Спосіб запобігання утворення гідратів в газових свердловинах
Номер патенту: 10615
Опубліковано: 25.12.1996
Автори: Балакіров Юрій Айрапетович, Ягодовський Сергій Ігорович, Мірзаджанзаде Азат Халілович, Зайцев Юрій Васильович
Формула / Реферат
Способ предотвращения образования гидратов в газовых скважинах путем введения в поток газа ингибитора гидратообразования, отличающийся тем, что в качестве ингибитора гидратообразования в скважину закачивают воду суточным расходом, равным объему насосно-компрессорных труб на участке от устья скважины до отметки, в которой температура газового потока достигает 25°С.
Текст
Изобретение относится к добыче природного газа и может быть использовано для предотвращения образования гидратных пробок в стволах газовых скважин. Известен способ предотвращения образования гидратных отложений в стволах скважин путем ввода в поток газа ингибиторов гидратообразования и регенерации их на поверхности [1]. Особенно часто этот метод применяют для предупреждения и ликвидации гидратных отложений в стволах скважин, где любые другие методы либо неприменимы, либо малоэффективны. При постоянном или цикличном вводе ингибиторов в поток газа (в насосно-компрессорные (НКТ) трубы или кольцевое пространство) изменяются структурные параметры воды, снижается давление паров воды, что приводит к изменению равновесных условий гидратообразования, предупреждению образования и разрушению гидратных отложений. Однако, значительная часть поступающего в скважину ингибитора гидратообразования безвозвратно теряется из-за уноса ингибитора потоком газа, растворения в конденсаторе и ухода в пласт. С целью сокращения потерь ингибиторов гидратообразования проводится регенерация отработанного раствора ингибитора после выводе его из системы предупреждения гидратов (прототип). Отделение насыщенных растворов ингибиторов из газового потока осуществляется в установках регенерации (сепараторах), что требует дополнительного обустройства промысла и соответственно значительных материальных затрат. Использование ингибиторов гидратообразования по способу описанному в прототипе позволяет добиться предупреждения и ликвидации гидратных отложений в НКТ; однако их применение вызывает ряд существенных осложнений в эксплуатации скважин. К ним (осложнениям) относятся: - процессы солеобразования (при использовании метанола, хлористого кальция и гликолей); - процессы коррозии газопромыслового оборудования (хлористый кальций); - потеря прочности коллектора, цементного кольца и, как следствие, обводнение скважин. Все это приводит к снижению производительности скважин, падению добычи углеводопроводов, требует проведения ремонтно-изоляционных работ, мероприятий по предупреждению коррозии и солеотложения, что приводит к росту затрат и явно нежелательно. Задачей изобретения является создание способа предотвращения образования гидратов в газовых камерах, в котором путем замены вида ингибитора гидратообразования, возможно добиться предупреждения образования гидратов и их ликвидацию без дополнительного обустройства газовых скважин, что требует значительных материальных затрат. Поставленная задача решается тем, что в способе предотвращения образования гидратов в газовых скважинах путем введения в поток газа ингибитора гидратообразования, согласно изобретению в качестве ингибитора гидратообразования в скважину закачивают воду суточным расходом, равным объему насоснокомпрессорных труб на участке от устья скважины до отметки, в которой температура газового потока достигает 25°С. Сущность изобретения поясняется следующим образом. Известно [1], что зародыши кристаллизации гидрата образуются на свободной поверхности контакта газвода. Поверхностный слой перенасыщен молекулами газа, а газовая среда, непосредственно прилегающая к поверхности воды, перенасыщена молекулами йоды. Таким образом, на поверхности контакта газ-вода находится переходный слой, в котором при определенных термодинамических условиях формируются зародыши кристаллизации, происходит фиксация положения молекул воды и газа. В стволе скважины центры кристаллизации формируются из пленочной воды на стенках труб. При реализации предложенного способа вода, стекая по стенкам насосно-компрессорных труб (НКТ) будет способствовать срыву и разрушению переходного слоя, где возможно образование центров кристаллообразования. Таким образом, постоянная закачка воды в НКТ, позволит создать условия, препятствующие образованию гидратов по всему стволу скважины. Требуемый суточный расход воды, можно определить из соотношения молекулярных весов газа и воды. Известно, что добываемый из газовых месторождений газ состоит чаще всего на 90% из метана и, что в гидратах природных газов на одну молекулу углеводорода приходится 6-7 молекул воды. Значит, химическая формула гидратов может быть записана в виде: СН4 • 7Н2О. Тогда, отношение молекулярных весов воды и газа равно: Рассмотрим общий случай, когда требуется предотвращение образования гидратов по всей длине НКТ. VНКТ - объем насосно-компрессорных труб VСH4 - объем газа в насосно-компрессорных трубах VН2O - требуемый объем воды. При условии допущения возможности образования гидрата по всей длине НКТ, газ будет занимать восьмую часть объёма НКТ: Следовательно, для предотвращения образования гидратов в стволе газовой скважины требуется суточный расход воды равный объему НКТ. Известно, что критическая температура существования гидрата метана равна 21,5°, выше нее гидрат при любом высоком давлении существовать не может. Поэтому, с целью экономии воды, снимается эпюра распределения температуры по стволу скважины, и при расчете объема закачиваемой воды, учитывается участок НКТ от устья до отметки, температура газового потока в которой равна. 25°С (поправка сделана на погрешность измерений температуры). Порядок проведения технологических операций по предлагаемому способу: 1) по данным исследований скважин (распределение температуры по стволу работающей скважины) определяют участок НКТ, на котором возможно образование гидратной пробки; 2) рассчитывают требуемый объем (суточный) ингибитора гидратообразования; 3) проводят закачку в скважину необходимого количества ингибитора. Закачка ингибитора гидратообразования (воды) в скважину осуществляют по одной из трех схем ввода безнасосной (через калиброванный дроссель), насосной с индивидуальной подачей и централизованной насосной с групповой подачей, в зависимости от конкретных условий обустройства газового промысла. Пример. В насосно-компрессорных трубах газовой скважины с дебитом газа 20,0 т,м3/сут, возможно образование гидратной пробки длиной 10 м. Внутренний диаметр НКТ - 62 мм. Температура 4°С, давление 35 ат. Объем НКТ, на котором требуется предупреждение процесса гидратообразования Требуемый расход воды Qв = VНКТ = 0,03 м3/сут.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for prevention of hydrate formation in gas wells
Автори англійськоюBalakirov Yurii Airapetovych, Yahodovskyi Serhii Ihorovych, Zaitsev Yurii Vasyliovych, Mirzadzhanadze Azat Khalilovych
Назва патенту російськоюСпособ предотвращения образования гидратов в газовых скважинах
Автори російськоюБалакиров Юрий Айрапетович, Ягодовский Сергей Игоревич, Зайцев Юрий Васильевич, Мирзаджанзаде Азат Халилович
МПК / Мітки
МПК: E21B 43/00
Мітки: спосіб, газових, утворення, гідратів, запобігання, свердловинах
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-10615-sposib-zapobigannya-utvorennya-gidrativ-v-gazovikh-sverdlovinakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб запобігання утворення гідратів в газових свердловинах</a>
Попередній патент: Кормова добавка
Наступний патент: Спосіб уловлювання фенолів із газу
Випадковий патент: Оптрон на основі квантових точок телуриду кадмію