12. Гидраты природных газов.

Гидраты – клатратные соединения воды с газом.

Вода в жидком состоянии может иметь некую кристаллическую решётку. Если полость между четырьмя молекулами воды в кристаллической решётке заполняется молекулами газа, то получаются клатратные соединения. Гидраты бываю двух видов: гидраты первой структуры и гидраты второй структуры. Гидраты первой структуры обозначаются . В этих гидратах есть шесть больших полостей размером и две маленькие плоскости размером . Гидраты могут образовывать следующие элементы: , , , , , , . Гидраты второй структуры обозначаются . В этих гидратах шестнадцать малых полостей размером и восемь больших полостей размером .

Гидраты образуются при положительных температурах.

Методы определения условий гидратообразования:

1. Экспериментальный метод с помощью бомб PVT.

2. Графический метод, который даёт ошибку до пяти процентов. В этом методе условия гидратообразования зависят от давления и температуры.

3. Аналитический метод определения, который основан на формуле Пономарёва: , при положительной температуре и при отрицательной температуре, где и - некие коэффициенты, зависящие от величины , в которой - количество гидратообразующих компонентов; - количество -того гидратообразующего компонента. Для каждого конкретного месторождения эти формулы немного видоизменены.

В лияние содержания углекислого газа и сероводорода на условие гидратообразования определяется следующей формулой: , где - суммарное содержание углекислого газа и сероводорода; .

Газогидратные залежи.

Такие учёные, как Требин, Васильев, Черский, Макагон разрабатывали и исследовали газогидратные залежи. Одной из газогидратных залежей является Мессояхское месторождение. График зависимости забойного давления от времени эксплуатации на нём выглядит следующим образом:

У величение давления при остановке работы скважины связано с тем, что с течением времени газовые гидраты разрушаются, и выделяется газ.

Зоны, где могут быть гидраты:

1. Многолетние мёрзлые породы (Тюмень, на глубине ; Якутия, на глубине ).

2. Дно океанов и морей.

Была выведена следующая зависимость:

13. Методы предупреждения и ликвидации гидратов.

Методы предупреждения появления гидратов:

1. Повышение температуры.

2. Ингибирование газа.

3. Осушка газа.

Ингибиторы – вещества, которые позволяют резко снизить температуру гидратообразования (метанол, этанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, ).

Снижение температуры точки росы при ингибировании нелетучими ингибиторами (все кроме метанола) можно определить по формуле: , где - концентрация ингибитора в конце процесса ингибирования; - эмпирический коэффициент; - молекулярная масса.

		Ингибитор
1228	32	Метанол
2195	62	Этиленгликоль
2495	106	Диэтиленгликоль

Главным методом предупреждения гидратов является повышение температуры и понижение давления. При появлении гидратной пробки её промывают с помощью при температуре .

Расход метанола определяется по следующей формуле: , , где - начальное влагосодержание; - влагосодержание, соответствующее точке росы; - количество ингибитора, - количество метанола, растворённого в углеводородном конденсате, .

, .

, где - коэффициент распределения между жидким и парообразным метанолом.