Приклад безгідратної експлуатації

Розглянемо для даного прикладу зміну проектного безгідратного дебіту газу в процесі розробки родовища. Вправо від точки А і вище за криву 2 гідрати не утворюються. У перші два роки розробки безгідратний дебіт свердловин знаходиться в межах 1 - 0,7 млн. м3/доб. У подальші роки прийнятий за проектом робочий дебіт свердловини забезпечує безгідратний режим свердловин.

Рисунок 2.9 - Зміна допустимого дебіту свердловини, при якому виключається утворення гідратів, в процесі розробки родовища: 1 - лінія допустимих дебітів; 2 - проектний дебіт; 3 - зона гідратів

Слід вказати, що існує такий дебіт, вище і нижче за який температура газу на гирлі не підвищується, а знижується (см, криву 2 на малюнку 2.6). Пояснюється це тим, що при низьких дебітах температура газу на гирлі в основному залежить від теплообміну газу із стінками свердловини, а при високих дебітах за рахунок збільшення втрат енергії газу на тертя, ефект Джоуля - Томпсона починає переважати над ефектом теплообміну.

Утворення гідратів в стовбурі можна попередити теплоізоляцією фонтанних або обсадних колон , підвищенням температури газу в стовбурі за допомогою нагрівачів. Найпоширеніший спосіб попередження утворення гідратів - подача інгібіторів (метанолу, гліколів) в потік газу. Іноді подача інгібітору здійснюється через затрубний простір. Вибір реагента залежить від багатьох чинників.

Місце початку утворення гідратів в свердловинах визначають по точці перетину рівноважної кривої утворення гідратів з кривою зміни температури газу по стовбуру свердловин (рис 2.10). Практично утворення гідратів в стовбурі свердловини можна визначити по зниженню робочого тиску на гирлі і зменшенню дебіту газу. Якщо гідрати перекривають перетин свердловини не повністю, розкладання їх найпростіше досягти за допомогою інгібіторів. Значно важче боротися з відкладеннями гідратів, що повністю перекривають перетин труб фонтанів і які утворили суцільну пробку гідрата. При невеликій довжині пробки її ліквідацію зазвичай здійснюють продуванням свердловини. При значній довжині викиду пробки в атмосферу передує деякий період, протягом якого вона частково розкладається в результаті зниження тиску. Тривалість періоду розкладання гідратів залежить від довжини пробки, температури газу і навколишніх гірських порід. Тверді частинки (пісок, шлам, окалина, частинки глинистого розчину і т. п.) уповільнюють розкладання пробки. Для прискорення цього процесу використовують інгібітори. Але слід враховувати також, що в зоні негативних температур вода, що виділяється при розкладанні гідратів при низькій концентрації інгібітору, може замерзнути і замість гідрата утворюється крижана пробка, ліквідовувати яку скрутно.

Рисунок 2.10. Графік визначення місця утворення гідратів в свердловинах криві: 1-2 зміни температури при дебітах (у тис. м3/сут) 1 – 20 і 2 – 30; 3 - геотермічного градієнта; 4 - рівноважної температури утворення гідратів

Якщо пробка великої довжини утворилася в стовбурі свердловини, її можна ліквідувати, застосовуючи замкнуту циркуляцію інгібітора над пробкою. В результаті механічні домішки розмиваються, і на поверхні пробки гідрата постійно міститься інгібітор високої концентрації.