39. Предупреждение образования гидратов

Как указывалось, природный газ газовых месторождений в пластовых условиях насыщен парами воды. При отборе газа из пласта, сопровождающемся понижением его температуры и давле­ния, пары воды конденсируются и скапливаются в скважинах и газопроводах. При определенных условиях компоненты природно­го газа (метан, этан, пропан, бутаны), взаимодействуя с водой, способны образовывать твердые кристаллические вещества, на­зываемые гидратами. Каждая молекула перечисленных компонен­тов способна связать 6—7 молекул воды, например, CH₄*6H₂O; C₂H₆*7H₂O.

По внешнему виду гидраты напоминают снег или лед. Они от­носятся к неустойчивым соединениям и при некоторых условиях (нагревание, понижение давления) быстро разлагаются на газ и воду.

Образование гидратов происходит при повышенных давлениях, низкой температуре и тесном контакте гидратообразующих компонентов газа с водой.

В условиях высокого давления гидраты не могут существовать при температуре выше критической:

Газ ………… CH₄ C₂H₆ C₃H₈ i-C₄H₁₀ n-C₄H₁₀

t_крит, ⁰C ……. 21,5 14,5 5,5 2,5 1,0

Образовавшиеся гидраты могут закупорить скважины, газопро­воды, сепараторы, нарушить работу измерительных и регулирую­щих приборов. Часто вследствие образования гидратов выходят из строя штуцера и регуляторы давления, дросселирование газа в которых сопровождается резким понижением температуры. Это нарушает нормальную работу газопромыслового оборудования, особенно при низких температурах окружающей среды.

Борьба с гидратами ведется в двух направлениях: а) преду­преждение образования гидратов; б) ликвидация образовавшихся гидратов.

Для предотвращения образования гидратов в скважинах при­меняют следующие методы:

а) устанавливают соответствующий технологический режим эксплуатации скважины;

б) непрерывно или периодически подают на забой скважины антигидратные ингибиторы;

в) применяют футерованные насосно-компрессорные (подъем­ные) трубы;

г) систематически удаляют с забоя скапливающуюся жидкость;

д) устраняют причины, вызывающие пульсацию газа в скважине.

Ствол скважины очищают от гидратных отложений: а) продув­кой в атмосферу с необходимой предварительной выдержкой скважины в закрытом состоянии с целью частичного разложения гид­ратов под влиянием тепла окружающих пород; б) закачкой боль­шого объема антигидратного ингибитора непосредственно на гидратную пробку с выдержкой для разложения гидратной пробки и с последующей продувкой в атмосферу.

Предупреждают образование гидратов в фонтанной арматуре и в обвязке скважин, а также на различных участках, в узлах и звеньях системы сбора и транспортирования газа (в зависимости от конкретных условий) следующими методами, применяемыми как самостоятельно, так и комплексно:

а) обогревом отдельных узлов и участков;

б) вводом в поток газа антигидратных ингибиторов (метано­ла, раствора хлористого кальция, диэтиленгликоля и др.);

в) устранением резких перепадов давления, которые вызывают снижение температуры газа, ведущее к конденсации парообраз­ной влаги и образованию гидрата;

г) систематическим удалением жидкости, скапливающейся в пониженных местах системы сбора и внутрипромыслового транс­портирования газа, при помощи конденсатосборников или дренажных патрубков;

д) регулярной продувкой газопроводов от окалины, грязи и т.п., в местах скопления которых образуются кристаллы гидратов.