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:
- 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.
- Истомин, В.А. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа / В.А. Истомин. – Москва: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. – 252 с.
