Анализ эффективности применяемых методов борьбы с гидратообразованием на Уренгойском газоконденсатном месторождении

Analysis of the effectiveness of applied methods to combat hydrate formation at the Urengoy gas condensate field

Главным методом, применяемым на Уренгойском газоконденсатном месторождении, для предотвращения гидратообразования и удаления образовавшихся газовых гидратов является закачка ингибиторов. Применяются такие химические вещества как ХПП-004 и СОНГИД-1803. ХПП-004 представляет собой смесь фосфорорганического соединения, моноэтаноламина и оксиалкилированных спиртов и уретановых производных в смеси растворителей метанола. Главной причиной такого выбора является возможность применения метанол содержащих ингибиторов в условиях Крайнего Севера, а также стоимость химических реагентов.

Метанол содержащийся в ингибиторе испаряясь в потоке газов снижает парциальное давление паров воды над гидратом, и приводит к разрушению гидратов.

Закачка Ингибитора ХПП 004 ОКРМ в газовые скважины производится путем закачки его в затрубное пространство скважины, при помощи установки дозирования ингибитора (БДР).

В условиях Уренгойского газоконденсатного месторождения в период с 3.02.2015 и по 15.11.2015 гг. были проведены опытно-промысловые испытания ингибитора ингибитора-диспергента ХПП-004(ОКМР), предназначенного для предотвращения образования гидратоотложений в нефтепромысловом оборудовании при эксплуатации газовых скважин.

В процессе испытания ингибитора гидратообразований ХПП-04(ОКМР) получены положительные результаты по предотвращению образования гидратных отложений. В ходе опытно-промышленных испытаний была подобрана оптимальная дозировка реагента, которая составила 0,63 г/м3.

За время применения ингибитора в 2 раза сократилось количество противогидратных обработок, что положительно сказалось на режимах работы газовых скважин, прекращено использование спецтехники (АЦН, ЦА-320, ППУА) для доставки и закачки хлористого кальция для удаления гидратов.

Целевым параметром согласно утвержденной программе испытаний являлось снижение количества противогидратных обработок на 30%, по факту снижение составило 59%. Положительный эффект применения ингибитора подтверждается результатами мониторинга параметров скважин. Несмотря на ряд преимуществ и положительный эффект применения метанол содержащих ингибиторов, они имеют значительные недостатки: метанол является токсичным, пожаровзрывоопасным веществом, а также для успешного проведения обработок необходима его большая концентрация в растворе.

Ингибиторы гидратообразования кинетического действия представляют собой водорастворимые полимеры, содержащие в своей структуре атомы азота и кислорода. Выделены два основных принципа механизма ингибирования.

Боковые группы полимера-ингибитора абсорбируются на поверхности кристалла гидрата посредством водородных связей. Адсорбируясь на кристалле гидрата, полимер способствует разрастанию кристалла вокруг и между нитями полимера с небольшим радиусом кривизны кристалла. Ингибиторы также стерически блокируют вход и заполнение полости гидрата неполярными растворенными веществами, такими как метан. Также отмечено небольшое взаимодействие между неполярным растворенным веществом и гидрофобной частью боковых групп ингибитора в модели. Большим преимуществом ингибиторов кинетического типа стала дозировка, которая кратно ниже дозировок термодинамических ингибиторов. Это существенно позволяет снизить операционные затраты. Кинетические ингибиторы гидратообразования (КИГ) также относятся к категории «экологичных», что снижает риски при транспортировке, хранении и применении. В связи с перечисленными преимуществами в последнее десятилетие КИГ набирают все большую популярность у добывающих компаний при выборе методов борьбы с гидратообразованием. На сегодняшний день на ряде объектов нефтегазодобывающих компаний успешно прошли опытно-промышленные испытания и эффективно применяются ингибиторы гидратообразования низкой дозировки. Все вышеперечисленные преимущества также подтверждаются опытно-промыcловыми испытаниями иностранных коллег-нефтяников.

Ингибитор и растворитель гидратообразований СОНГИД-1803 представляют собой смесь полимерной основы в органическом растворителе.

По физико-химическим показателям ингибитор/растворитель гидратообразований СОНГИД-1803 должен соответствовать требованиям и нормам.

В период с 01.07.2016 по 31.07.2016 г. были проведены опытно- промысловые испытания ингибитора гидратообразований СОНГИД-1803, предназначенного для предотвращения гидратных отложений в нефтепромысловом оборудовании, при эксплуатации газовых скважин. С 01.07.2016 г. на скважинах была начата подача ингибитора гидратообразования СОНГИД-1803, с дозировками, аналогичными ХПП-004.

В процессе испытаний получены положительные результаты по предотвращению процессов гидратообразования. Целевым параметром испытаний являлось получение положительного результата при дозировке ингибитора гидратообразования СОНГИД-1803, не превышающей – 0,63 г/м3, в сравнении с применяемым реагентом – ингибитором гидратообразований ХПП-004).

Из полученных данных можно сделать вывод о том, что реагент ингибитор гидратообразований термодинамического действия «СОНГИД-1803» эффективно препятствует образованию гидратов природного газа в стволе скважины. Сравнение характеристик обработок для скважин Х и Y представлены на рисунке 1 и рисунке 2.

Рисунок 1 – Данные по экспериментальной скважине Х

 

Рисунок 2 – Данные по экспериментальной скважине Y

 

Как видно из гистограмм объем подачи ингибитора СОНГИД-1803 меньше, как и требуемое время на растворения гидратообразований, но время на продувку превышает соответствующий показатель ингибитора гидратообразований ХПП-004.

Таким образом, в условиях Уренгойского газоконденсатного месторождения в качестве ингибитора гидратообразования до недавнего времени использовался исключительно ингибитор ХПП-004 на основе метанола. Однако, у таких ингибиторов существуют серьезные недостатки, связанные с недостаточной проработанностью технологий утилизации отработанных растворов, значительной токсичностью и взрывоопасностью. По этой причине были произведены опытно-промышленные испытания кинетического ингибитора СОНГИД-1803, результаты которых показали большую эффективность разрушения газовых гидратов при меньшей концентрации ингибитора в растворе. Но также уже разработаны более совершенные реагенты, имеющие некоторое превосходство над традиционно используемыми ингибиторами, для которых необходимо провести опытно-промышленные испытания.

В связи с увеличивающейся добычей газа в условиях севера Сибири и вводом в эксплуатацию месторождений, следует учитывать, что потребность в эффективных ингибиторах гидратообразования будет расти. Из чего следует вывод, что актуальность проблемы совершенствования ингибиторов, и их утилизации необходимо в ближайшем времени.

 

Список литературы:

  1. Аксютин О.Е. Условия образования и методы борьбы с гидратами на газовом промысле Уренгойского месторождения / Мельшиков С.Н., Лапердин А.И.: Обзор информ. М.: Газпром экспо, 2013. - 88 с.
  2. Истомин, В.А. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа / В.А. Истомин. – Москва: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. – 252 с.