Применение химических реагентов для предупреждения и борьбы с гидратами при добыче газа
Геологическая характеристика сеноманской залежи Ямбургского месторождения: тектоника, литолого-стратиграфические показатели разреза. Особенности исходного сырья и изготовляемой продукции. Предупреждение образования гидратов природных газов, борьба с ними.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.06.2011 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Сначала следует найти необходимое процентное содержание метанола в газе для разложения гидратов (рисунок 4.3), а затем по рисунку 4.4 соответствующий этому проценту расход метанола в килограммах на 1000 м3 газа.
-10 -5 0 5 10 15 20
Температура, °C
Рисунок 4.3 - Содержание метанола (в %) в газе, необходимое для разложения гидратов при различных давлениях и температурах.
Рисунок 4.4 - Удельный расход метанола (в кг/сут) для разложения гидратов, определяемый по содержанию метанола (в %), давлению и температуре.
Удельный расход метанола, необходимый для предотвращения гидратообразования при наличии в газе парообразной и жидкой влаги, определяется по формуле
ем=x (a+ e / 100 ) кг на 1000 м3 , (4.1)
где х - весовая концентрация метанола в воде в % (определяется по рисунку 4.5, исходя из снижения точки замерзания раствора t= t0- t ) ; t-- температура гидратообразования = eмг / x --отношение содержания метанола в газе, обеспечивающего насыщение газа, к весовой концентрации в воде в кг ( СН3ОН ) 1000 м3 / % вес ( СН3ОН ) в воде при нормальных условиях (определяется по рисунку 9.6 для данных р и t)', е - содержание жидкой влаги в месте подачи метанола (в кг на 1000 м3) определяется экспериментально.
Суточный весовой расход метанола, необходимый для предотвращения гидратообразования, будет
Qм. = Qм.г.+ Qм.ж. = eмQ кг / сут , (4.3)
Где Qм.г.= Qxa ; Qм.ж. = Q e*x / 100 .
Здесь Q - дебит газа при нормальных условиях в тыс. м3/сут; Qм. ж - количество метанола, насыщающего жидкую влагу, в кг/сут; Qм.г. - количество метанола, необходимое для насыщения газа, в кг/сут; Qм - общее количество метанола, необходимое для предотвращения гидратообразования, в кг/сут.
Из формул (4.2) и (4.3) видно, что чем меньше содержание жидкой влаги в газе, тем меньший требуется расход метанола.
10 20 30 % x
% вес метанола в воде
Рисунок 4.5 - Весовой процент метанола в воде х, необходимый для предотвращения образования гидратов, в зависимости от температуры, соответствующей снижению точки замерзания раствора At = t0 - t (t0 -- температура образования гидратов, t - температура газа в газопроводе).
Рисунок 4.6 - Отношение содержания метанола в газе к весовому проценту его в воде, для предотвращения образования гидратов в зависимости от давления и температуры в точке образования гидратов.
4.2.2 Ввод электролитов
Для борьбы с гидратообразованием все большее применение находят электролиты и, в частности, водные растворы хлористого кальция. Это недорогой, безопасный и достаточно эффективный антигидратный ингибитор.
Водные растворы хлористого лития также относятся к сильным электролитам, а свойства гигроскопичности их гораздо выше, чем у хлористого кальция.
Ранее было установлено, что наиболее эффективным антигидратным ингибитором является 30%-ный раствор хлористого кальция.
При сопоставлении величины понижения равновесной температуры гидратообразования, в присутствии растворов хлористого лития в зависимости от его концентрации с аналогичными характеристиками других антигидратных ингибиторов установлено, что исследованные растворы наиболее эффективны.
Так, если растворы хлористого кальция плотностью 1,08 снижают равновесную температуру на 3,5 °С, то растворы хлористого лития этой же плотности приблизительно на 14 °С. Дальнейшее повышение плотности раствора хлористого лития приводит к еще большему эффекту. При растворе плотностью 1,1 кристаллогидраты не были получены даже тогда, когда давление в системе было поднято до 240 кгс/см2, а температура снижена до 0,9°С.
Рисунок 4.7 - Равновесные условия гидратообразования природного газа с относительной плотностью р = 0,58.
Системы 1 - природный газ - вода, 2 - природный газ - пластовая вода, 3 - природный газ - комбинированный раствор (95% пластовой воды + 5 % метанола)
Полученные данные свидетельствуют о весьма высокой эффективности растворов хлористого лития, применяемых в качестве антигидратных ингибиторов. Технологическая полезность этих растворов подтверждается не только относительно низкой рабочей концентрацией, но и достаточно низкой температурой замерзания. Например, для раствора плотностью 1,15 температура замерзания равна - 62° С. Этот показатель играет особенно важную роль при решении вопросов борьбы с гидратами в условиях Крайнего Севера.
В целях экономии применение хлористого лития должно сочетаться с последующим улавливанием и регенерацией отработанного раствора. Было изучено влияние добавки хлористого лития к растворам хлористого кальция различной концентрации. В результате установлено, что эта добавка значительно увеличивает депрессию равновесной температуры гидратообразования, создаваемую растворами хлористого кальция. Причем эффект резко возрастает с увеличением плотности последнего.
Таким образом, несмотря на тo, что смешанные растворы значительно уступают по эффективности растворам хлористого лития,. они обеспечивают снижение равновесной температуры гораздо в большем диапазоне, чем растворы хлористого кальция. В связи с этим применение растворов хлористого кальция в смеси с 10% -ной (по объему) добавкой раствора хлористого лития плотностью 1,1 позволяет с большей эффективностью бороться с гидратами.
Вместе с добываемой жидкостью на поверхность выносятся пластовые воды. Эти воды, как правило, содержат значительные количества растворенных солей, из которых чаще всего преобладая хлористый кальций. Обычно температура замерзания пластовых вод ниже 0° С, а по характеристике они являются электролитами. Часто пластовые воды встречаются в виде крепких рассолов с достаточно низкой температурой замерзания. Кроме того, замечено, что в скважинах, где наблюдается приток минерализованной воды, интенсивность гидратообразования значительно ниже по сравнению с теми скважинами, в которых капельная влага имеет конденсатное происхождение. Это указывает на то, что пластовые воды, являясь электролитами, выполняют роль антигидратных ингибиторов, действия которых заключается в том, что при их смешивании с конденсирующейся влагой изменяется ее молекулярная структура.
Имеющиеся в растворе ионы солей разрушают ассоциации молекул воды, в результате чего исключается возможность гидратообразования. Отсюда следует, что чем больше ионов в растворе, тем меньше вероятность связывания молекул воды в кристаллическую решетку гидрата.
4.2.3 Ввод гликолей
Этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и трйэтиленгликоль (ТЭГ) применяются в качестве антигидратных ингибиторов.
В таблице 4.1 приведена характеристика гликолей.
По своим качествам гликоли являются более сильными, но и более дорогими ингибиторами по сравнению с растворами хлористого кальция и метанолом. При использовании отработанный раствор обязательно регенерируется и используется вновь. Это значительно снижает стоимость применения гликолей.
Таблица 4.1 - Характеристика гликолей
Гликоль |
Температура замерзания, °С |
Температура кипения. °С |
|
С2Н6О2 (ЭГ) С4Н10О3 (ДЭГ) С6Н14О4 (ТЭГ) |
От --17,4 до --12 От --10,45 до --6,5 --5 |
197,2 (198--200) 244,5 (245--250) 280--290 |
Выбор гликоля зависит от состава газа. Так, в магистральном газопроводе, где присутствует природный газ, лучше применять ЭГ. Однако в сепараторах, теплообменниках и других дегидраторных аппаратах использовать ЭГ невыгодно из-за высокой упругости его паров. Для этих условий более подходят ДЭГ и ТЭГ. Следует отметить, что в единой системе сбора и транспорта газа следует применять один вид гликоля, что упрощает сбор и регенерацию отобранного раствора. С этой точки зрения целесообразнее всего применять ДЭГ.
Гликоли (этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль) часто используют для осушки газа и в качестве ингибитора для борьбы с отложениями гидратов. Наиболее распространен как ингибитор диэтиленгликоль, хотя применение этиленгликоля более эффективно: его водные растворы имеют более низкую температуру замерзания, меньшую вязкость (рисунок 4.8 ), а также малую растворимость в углеводородных газах, что значительно снижает его потери.
Рисунок 4.8 - Зависимость вязкости водных растворов гликолей от температуры. а - ЭГ;б - ДЭГ; в--ТЭГ; содержание гликоля (в % ): 1 - 10; 2 - 25; 3 - 50; 4 - кривая замерзания
Гликоли с водой также смешиваются в любых соотношеиях. Плотность водных растворов гликолей и температуру их замерзания можно определить по графикам (рисунок 4.9 и 4.10). Наиболее низкие температуры замерзания этих растворов находятся в пределах концентрации 60 - 70%, которые являются оптимальными при использовании гликолей в качестве ингибиторов гидратов. Так как упругость паров гликолей при температуре образования гидратов небольшая (рисунок 4.11), то они при вводе в трубопровод практически полностью остаются в жидкой фазе, что упрощает их улавливание для повторного использования.
Регенерация гликолей проводится до получения свежего раствора. Потери гликолей при использовании их в качестве ингибиторов гидратов складываются из потерь при регенерации (термическое разложение и унос), потерь в результате неполного отделения от газа в сепараторах, растворения гликолей в конденсате и газе, всевозможных утечек и др.
Рисунок 4.9 - Зависимость плотности водных растворов гликолей от температуры. а - ЭГ. Температура (в °С): 1 - 44; 2 - 156; 3 - 267; 4 - 378; б - ДЭГ; в - ТЭГ. Массовая доля в %: 1 - 100; 2 - 90, 3 - 80. 4 - 070; 5 - 60; 6 - 50; 7 - 40; 8 - 30; 9 - 20; 10 - 10
Рисунок 4.10 - Зависимость температуры замерзания водных растворов гликолей от концентрации.
Потери вследствие растворимости гликолей в углеводородах невелики, однако они увеличиваются при наличии в конденсате ароматических углеводородов (рисунок 4.12, 4.13, 4.14). При наличии в конденсате ароматических углеводородов гликоли образуют пену и эмульсии, что отрицательно влияет на работу установки и увеличивает потери.
Рисунок 4.12 - Зависимость температуры регенерации гликолей от концентрации.
Рисунок 4.13 - Зависимость растворимости ДЭГ в природном газе от давления. Температура (в °С): 1 - 37,5; 2 - 25
Рисунок 4.14 - Зависимость растворимости гликолей в парафиновых углеводородах от температуры. 1 - ТЭГ; 2- ДЭГ
Рисунок 4.15 - Номограмма для определения понижения температуры образования гидратов природных газов и расхода ингибиторов 1 - LiCl; 2 - MgCl2; 3 - NaCl; 4-NН4 ; 5 - CaCl2 ; 6 - СН3ОН ; 7 - ЭГ; 8 - ДЭГ; 9 - ТЭГ
В некоторых случаях при эксплуатации скважин температура образования гидратов значительно снижается, на пример при обводнении скважин. Чем выше минерализация воды, поступающей из скважины вместе с газом, тем ниже температура образования гидратов. Присутствие нефти и дизельного топлива препятствует прилипанию образовавшихся гидратов к поверхности труб.
Понижение температуры образования гидратов, а так же расход того или иного ингибитора (из расчета на 1 кг выделившейся из газа влаги) можно определить по графику (рисунок 4.15).
5. Особенности применения метанола для предупреждения гидратообразования в системах промыслового сбора газа сеноманской залежи ЯГКМ
геологическая тектоника газ гидрат
В таблицах 5.1 и 5.2 представлены расчетные (прогнозные) расходы метанола для ингибирования теплоизолированных шлейфов кустов скважин при различных температурах в конце шлейфа и двух давлениях: 5,3 МПа и 4,4 МПа. При этом использована в основном (но с некоторыми дополнениями) методика расчета расхода метанола. Пластовая температура с небольшим запасом принята равной 30°С (варьирование, этой температуры в пределах нескольких градусов слегка меняет равновесную влажность газа в пластовых условиях, что несущественно влияет на расход метанола). Условия гидратообразования взяты «по метану» и описаны следующей аналитической зависимостью:
Т(К)=9,89lnР(МПа) (5.1)
Анализируя расчетные данные стоит отметить два существенных момента:
- имеет место резкий рост удельного расхода метанола даже при незначительном «попадании шлейфа в гидратный термобарический режим, что объясняется высокой растворимостью метанола в газовой фазе (фактически, для типичных гидратных шлейфов требуемый расход метанола составит 100 -- 200 г/1000 м3 );
- не очень большое увеличение расхода метанола вызывает появление пластовой воды в продукции газовых скважин (в количестве до 0,5 кг/ 1000 м3 газа).
Из анализа расчетных данных наглядно видно, что применение метанола для ингибирования систем внутрипромыслового сбора газа для северных месторождений не является полностью оптимальным техническим решением, хотя сейчас еще и неизбежным (в силу ряда несомненных достоинств метанола как ингибитора именно в северных условиях).
Таблица 5.1 - Удельный расход метанола для ингибирования шлейфов Ямбургского месторождения (сеноманская залежь) Давление в конце шлейфа 5,3 МПа (1997год) Пластовое давление 7,0 МПа, пластовая температура 300С
Температура в конце шлейфа, 0С |
Удельный расход метанола, г/1000нм3 |
|||
Без выноса пластовой воды (вода только конденсационная |
При выносе пластовой воды 0,5кг/1000нм3 (в дополнение к конденсационной воде) |
При выносе пластовой воды 1,0 кг/1000нм3 |
||
7,0 |
13 |
15 |
17 |
|
6,5 |
51 |
59 |
67 |
|
6,0 |
87 |
101 |
115 |
|
5,5 |
121 |
141 |
161 |
|
5,0 |
154 |
180 |
207 |
|
4,5 |
185 |
218 |
251 |
|
4,0 |
215 |
254 |
293 |
|
3,5 |
244 |
289 |
335 |
|
3,0 |
271 |
323 |
375 |
|
2,0 |
321 |
387 |
453 |
|
2,0 |
321 |
387 |
453 |
|
1,5 |
345 |
417 |
490 |
|
1,0 |
368 |
447 |
526 |
|
0,5 |
389 |
476 |
562 |
|
0,0 |
410 |
503 |
597 |
Таблица 5.2 Удельный расход метанола для ингибирования шлейфов Ямбургского месторождения (сеноманская залежь) Давление конца шлейфа 4,4 МПа (2000год) Пластовое давление 6,1 МПа
Температура в конце шлейфа, 0С |
Удельный расход метанола, г/1000нм3 |
|||
Без уноса пластовой воды |
При выносе пластовой воды 0,5кг/1000нм3 |
При выносе пластовой воды 1,0 кг/1000нм3 |
||
5,0 |
24 |
28 |
32 |
|
4,5 |
61 |
71 |
80 |
|
4,0 |
96 |
111 |
127 |
|
3,5 |
129 |
151 |
173 |
|
3,0 |
160 |
189 |
217 |
|
2,5 |
190 |
225 |
260 |
|
2,0 |
219 |
260 |
301 |
|
1,5 |
246 |
294 |
342 |
|
1,0 |
273 |
327 |
381 |
|
0,5 |
298 |
357 |
420 |
|
0,0 |
322 |
390 |
457 |
Следует также отметить, что при появлении в процессе эксплуатации месторождения так называемых ''слабых” «шлейфов», т.е. шлейфов в которых не обеспечивается вынос жидкой водной или водометанольной фазы (и при пробковом режиме течения газожидкостной смеси), проблема борьбы с гидратообразованием резко обостряется:
- требуются существенно большие удельные расходы метанола в связи с более низкими температурами газа в конце шлейфа;
- необходимо заблаговременно начинать ингибировать такие шлейфы метанолом -- примерно за неделю до прогнозируемого изменения температуры воздуха в переходной период от осени к зиме;
- целесообразно проводить мероприятия по периодической очистке таких трубопроводов от скопившейся жидкости с использованием эффективных современных технологий (например, гелевые поршни и пр.).
В ряде достаточно редких на сегодняшний момент случаев возможно попадание в гидратный режим и стволов эксплуатационных скважин. Кроме того, газогидратный термобарический режим скважин всегда имеет место при их газодинамических исследованиях. В этой связи проведены прогнозные расчеты расхода метанола и для ингибирования стволов скважин (с подачей метанола на забой скважины) при низких температурах газа на устьях, приведенных в таблицах 5.3 и 5.4
Таблица 5.3 - Удельный расход метанола для ингибирования стволов скважин Ямбургского месторождения (сеноманская залежь) Давление на устье скважины 5,9Мпа (1997год)
Температура в конце шлейфа, 0С |
Удельный расход метанола, г/1000нм3 |
|||
Без выноса пластовой воды (вода только конденсированная) |
При выносе пластовой воды 0,5кг/1000нм3 |
При выносе пластовой воды 1,0 кг/1000нм3 |
||
8,0 |
18 |
21 |
23 |
|
7,0 |
94 |
109 |
124 |
|
6,0 |
164 |
191 |
218 |
|
5,0 |
227 |
266 |
306 |
|
4,0 |
284 |
337 |
390 |
|
3,0 |
336 |
403 |
469 |
|
2,0 |
384 |
464 |
545 |
|
1,0 |
428 |
522 |
617 |
|
0,0 |
468 |
577 |
686 |
Таблица 5.4 Удельный расход метанола для ингибирования стволов скважин Ямбургского месторождения (сеноманская залежь) Давление на устье скважины 5,0 Мпа (2000год) Пластовое давление 6,1 МПа
Температура в конце шлейфа, 0С |
Удельный расход метанола, г/1000нм3 |
|||
Без выноса пластовой воды (вода только конденсированная) |
При выносе пластовой воды 0,5кг/1000нм3 |
При выносе пластовой воды 1,0 кг/1000нм3 |
||
7,0 |
не требуется |
--- |
--- |
|
6,0 |
45 |
52 |
59 |
|
5,0 |
117 |
136 |
155 |
|
4,0 |
182 |
214 |
245 |
|
3,0 |
241 |
286 |
330 |
|
2,0 |
295 |
353 |
411 |
|
1,0 |
345 |
416 |
488 |
|
0,0 |
391 |
476 |
561 |
Проблема борьбы с гидратообразованием на поздней стадии разработки сеноманской залежи Ямбургского остаётся главным образом для небольшого количества "слабых" шлейфов. Для этих шлейфов необходимо проводить мероприятия по их периодической очистке от жидкой фазы: в противном случае, в шлейфах можно получать гидратные пробки (в момент резкого снижении температуры воздуха в зимнее время и, следовательно, недостаточной концентрации метанола в водной фазе застойных зон промыслового трубопровода). Рекомендуется для подобных внутрипромысловых коллекторов и шлейфов начинать заблаговременное их ингибирование метанолом (примерно за неделю до предполагаемого похолодания). При этом расход метанола приходится устанавливать исходя из минимально -- возможной температуры газа в конце шлейфа: некоторый избыточный расход метанола позволяет предупредить образование гидратных пробок в слабых шлейфах при резком ("внезапном" и неожиданном для персонала УКПГ) понижении температуры воздуха.[7].
6. Расчетная часть
6.1 Тепловой расчет шлейфов
Тепловой расчет шлейфа производится с целью оценки распределения температуры по его длине и определения места возможного образования гидратов.
Для расчета были использованы следующие исходные данные:
Расход газа в шлейфе, млн.м3/сут - 5.71
Давление газа на устье скважины, МПа - 4,9
Температура газа на устье скважины, К - 285
Температура окружающей среды, К - 238;
Относительная плотность газа по воздуху - 0,561
Внутренний диаметр шлейфа, м - 0,5
Наружный диаметр шлейфа, м - 0,53
Длина шлейфа, км - 10,0
Коэффициент сверхсжимаемости газа - 0,9
Изобарическая теплоемкость газа, кДж/кг - 2,21
Коэффициент теплопередачи от газа
к окружающей среде, Вт/(м2·°С) - 1,75
Эффект Джоуля-Томпсона Di, °С/МПа - 2,5
Решение:
Конечное давление в шлейфе при известном начальном давлении определяется так:
PК = , (6.1)
Коэффициент гидравлического сопротивления л зависит от режима движения газа. Для определения величины л используем формулу, предложенную Веймаутом:
л = 0,009407/d3, (6.2)
Среднюю температуру газа на расчетном участке вычисляют по уравнению:
Т = ТОС + , (6.3)
где Тос и Ту - температура окружающей среды и на устье скважины соответственно, К; L - длина шлейфа, км; а - параметр Шухова, рассчитывают по формуле:
а = (6.4)
где К - коэффициент теплопередачи от транспортируемого газа окружающей среде, Вт/(м·°С), С - изобарическая теплоемкость газа, кДж/кг, dН - наружный диаметр шлейфа, мм.
, тогда
При известном значении РК - давление на заданном участке шлейфа определяют по формуле:
РХ = , (6.5)
где x - расстояние от начала до расчетной точки шлейфа, км.
=4,8674МПа
Температура газа на заданном участке шлейфа может определяться по уравнению:
TL = ТОС + (ТУ - ТОС)·е-аL - Di, (6.6)
где Di - эффект Джоуля-Томпсона, то есть снижение температуры газа при понижении давления, С°/МПа, для приближенных расчетов применяют Di = 2,5 С°/МПа; L - длина шлейфа, км.
РСР - среднее значение давления на расчетном участке шлейфа , определяется по уравнению :
РСР = , (6.5)
где РУ и РК - давление в начале и конце шлейфа, МПа
Температуру гидратообразования рассчитывают по формулам для положительных температур: ,(6.6)
Исходные данные. Состав газа:
Уi |
сi |
||
Метан |
0,96139 |
0,555 |
|
Этан |
0,03339 |
1,049 |
|
Пропан |
0,00052 |
1,542 |
|
i-бутан |
0,00154 |
2,075 |
|
n-бутан |
0,00019 |
2,075 |
|
С5+ |
0,00024 |
2,672 |
|
Азот |
0,00169 |
0,697 |
|
угл.газ |
0,00104 |
1,529 |
Получим приведенную плотность сг':
,
где ?yi' - сумма мольных долей гидратообразующих компонентов,
сi - плотность компонентов
При В=20
282.2164К
Дальнейшее расчет Р,Т выполним в программе Micrjsoft Excel и занесем в таблицу 6.1
Таблица 6.1 - Результаты гидравлического и теплового расчета.
Расстояние от устья скважины, Х, км |
Давление в участке газопровода,Рх, МПа |
Температура газа в участке газопровода, Тl, К |
Температура гидратообразования, Тg, К |
|
Q = 5,71 млн. м3 сут., Тос = - 35 0С, Ру = 4,9 МПа, L = 10 км |
||||
0 |
4,9 |
285 |
282,22 |
|
1 |
4,9 |
283,63 |
282,21 |
|
2 |
4,89 |
282,29 |
282,19 |
|
3 |
4,87 |
280,99 |
282,16 |
|
4 |
4,85 |
279,73 |
282,12 |
|
5 |
4,82 |
278,5 |
282,06 |
|
6 |
4,78 |
277,3 |
281,99 |
|
7 |
4,73 |
276,14 |
281,91 |
|
8 |
4,68 |
275,01 |
281,82 |
|
9 |
4,62 |
273,91 |
281,7 |
|
10 |
4,56 |
272,84 |
281,58 |
Рисунок 5.3 - График зависимости температуры газа от расстояния 1 - температура газа в участке газопровода; 2 - тампература гидратообразования.
6.2 Расчет расхода метанола для предотвращения гидратообразования
Решение: количество ингибитора, необходимого для предупреждения гидратообразования, может определяться по уравнению:
G = gж + gг + gк ,
где gж - количество ингибитора, необходимого для насыщения жидкой фазы, кг/1000 м3; gг - количество ингибитора, необходимого для насыщения газовой фазы, кг/1000 м3; gк - количество ингибитора, растворенного в жидкой углеводородной фазе, выделяемой из 1000 м3 газа, кг.
Значение gж определяют по уравнению:
gж = W·X2/(X1 - X2), (6.7)
где Х1 и Х2 - массовая доля ингибитора в исходном и отработанном растворах;
W - количество воды в жидкой фазе на расчетной точке, кг/1000 м3.
Массовая доля ингибитора в исходном растворе (Х1) относится к известным параметрам системы, Х2 определяется по формуле:
Х2 = , (6.8)
где М - молекулярная масса ингибитора; К - коэффициент зависящий от типа раствора.
Для метанола М = 32, К = 1220.
Значение необходимой температуры понижения гидратообразования рассчитывают по формуле:
?t = Тг - Тр, (6.9)
где Тг - температура гидратообразования газа, ?С; Тр - температура газа в расчетной точке, ?С.
?t=8,74К, после определения ?t находят значение Х2 по формуле:
Х2 = , =0,186493. Значение принимают на 10…20% больше его расчетного значения: =0,205142
Количество воды в жидкой фаз определяем по номограмме:
W =0,2г/м3, тогда
gж = W·X2/(X1 - X2)=0,054352кг/1000м3
Количество ингибитора, необходимое для насыщения газовой фазы определяют по формуле:
g г = 0,1•а•Х2
где а - отношение содержания ингибитора, необходимого для насыщения газовой фазы, к концентрации метанола в отработанном растворе, определяем по номограмме:
а=15
Расчет ведется для сеноманской залежи ЯГКМ, в котором содержание углеводородов С5+ практически отсутствует, тогда значением gк можно пренебречь.
G = gж + gг + gк = 0,054352+0,27974= 0,334092 кг/1000м3
По результатом расчета видно, что в зимнее время (Тос=-35) эксплуатации шлейфа гидраты образуются на расстоянии 2,5 км. Расход метанола на предотвращение гидратообразования составляет 0,33092 кг/1000м3[8].
Заключение
Основными факторами, определяющими условия образования гидратов природных газов, являются: состав газа, давление, температура, наличие свободной капельной влаги, а также степень ее минерализации. Для предупреждения образования гидратов в потоке газа необходимо устранить какое-либо из основных условий существования гидратов. В связи с этим основными методами борьбы с гидратами являются понижение давления, повышение температуры и ввод антигидратных ингибиторов. На сегодняшний день самым распространенным и действенным является именно последний метод. Определяющими критериями при выборе того или иного ингибитора являются технологическая эффективность, т.е. способность ингибитора понизить температуру гидратообразования на заданную величину, и возможность беспрепятственной доставки и ввода ингибитора в поток газа в условиях данного промысла. Также во внимание принимаются экономические соображения: стоимость и расход ингибитора, возможность регенерации ингибитора и ее стоимость, величина потерь ингибитора, стоимость сооружения системы ввода и др.
В данном курсовом проекте были рассмотрены различные виды ингибиторов гидратообразования, а также проведен тепловой расчет шлейфов, также расчет расхода метанола. Одним из основных ингибиторов, используемых в условиях крайнего севера, является метанол, ввиду его высокой эффективности и относительной дешевизны.
Список литературы
1. Истомин В.А. Современные системы сбора и промысловой обработки продукции газовых и газоконденсатных скважин: курс лекций.
2. Дегтярев Б.В., Бухгалтер Э.Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в северных районах. М., “Недра”, 1976, 198 с.
3. Гвоздев Б.П., Гриценко А.И., Корнилов А.Е. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М., “Недра”, 1988, 575 с.
4. Коротаев Ю. П., Ширковский А. И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. М.,Недра, 1984, с. 487.
5. Регламент по УКПГ-6 ООО “Ямбурггаздобыча”.
6. Отчет по геологии и разработке местрождений предприятия «Ямбурггаздобыча» за 2002 г. - РАО Газпром.
7. Отчет по теме 207.71.32. Проект разработки ЯГКМ. Том 1. ВНИИГАЗ, ТюменНИИГипрогаз. - 2001 г.
8. Чеботарев В.В. Расчеты основных технологических процессов при сборе и подготовке скважинной продукции.: учебное пособие. - Уфа:Изд-во УГНТУ, 1995.-332 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Геологическое описание месторождения: географическое положение, тектоника и характеристика ловушки. Краткий анализ разработки газовой залежи. Общие сведения о гидратах, условия их образования. Предупреждение образования гидратов природных газов.
курсовая работа [30,6 K], добавлен 03.07.2011Геологическое строение Ямбургского месторождения: краткая литолого-стратиграфическая характеристика разреза, тектоника. Определение зон возможного гидратообразования сеноманской залежи, расчет расхода ингибитора. Гидравлический и тепловой расчет шлейфов.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 17.09.2011Геологическое строение месторождения. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза, тектоника и газоносноть. Физико-химическая характеристика газа. Анализ системы сбора и подготовки газа Бованенковского месторождения. Основные проектные показатели.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.11.2013Геологическая изученность и история открытия месторождения, его строение: стратиграфия, тектоника, нефтегазоносность, гидрогеология. Состояние разработки месторождения. Конструкция и оборудование скважин. Анализ технологии подготовки валанжинского газа.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 19.07.2013Геологическое строение района работ. Литолого-стратиграфическая характеристика продуктивного разреза. Тектоника и нефтегазоносность. Геологические задачи, решаемые геофизическими методами. Физико-геологические предпосылки применения геофизических методов.
курсовая работа [783,0 K], добавлен 16.02.2016Разработка Вынгаяхинского месторождения газа. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза. Основные параметры сеноманской продуктивной толщи. Проницаемость и начальная газонасыщенность. Конструкция фонтанных подъемников и оборудование скважин.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 10.05.2015История освоения Талинского месторождения. Стратиграфия, тектоника и особенности геологического строения отложений. Разновидности пород и их литолого-петрографическая характеристика. Анализ эксплуатации скважин, осложнения и пожарная профилактика.
дипломная работа [177,7 K], добавлен 13.04.2014Геологическое строение и нефтегазоносность района. Литолого-стратиграфическая и геофизическая характеристика продуктивной части разреза. Подсчет запасов нефти и растворенного газа залежи евлановско-ливенского горизонта Ковалевского месторождения.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 15.01.2014Геологическое строение района и месторождения. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза, тектоника. Определение геофизических параметров Васюганской свиты верхнеюрского возраста. Определение коэффициента нефтенасыщенности и проницаемости.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 02.10.2012Геологическая характеристика Покачевского месторождения: орогидрография, стратиграфия, литология и тектоника, физико-химические свойства нефти, режим разработки залежи. Расчет себестоимости подбора оборудования установки штангового глубинного насоса.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 29.06.2012