Предупреждение гидратообразования в системах сбора и промысловой подготовки скважинной продукции на примере Ямбургского месторождения
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
иводимых ниже соотношений для расхода ингибитора требуется дополнительный анализ. Здесь необходимо вводить усреднение по времени и соответствующие поправочные коэффициенты. Кроме того, ниже пренебрегается растворимостью воды в конденсате и конденсата в воде, а также природного газа в водной фазе ингибитора (эти факторы обычно несущественны и при необходимости могут быть легко учтены). И наконец, делается традиционное (обычно явно не формулируемое) допущение удельный баланс массы по воде и ингибитору относится к 1000 м3 газа, приведенного к стандартно-нормальным условиям (т.е. при Т=293,15 К и р=101,3 кПа), тогда как более строго относить баланс ингибитора на единицу массы сухого от сепарированного газа. Следовательно, обычно не учитываются небольшие объемные изменения из-за выпадения углеводородного конденсата. Ниже отмечено, как объемная поправка может быть при необходимости учтена.
Выпишем балансные соотношения по воде, летучему и нелетучему ингибитору в точках 1 и 2.
Баланс по воде
(1)+G(1)(1-0,01x1(1)-0,01x2(1))+G(1-0,01x1-x2)=W(2)+G(2)(1-0,01x1(2)-0,01x2(2)). (5.26)
Баланс по летучему ингибитору
,01(G(1)x1(1)+G(1)x1+r1(1)gк(1))+gг(1)=0,01(G(2)x1(2)+ r1(2)gк(2))+qг(2). (5.27)
Баланс по нелетучему ингибитору
,01(G(1)x2(1)+G x2+r2(1)gк(1))=0,01(G(2)x2(2)+ r2(2)gк(2)). (5.28)
Складывая (5.26) - (5.28) и выражаем относительно G:
G=W(2)-W(1)+G(2)-G(2)-G(1)+qг(2)-qг(1)+0,01[qк(2)(r1(2)+r2(2))-qк(1)(r1(1)+r1(1))]. (5.29)
Складывая (5.27) - (5.28) и выражаем относительно G(2):
. (5.30)
Полученное выражение для G(2) подставляем в (5.29) и после некоторых преобразований получаем формулу для расхода смешанного ингибитора гидратообразования:
. (5.31)
Формулы (5.31) фактически отвечают наиболее общему случаю, который может иметь место в газопромысловой практике. Например, их следует использовать для смешанного ингибитора типа метанол + ДЭГ.
Здесь важно подчеркнуть, что в качестве нелетучего компонента смешанного ингибитора может фигурировать и смесь нелетучих веществ (лишь бы эти вещества при переходе от точки 1 к точке 2 не испытывали химических превращений, тогда они фактически выступают как единый нелетучий компонент).
Таким образом, эту методику необходимо использовать не только при раiете расхода смешанных ингибиторов, включающих летучий и нелетучие компоненты (например, метанол + гликоли), но и при выносе из скважины пластовой минерализованной воды (и использовании в качестве ингибитора водного раствора метанола). К сожалению, в промысловой практике это пока что не делается, и все предлагаемые в литературе для этих случаев методики раiета расхода ингибиторов, строго говоря, неточны, хотя в отдельных частных ситуациях возникающая погрешность относительно невелика.
Основная отличительная особенность раiета расхода смешанного ингибитора гидратообразования состоит в том, что при использовании формул (5.31) надо задать в защищаемой от гидратов точке одновременно две концентрации компонентов отработанного ингибитора х1(2) и х2(2) в водной фазе. Условие предотвращения гидратов в точке 2, разумеется, дает только одну функциональную связь между х1(2) и х1(2).
(DT, х1(2), х2(2))=0. (5.32)
Поскольку одна и та же величина снижения температуры гидратообразования DT может быть достигнута при разных составах отработанного ингибитора (т.е. разном соотношении летучего и нелетучего компонентов ингибитора). Следовательно, требуется дополнительная связь между х1(2) и х2(2), которая также может быть получена из соотношений материального баланса:
. (5.33)
Таким образом, методика раiета расхода смешанного ингибитора гидратообразования заключается в совместном решении системы трех нелинейных алгебраических уравнений (5.31) - (5.33). В общем случае система уравнений решается численно, для некоторых частных случаев возможны графические методы.
В результате решения такой системы алгебраических уравнений определяются необходимый минимальный расход ингибитора гидратообразования, количество водной фазы в защищаемой точке, концентрации нелетучего и летучего компонентов в отработанном ингибиторе и пр.
Раiет по уравнениям (5.31), (5.32), (5.33) может приводить и к отрицательной величине расхода G. Это фактически означает, что поступающего с предыдущего технологического участка в точку 1 ингибитора вполне достаточно для предупреждения гидратов в точке 2, например, за iет конденсации летучего компонента ингибитора из газовой фазы при снижении температуры. Поэтому (при раiетном значении G < 0) подачи в точку 1 свежей порции ингибитора не требуется.
Следует отметить, что если при переходе от точки 1 к точке 2 выпадает достаточно много углеводородного конденсата, то целесообразно расходные соотношения относить к 1000 м3 газа в точке 2 (либо, что лучше, к 1000 м3 сухого от сепарированного газа при 293,15 К). Тогда величины G(1), W(1), gк(1), строго говоря, относятся к большему, чем 1000 м3, объему газа, и, следовательно, они должны быть скорректированы поправочным коэффициентом, характеризующим изменение объема, (т.е. необходимо учесть объем выпавшего конденсата.
Совершенно аналогичным образом балансная методика может быть развита и для раiета необходимого количества ингибитора при ингибировании потоков жидких углеводородов (нестабильного конденсата и ЩФЛУ). Здесь, однако, следует относить расход ингибитора к заданному количеству жидкой углеводородной фазы и учитывать возможность выделения из углеводородной жидкости газовой фазы.
Из формулы (5.31) для величины G нетрудно вывести