополнительному аспекту изобретения способ получения углеводородов включает любой из вышеуказанных способов и систем транспортировки углеводородов или их ряд, как только углеводороды добывают из устья скважины. Углеводороды предпочтительно составляют более 50% от общего объема жидкости. Углеводороды газообразной фазы наиболее предпочтительно составляют менее 50% от общего объема трубопровода.

В других дальнейших вариантах осуществления предлагается способ получения сухих гидратов, включающий: пропускание потока углеводородов, содержащих газ и один или несколько гидратообразующих газов, через реактор холодного течения, причем указанный реактор холодного течения содержит один или более расположенных в нем статических смесителей, уменьшение размеров капель указанной воды в указанном потоке углеводородов посредством пропускания указанного потока углеводородов через указанный один или более статических смесителей и превращение, по меньшей мере, части указанной воды в сухие гидраты. Реактор холодного течения может располагаться внутри или формировать часть трубопровода для транспортировки углеводородов. Альтернативно, реактор холодного течения можно расположить снаружи трубопровода для транспортировки углеводородов, причем в данном случае реактор холодного течения получает боковой поток углеводородов.

Согласно еще одному дополнительному аспекту изобретения предлагается способ предотвращения осаждения парафина и получения прокачиваемой текучей среды жидкого углеводорода и парафиновых компонентов, включающий транспортировку указанной текучей среды через трубу, присоединенную к реактору, включающему в себя статический смеситель, и через указанный реактор до того или в течение того, как температура падает ниже температуры появления парафина. Текучие среды перемешивают в зоне статического(их) смесителя(ей), в результате приводя к мелкодисперсным твердым частицам парафина, которые транспортируются с текучей средой, а не покрывают/осаждаются на стенках трубопровода. Затем текучие среды транспортируют на технологическое оборудование без существенного увеличения вязкости текучей среды.

Статические смесители, когда расположены соответственно, нарушают, как правило, нормальный ламинарный тип потока, который в противном случае позволил бы парафину осаждение на стенках трубы, и создают турбулентный поток, который удерживает образовавшиеся частицы парафина в текущей среде.

Поблизости от устья скважины или другого источника текучей среды можно использовать теплообменник с тем, чтобы определить режим давления/температуры осаждения парафина поблизости от такого устья скважины или источника. Так, статический(е) смеситель(и) можно расположить в зоне, чтобы ускорить образование частиц парафина и предотвратить осаждение на стенках трубопровода. Более того, добытый поток можно подвергнуть воздействию статического(их) смесителя(ей) в зоне внутри примерно километра, или полукилометра, или одной трети километра от источника, обычно примерно в пяти минутах, или семи минутах, или десяти минутах времени и расстояния течения. Это можно использовать для трубопроводов добычи или распределения и имеет большую применимость как в подводной, так и арктической окружающей среде.

Антиагломеранты применимы для остановки, хотя химические реагенты, как правило, в течение стационарного потока не используют по данному изобретению.

Другие иллюстративные варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения можно установить, рассматривая настоящее описание и сопровождающие чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение дополнительно раскрыто в подробном описании, которое следует ниже, со ссылкой к указанному множеству чертежей посредством неограничивающих примеров вариантов осуществления настоящего изобретения, где аналогичные номера позиций представляют аналогичные части на всех чертежах, и где:

фиг.1 иллюстрирует сравнительную диаграмму среднего диаметра Саутера при двух расположениях статического смесителя;

фиг.2 иллюстрирует осуществление чередующихся секций течения вверх-вниз реактора сухих гидратов;

фиг.3 иллюстрирует ступенчатую 3-реакторную конструкцию для создания бокового потока сухих гидратов;

фиг.4 иллюстрирует соединительный шланг вспомогательного плавучего объекта для поставки сухого гидрата в поток скважины;

фиг.5 иллюстрирует упрощенный подход к реактору сухих гидратов;

фиг.6 иллюстрирует дендритный рост гидратов на каплях воды в реакторе холодного течения согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 иллюстрирует дендриты, отделенные от капель воды, показанных на фигуре 6;

фиг.8 иллюстрирует реактор затравливания сухих гидратов с падающей пленкой;

фиг.9 иллюстрирует статический смеситель в магистральном трубопроводе для увеличения тепло- и массопереноса в течение получения сухих гидратов;

фиг.10 иллюстрирует трубчатый реактор затравливания гидратов с шероховатой стенкой;

фиг.11 иллюстрирует отношение среднего диаметра Саутера (SMD) к диаметру трубы, получаемое статическим смесителем, в виде функции от числа Вебера (We) для различных дисперсий жидкость-жидкость;

фиг.12 иллюстрирует зависимость общей площади поверхности капель воды от скорости нефти на выходе 5 элементного статического смесителя; и

фиг.13 иллюстрирует расположение статического смесителя в магистральном трубопроводе для транспортировки углеводородов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В следующем ниже подробном описании конкретные варианты осуществления настоящего изобретения описываются в связи с предпочтительными вариантами его осуществления. Однако в пределах, что следующее ниже описание является специфическим для конкретного варианта осуществления или конкретного использования настоящего изобретения, оно, как подразумевается, является только иллюстративным и единственно предоставляет сжатое описание иллюстративных вариантов осуществления. Соответственно, изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, описанными ниже, а скорее изобретение включает все варианты, модификации и эквиваленты, попадающие в истинный объем прилагаемой формулы изобретения.

Настоящее изобретение предлагает использование сухих гидратов и отверждение парафина таким способом, который не представляет проблем, связанных с описаниями предшествующего уровня техники. Настоящее изобретение также предлагает способы затравливания и/или изготовления сухих гидратов без помощи химических реагентов и с минимальным использованием вращающегося или другого оборудования, находящегося под напряжением.

Настоящее изобретение дополнительно демонстрируется следующими вариантами осуществления.

В одном варианте настоящего изобретения частицы сухих гидратов маленького диаметра помещают в реакторные трубопровод или трубу, выполненные с возможностью помещения в сообщение по текучей среде с потоком скважины перед запуском. Частицы сухих гидратов используют для затравливания полного потока скважины. Небольшую часть полного потока скважины однократно пропускают через реактор холодного течения. Сухие гидраты можно было бы загрузить в течение или после сооружения трубопровода, перед эксплуатацией влажного потока скважины или перед тем, как поток скважины начинает добычу воды. В противоположность обычному взгляду, что необходимо избегать помещения гидратов в трубопровод нарочно из-за общего представления, что гидраты при остановке трубопровода могут слиться в одну огромную гидратную массу, которая закупорит трубопровод, настоящее изобретение доказывает, что преимущество обеспечения затравочных кристаллов сухих гидратов состоит в том, что оборудование можно запустить, используя такой же процесс, который разработан для перезапуска после запланированной или незапланированной остановки. Сухие гидраты, применимые в данном варианте осуществления, можно получить, используя подходящий метод формирования частиц сухих гидратов. В одном или нескольких вариантах осуществления сухие гидраты формируют, используя трубу маленького диаметра и/или статический смеситель, как описано в настоящем описании. В отличие от других методов доставки частиц сухих гидратов в поток скважины частицы сухих гидратов в настоящем варианте осуществления не рециркулирует в контуре. Как объяснено выше, непрерывная рециркуляция даже сухих гидратов в контуре, содержащем жидкую воду, приводит к непрерывному росту гидратов и образованию все более крупных гидратов, которые без непрерывного измельчения на гидраты меньшего размера с использованием дробилки или аналогичного оборудования в конечном счете выросли бы достаточно крупными, чтобы вызвать закупоривание. Таким образом, в одном или нескольких вариантах осуществления настоящее изобретение представляет собой любой из других вариантов осуществления, описанных здесь, где сухие гидраты формируют без рециркуляции гидратов в контуре рециркуляции.

В одном или нескольких других вариантах осуществления настоящего изобретения оборудование, такое как манифольды, вентили, резервуары, трубопроводы, буровые штанги и т.д., можно предварительно заполнить суспензией сухих гидратов в течение подводной сборки, поддерживая давление и низкую температуру в оборудовании в течение сборки. Суспензия сухих гидратов будет сохраняться низкой температурой и высоким давлением до времени запуска трубопровода от нефтедобывающей скважины. Поскольку суспензии сухих гидратов не агломерируются при таких условиях в отсутствие контура рециркуляции, нет трудности в поддержании потока текучей среды при запуске. Поэтому настоящее изобретение можно применить с несколькими различными типами процессов управления гидратообразованием, включая нагнетание химических реагентов, изолированный трубопровод, процессы холодного течения любого типа и т.д.

В другом варианте осуществления сухие гидраты доставляют в подводный реактор холодного течения через составной шланг нагнетания химического реагента. Сухие гидраты можно сформировать в отдельном реакторе, не связанном или соединенном с магистральными трубопроводами для потока скважины. Например, фиг.6 иллюстрирует соединения и оборудование, которые можно использовать в данном варианте осуществления настоящего изобретения. Отдельный реактор может располагаться на платформе или на берегу моря или в резервуаре плавучей системы нефтедобычи, хранения и выгрузки, иллюстрируемой, в общих чертах, на фиг.4 вспомогательным плавучим основанием 1. Сухие гидраты переносятся через составной шланг 2а в поток жидких углеводородов, обеспечивая хорошие характеристики течения суспензии. Давление и температуру текучих сред в составном шланге поддерживают внутри параметров стабильности гидратов. Это можно осуществить, используя текучие среды из потока скважины, который необходимо обработать, или используя текучие среды, которые наилучшим образом подходят для рабочих параметров давление-температура составного шланга. Количество сухих гидратов, доставляемых составным шлангом, мало по сравнению с полным объемом потока скважины. Сухие гидраты доставляют к подводному манифольду 3, который находится в сообщении по текучей среде со скважиной 4 и трубопроводом 5. Текучие среды манифольда передают к реактору на вспомогательном плавучем основании 1 через составной шланг 2b. Альтернативно, вместо вертикальной доставки по составному шлангу текучих сред к плавучему основанию и возврата твердых сухих гидратов в трубопровод можно иметь стандартный одиночный составной шланг, который используют для передачи нагнетаемых веществ от оборудования поблизости от выхода трубопровода к точке нагнетания рядом со скважиной. Текучие среды, удаляемые из трубопровода у установки подготовки нефти, будут использоваться для создания суспензии сухих гидратов, которую передают через одиночный составной шланг к точке нагнетания поблизости от скважины. Никакое дополнительное оборудование для хранения нагнетаемых химических реагентов не требуется, поскольку нагнетаемое вещество представляет собой воду, нефть и природный газ, которые оказываются в установке подготовки нефти.

В одном или нескольких дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения сухие гидраты создают под водой в реакторе холодного течения, используя статические смесители. В одном или нескольких дополнительных вариантах осуществления реактор холодного течения представляет собой трубу небольшого диаметра, имеющую диаметр примерно 0,5-10 см, предпочтительно примерно 0,5-5 см и более предпочтительно примерно 1-3 см. Статический смеситель формирует дисперсии небольших капель воды в нефти, что приводит к быстрому превращению воды в гидраты без агломерации. Альтернативно, дисперсии небольших капель воды можно сформировать протеканием полного потока скважины через форсунку. Однако форсунка будет приводить к очень большому перепаду давления.

Никакого существенного перепада давления не возникает в результате статического перемешивания или от "липких" гидратов, поскольку последние не присутствуют. С неожиданными остановками можно справиться несколькими путями. Например, участок статического перемешивания реактора сухих гидратов можно разместить выше трубопровода полного потока скважины в точке, где текучие среды отбирают для реактора сухих гидратов. Если статический смеситель находится в наклонном положении относительно выхода реактора сухих гидратов, сухие гидраты будут сползать к входу реактора. Жидкая вода будет стекать обратно в трубопровод полного потока скважины. В другом примере, труба малого диаметра реактора сухих гидратов может быть ниже чем, и вытесненной полным потоком скважины с сухими гидратами ниже по потоку от точки, в которой смешивают затравочные кристаллы и полный поток скважины. Сухие гидраты можно перезапустить нормальным рабочим давлением трубопровода. Нет необходимости сбрасывать давление в трубопроводе и повторно запускать при низком давлении, чтобы избежать осаждения твердых гидратов и закупоривания. Преимущество статических смесителей состоит в том, что затравочному реактору холодного течения нет необходимости работать при низкой объемной газообразной фракции, чтобы быть эффективным при создании сухих гидратов статическим смесителем. Реактор холодного течения, содержащий статический смеситель или смесители, может находиться в сообщении по текучей среде связи с потоком скважины через боковой поток, отобранный из потока скважины непосредственно или косвенно. Альтернативно, если концентрация газа достаточно низкая, статический смеситель можно разместить непосредственно в самом потоке скважины. В данном варианте осуществления часть самого трубопровода потока скважины служит в качестве реактора холодного течения для формирования сухих гидратов. В одном или нескольких вариантах осуществления объемная фракция газа составляет менее 10 процентов от полного потока скважины без статических смесителей. Объемная фракция газа может составлять примерно 0-50% со статическими смесителями.

В одном или нескольких дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения сухие гидраты создают под водой в секции реактора холодного течения магистрального трубопровода, используя статические смесители. В одном или нескольких вариантах осуществления секция реактора холодного течения может представлять собой один или несколько статических смесителей. Статические смесители создают дисперсии небольших капель воды в нефти, что приводит к быстрому превращению воды в гидраты без агломерации. Газ также диспергируется статическим(и) смесителем(ями), таким образом избегая других механизмов образования липких гидратов. Никакого существенного перепада давления не возникает в результате статического перемешивания или от "липких" гидратов, поскольку последние не присутствуют.

С неожиданными остановками можно справиться несколькими путями. Например, можно нагнетать термодинамические ингибиторы, такие как метанол или гликоли, выше по потоку и/или ниже по потоку от участка статического перемешивания в магистральном трубопроводе перед планируемой остановкой, в течение остановки и/или после запуска. Альтернативно, можно нагнетать ингибиторы гидратообразования низкой дозировки выше по потоку и/или ниже по потоку от участка статического перемешивания в магистральном трубопроводе перед планируемой остановкой, в течение остановки и/или после запуска. Конкретно, можно нагнетать антиагломерант до, в течение и/или после остановки для содействия образованию суспензии гидратов.

Магистральный трубопровод может разделиться на две секции: (1) секцию холодного течения со статическими смесителями или другим оборудованием для создания сухих гидратов и (2) свободную секцию трубопровода для цели байпасирования секции холодного течения при внутренней очистке магистрального трубопровода скребками. Преимущество статических смесителей состоит в том, что секция реактора холодного течения не будет нуждаться в функционировании при низкой объемной газообразной фракции, чтобы быть эффективной для создания сухих гидратов статическими смесителями. В данном варианте осуществления реактор холодного течения, содержащий статический смеситель или смесители, получает большую часть или все количество текучей среды в полном потоке скважины непосредственно из трубопровода. В данном варианте осуществления часть трубопровода потока скважины сама служит в качестве реактора холодного течения для формирования сухих гидратов. Статические смесители, используемые согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, служат для диспергирования воды и газа в текучих средах потока скважины на капли воды и газа меньшего размера, которые относительно быстро и полностью превращаются в сухие гидраты, не требуя затравочные гидраты. То есть, гидраты образуются непосредственно в полном потоке скважины без бокового генератора/реактора. Выделение газа и/или воды может быть включено в магистральный трубопровод до секции создания холодного течения.

Статические смесители, используемые согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, служат для диспергирования воды и газа в текучих средах потока скважины на капли воды и газа меньшего размера, которые относительно быстро и полностью превращаются в сухие гидраты, не требуя рециркуляции гидратов. То есть, гидраты образуются и затем непосредственно помещаются в поток скважины без циркуляции в контуре рециркуляции.

Был определен диаметр капель воды, чтобы влиять на образование сухих гидратов. Когда газообразная фаза отсутствует, действительно нет необходимости диспергировать воду на капли 1-30 микрон для получения сухих гидратов. Меньшие диаметры капе