Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа

Контакты E-mail: aq@mail.ru ICQ: 213009528

Формат DJVU Истомин В.А., Квон В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. — М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. 509с. В монографии проанализировано современное состояние методов борьбы с техногенным гидратообразованием в скважинах, системах сбора и промысловой подготовки природных и попутных нефтяных газов. Представлена информация о составе, строении, свойствах и методах расчета фазовых равновесий газовых гидратов. Отмечена роль физико-химических исследований в проблеме совершенствования методов борьбы с гидратами. Дана инженерная методика расчета термобарических условий гидратообразования для многокомпонентных газовых смесей. В систематизированной форме приведены экспериментальные данные по условиям гидратообразования газовых смесей, включающих углеводородные компоненты природных газов. Дано обсуждение ингибиторов гидратов различных классов — как ингибиторов гидратообразования (термодинамических и кинетических), так и ингибиторов гидратоотложения. Рассмотрено влияние ингибиторов на сдвиг фазового равновесия газовых гидратов. Детально изложена уточненная методика расчета норм расхода термодинамических ингибиторов различного состава, включающих летучую и нелетучую компоненты. Указаны границы ее применимости. Рассмотрены безингибиторные методы борьбы с гидратами. Проанализированы методы автоматизации расхода ингибиторов, а также основные технические решения по сокращению расхода ингибиторов. Рассмотрены методы ликвидации газогидратных отложений в промысловых системах. Изложены вопросы регенерации и утилизации водных растворов метанола — наиболее часто применяемого ингибитора в северных условиях. При подготовке монографии учтен опыт чтения лекций на факультете переподготовки при РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и факультете аэродинамики и летательной техники МФТИ. Решением ученого совета МФТИ (протокол от 26.11.04 №4) монография рекомендована в качестве учебного пособия для студентов, специализирующихся на кафедре фундаментальных основ газового дела РАЛТ МФТИ. Монография рассчитана на широкий круг специалистов нефтегазового профиля.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1 СТРОЕНИЕ, СОСТАВ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 10

1.1. Строение и состав газовых гидратов 10

1.2. Простейшая термодинамическая модель клатратного гидрата 20

1.3. Рациональное представление и использование экспериментальных данных по фазовым равновесиям газовых гидратов 23

Список литературы 32

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 34

Список литературы 49

ГЛАВА 3 ТЕРМОБАРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 52

3.1. Краткий обзор простых эмпирических методов определения условий гидратообразования для природных газов 53

3.2. Выбор формы эмпирических зависимостей для описания равновесных условий

гидратообразования многокомпонентных газовых смесей 65

3.3. Экспериментальные данные по равновесным параметрам гидратообразования 76

3.4. Методика инженерного расчета равновесных условий гидратообразования 107

Список литературы 114

ГЛАВА 4 ИНГИБИТОРЫ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 116

4.1. Термодинамические ингибиторы и особенности их технологического применения 123

4.2. Кинетические ингибиторы гидратообразования 151

4.3. Ингибиторы гидратоотложения и антиагломеранты 160

Список литературы 166

ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НА РАВНОВЕСНЫЕ УСЛОВИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 171

5.1. Экспериментальные данные по влиянию термодинамических ингибиторов на равновесные параметры гидратообразования 172

5.2. Эмпирические зависимости для определения антигидратной активности метанола 183

5.3. Эмпирические зависимости для расчета антигидратной активности гликолей 189

5.4. Ингибиторы-неэлектролиты, имеющие и не имеющие предел по концентрации ингибирующего действия 195

5.5. Антигидратные свойства ингибиторов-электролитов 200

Список литературы 206

ГЛАВА 6 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И НОРМИРОВАНИЯ РАСХОДА ИНГИБИТОРОВ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 210

6.1. Соотношения материального баланса для расчета расхода термодинамических ингибиторов и особенности их нормирования 212

6.2. Основные характеристики, влияющие на расход ингибиторов гидратообразования 228

6.2.1. Термодинамические характеристики водных растворов ингибиторов 228

6.2.2. Равновесное влагосодержание природного газа 237

6.2.3. Точки росы природного газа 248

6.2.4. Растворимость ингибиторов в природном газе 252

6.2.5. Растворимость метанола в углеводородном конденсате при равновесии с водными растворами метанола 255

6.2.6. Определение концентрации отработанного ингибитора 261

6.3. Некоторые причины несоответствия расчетных и фактических показателей расхода ингибиторов 262

6.4. Всегда ли расход ингибитора гидратообразования должен быть постоянным? 266

6.5. Особенности предупреждения гидратообразования в потоках частично осушенного газа 269

Список литературы 272

ГЛАВА 7 МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ИНГИБИТОРОВ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 277

7.1. Системы ввода ингибитора гидратообразования в поток газа 278

7.2. Методы идентификации процессов образования и отложения газовых гидратов в промысловых системах 294

7.3. Системы распределения и автоматического регулирования расхода ингибиторов 308

7.4. Критерии регулирования и общая характеристика алгоритмов управления расходом ингибитора гидратообразования 312

Список литературы 324

ГЛАВА 8 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ПРОМЫСЛОВЫХ СИСТЕМАХ 328

8.1. Методы предупреждения гидратных отложений 329

8.2. Предупреждение техногенного гидратообразования в продуктивном пласте 338

8.3. Предупреждение гидратов в скважинах 347

8.3.1. Поддержание безгидратных режимов работы (и простоя) скважины 352

8.3.2. Предупреждение отложений гидратов на стенке скважины 354

8.3.3. Подача ингибитора гидратообразования на забой скважины 354

8.4. Предупреждение гидратов в системах внутрипромыслового сбора газа 357

8.5. Предупреждение гидратов на установках промысловой подготовки газа 377

8.6. Предупреждение гидратов в газопроводах и на газораспределительных станциях 406

Список литературы 408

ГЛАВА 9 ЛИКВИДАЦИЯ ГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНАХ, ПРОМЫСЛОВЫХ И ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ 420

9.1. Механизмы образования и ликвидация отложений гидратов в стволах скважин , 421

9.2. Механизмы образования и ликвидация отложений гидратов в трубопроводах .„ 429

Список литературы 433

ГЛАВА 10 РЕГЕНЕРАЦИЯ И УТИЛИЗАЦИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ МЕТАНОЛА 435

10.1. Регенерация водных растворов метанола 438

10.2. Пути утилизации метанола низких концентраций 450

Список литературы 464

ПРИЛОЖЕНИЯ 466

1. Метастабильные состояния газовых гидратов (эффекты консервации газовых гидратов) 466

Список литературы 484

2. Динамика массообмена капель ингибитора гидратообразования метанола с природным газом 487

Список литературы 502