Моделирование гидратообразования в промысловых трубопроводах Еты-Пуровского нефтегазового месторождения
Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №42(135)
Рубрика: Технические науки
Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №42(135)
Моделирование гидратообразования в промысловых трубопроводах Еты-Пуровского нефтегазового месторождения
Аннотация. Рассмотрены условия гидратообразования в промысловых шлейфах Еты-Пуровского газового промысла. Сделан вывод о возможности гидратообразования в отдельные периоды.
Abstract. The article considers the conditions of hydrate formation in the commercial plumes of Yety-Purovskoye gas field. The conclusion is made about the possibility of hydrate formation in certain periods.
Ключевые слова: температура, давление, гидратообразование, промысловый, шлейф, газ.
Keywords: temperature, pressure, hydrate formation, field, plume, gas.
Сеноманская газовая залежь Еты-Пуровского нефтегазового месторождения введена в эксплуатацию в 2000 году согласно проектного документа [1]. В целях реализации проектных значений были приняты утвержденные в 1997 году запасы газа категории С1 в объеме 250 млрд.м3. Проектный уровень годовой добычи газа составляет 15 млрд.м3 в период постоянных отборов (первые десять лет) при эксплуатационном фонде 87 скважин, объединенных в 20 кустов (по три - пять скважин в кусте). Средний проектный дебит в период постоянных отборов 507 тыс. м3/сут.
Внутрипромысловый сбор газа осуществляется по коллекторной схеме от кустов скважин до УППГ по пяти газосборным шлейфам диаметрами от 219 до 720 мм. В связи с тем, что промыслово-геологические характеристики Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений схожи и залежи расположены в непосредственной близости друг от друга (около 40 км), процессы подготовки, компримирования и транспорта газа объединены в единый газодобывающий комплекс [1].
Характерной особенностью текущего этапа, в связи со снижением давлений и отборов, является тенденция к повышению коэффициента гидравлического сопротивления (выше теоретических значений для труб данного диаметра и текущих расходов). Это происходит вследствие загрязнений внутренней поверхности трубопроводов, хотя имеются случаи частичной самоочистки, что положительно влияет на газодинамические режимы.
Равновесные давление и температура гидратообразования определяются различными методами: экспериментально, графически и аналитически. В основу графического и аналитического методов заложены результаты экспериментального метода в обобщенном виде [2].
Согласно результатм многочисленных экспериметов, проводимых в различное время, определено, что аналитическая зависимость равновесной температуры гидратообразования от давления описывается зависимостью (1):
(1)
где:
Р – давление в шлейфе, МПа;
а и b –эмпирические коэффициенты, зависящие от состава газа, в частности, содержания метана. Для условий Еты-Пуровского месторождения, содержание СН4 в газе составляет 98,32 %, коэффициенты а и b составляют 19,9 и минус 28,5 соответственно[2].
Для исследования основных факторов, влияющих на процесс гидратообразования, были отобраны несколько участков промысловых шлейфов Еты-Пуровского месторождения. По этим участкам, на основании данных оперативной диспетчерской отчетности, изучены факторы гидратообразования – давление и температура. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Анализ эксплуатации шлейфов Еты-Пуровского месторождения
|
Месяц |
Расход, млн. м3/сут |
Давление, МПа |
Температура, С |
||||
|
Рн |
Рк |
Рн-Рк |
tн |
tк |
Тг |
||
|
1 |
47,1 |
5,03 |
4,33 |
0,7 |
13,02 |
6,48 |
6,86 |
|
2 |
46,49 |
5,01 |
4,3 |
0,71 |
13,49 |
6,13 |
6,49 |
|
3 |
44,79 |
5,01 |
4,45 |
0,56 |
13,73 |
6,75 |
6,12 |
|
4 |
42,83 |
5,01 |
4,51 |
0,5 |
14,07 |
6,75 |
6,34 |
|
5 |
42,35 |
4,98 |
4,26 |
0,72 |
14,12 |
7,01 |
6,94 |
|
6 |
40,26 |
4,82 |
3,95 |
0,87 |
14,18 |
7,1 |
6,67 |
|
7 |
39,98 |
4,81 |
3,84 |
0,97 |
14,29 |
7,14 |
6,97 |
|
8 |
40,2 |
4,83 |
3,84 |
0,99 |
13,98 |
6,95 |
6,73 |
|
9 |
39,72 |
4,78 |
3,89 |
0,89 |
13,84 |
6,93 |
6,74 |
|
10 |
38,19 |
4,52 |
3,91 |
0,61 |
13,12 |
6,36 |
6,11 |
|
11 |
48,12 |
4,48 |
3,83 |
0,65 |
13,02 |
6,28 |
6,52 |
|
12 |
50,96 |
4,42 |
3,78 |
0,64 |
12,98 |
6,56 |
6,97 |
Для давлений до 10 МПа температуру гидратообразования приближенно можно оценить с помощью метода Пономарева Г.В [2] и системы уравнений, решение которых позволяет определить температуру начала гидратообразования: в области положительных температур и отрицательных температур по отношениям (2) и (3) соответственно:
(2)
(3)
С использованием известных формул и зависимостей, опредделены температуры гидратообразования в зависимости от исходных условий.
Динамика изменения температур и расчетного значения температуры гидратообразования в течение года (по средним значениям) показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Динамика изменения температур и расчетного значения температуры гидратообразования
Представленные данные показывают, что на протяжении года наблюдаются периоды, в течение которых создаются условия для гидратообразования: это месяцы январь, ноябрь и декабрь.
В эти месяцы температуры в промысловых шлейфах способствуют образованию гидратообразования.
Сопоставление tг с фактическими минимальными температурами в шлейфах и коллекторах свидетельствует о вероятности гидратообразования по отдельным участкам. В целом превышение конечной температуры над равновесной температурой гидратообразования не превышает 1-2 оС.
