Борьба с гидратообразованием на Уренгойском газоконденсатном месторождении

Fight against hydrate formation at the Urengoy gas condensate field

Путем регулярных наблюдений определяется присутствие загрязнений в газопроводе. Кроме того при выявлении на участке перепада проверяются манометры на местности с предварительной продувкой штуцера, для удаления скопившегося льда особенно в зимнее время. Вследствие сохранения перепада устанавливается наблюдение показаний манометров через 15 – 20мин. Одновременно необходимо определить характер засорения газопровода и принять меры по его очистке.

Для своевременного предупреждения и ликвидации вероятного гидратообразования в газопроводе необходимо анализировать места возможного скопления гидратов. С целью выявления районов гидратообразования и своевременного предупреждения его нужно знать наличие гидратообразующих элементов в транспортируемом газе, плотность газа, изменение температуры и давления в газопроводе, а также влажность подаваемого в трубопровод газа. Исходя из состава, давления и температуры газа определяют условия формирования гидратов, а по значению влагосодержания рассчитывают вероятность формирования гидратов в данных условиях.

Сотрудники диспетчерской службы эксплуатирующей организации регулярно ведут наблюдения за давлениями по манометрам, которые установлены на всей протяженности газопровода. Исходя из показаний, строятся графики изменения значения давления.

Зоны возможного гидратообразования определяются при анализе графика совмещенного с графиком давления и температуры в трубопроводе, а также графиком температуры образования гидратов [2].

Образование газовых гидратов в системах добычи, сбора, транспортировки газа и промысловой подготовки являются довольно характерным технологическим осложнением, в особенности для условий газоконденсатных месторождений и северных районов. На объектах газопромысла возможна реализация термобарических условий для формирования газогидратов. Поэтому нужно предусмотреть мероприятия для предотвращения образования гидратов при эксплуатации месторождений. Термин «борьба с гидратами» применяется в отечественных источниках довольно часто и является наиболее общим, т.к. содержит как предупреждение процесса гидратообразования (или гидратоотложения), так и аналогичные операции по разложению, удалению (т. е. по ликвидации.) газогидратов, которые образовались в виде отложений, сплошных и несплошных пробок.

На Уренгойском газоконденсатном месторождении применяются следующие способы борьбы с гидратообразованием:

- подогрев газа;

- использование ингибиторов.

Предупреждение формирования гидратов при помощи подогрева газа состоит в том, что при постоянном давлении в трубопроводе температура газа поддерживается больше равновесной температуры формирования гидратов. Подогрев газа осуществляется в теплообменниках различной конструкции на станциях подогрева (открытым огнем, паром или другим теплоносителем).

Подогрев газа для предотвращения формирования гидратов применялся на промыслах, газосборных сетях и на магистральных трубопроводах значительной длины. При этом использовались несколько особых подогревателей.

Последние, располагались по трассе трубопровода перед местами вероятного гидратообразования.

Тем не менее, на газопроводах имеющих значительную протяженность использование подогрева газа экономически нецелесообразно, в связи с тем что для этого метода необходимы значительные капитальные и эксплуатационные вложения, кроме того при подогреве газа разрушается изоляция и появляются термические напряжения в теле трубы. Также использование открытого огня на газопроводе высокого давления опасно [1].

Целесообразно применять метод подогрева на магистральных газопроводах небольшой протяженности, и газосборных сетях промыслов, в случае предупреждения гидратообразования при централизованной осушке газа на головной компрессорной станции. При этом рационально нагревать газ до такой температуры чтобы при входе на установки осушки температура превышала температуру образования гидратов всего на несколько градусов.

Подогрев газа рационально использовать для борьбы с гидратообразованием в ситуациях, когда гидраты формируются в результате местного редуцирования газа, а рабочая температура в газопроводе превосходит равновесную температуру формирования гидратов [1].

Суть метода использования ингибиторов состоит в следующем. На основе механизма действия ингибиторы подразделяются на ингибиторы гидратообразования и ингибиторы гидратоотложения

Ингибиторами гидратообразования называются вещества, меняющие термобарические обстоятельства формирования гидратов, либо каким-нибудь образом воздействуют на скорость формирования гидратов в газожидкостной среде.

Именно ингибиторы гидратообразования – это вещества, значительно изменяющие (замедляющие) быстроту роста гидратов. В их число входят некоторые водорастворимые полимеры и ПАВ.

Ингибиторы гидратоотложения – вещества, которые изменяют консистенцию гидратной массы (т.е. делают ее текучей, как пример, за счет диспергирования газовых гидратов в газожидкостном потоке) и/или изменяющие обстоятельства адгезии (прилипания) гидратов к внутренней поверхности промысловых коммуникаций (что предотвращает отложение гидратов на внутренней стенке газопровода) [1].

На выбор для применения того или иного ингибитора гидратов действуют ниже перечисленные основные факторы:

− геологические, физико-географические и климатические условия того или иного месторождения;

− технологические особенности ингибитора, используемого к применению с учетом функционирования сбора, промысловой и заводской обработки газа на разбираемом месторождении, вероятностей использования нынешних технологий рециркуляции ингибиторов;

− коррозионная активность главного реагента, входящего в состав ингибитора гидратов;

− совместимость ингибитора с пластовой минерализованной водой и с другими реагентами при компановке составов многоцелевого назначения, например, при выборе состава комплексных ингибиторов коррозии, парафиноотложения и гидратообразования, либо составов для выноса пластовой воды из скважин или шлейфов и обеспечивающих в то же время предотвращение гидратообразования;

− вероятность организации личного производства ингибитора вблизи месторождения с применением компонентов природного газа в качестве сырья;

− ожидаемый и действительный удельный расход ингибитора на промысле и технико-экономические показатели с учетом дополнительных затрат на хранение реагентов, создания резервных запасов и утилизации промышленных стоков;

− особенности приготовления ингибитора нужного состава и его рассредоточение по точкам ввода, трудности, появляющиеся при автоматизации процесса ингибирования;

− класс токсичности и следование мерам безопасности, нужных при применении реагента;

− вероятность и целесообразность восстановлении отработанных растворов ингибиторов и выбор наилучшей технологии регенерации;

− пути утилизации отработанных растворов ингибиторов, которые невозможно регенерировать, с целью соблюдения требований к охране окружающей среды (обезвреживание промышленных стоков и их закачка в поглощающие горизонты с учетом особенностей охраны геологической среды) [2].

Перечисленные факторы необходимо учитывать при проектировании разработки месторождений углеводородов, при реконструкциях и модернизациях действующего промыслового оборудования и видоизменении технологии обработки газа, а также при анализирование потенциалов перехода на новые ингибиторы гидратообразования.

Таким образом, к методам борьбы с гидратообразованием на Уренгойском газоконденсатном месторождении относятся: подогрев газа и подогрев в месте образования гидратных пробок и использование ингибиторов. В качестве ингибитора гидратообразования на Уренгойском месторождении используется концентрированный метанол.

 

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. Тогашева А.Р. Газонефтепроводы: учебное пособие для ВУЗов. Актау: 2011 – 123 с.