Определение потребного количества летучего ингибитора

Использование метанола в качестве антигидратного реагента – основной способ предупреждения гидратообразования в газовой промышленности. Кроме того, наиболее эффективно разлагать уже сформировавшиеся гидратные отложения также удается при использовании метанола. Присутствующий в газожидкостном потоке метанол, помимо жидкой фазы, содержится в углеводородном конденсате и растворяется в газе. Для выработки оптимального варианта технологии применения метанола необходимо располагать данными по фазовому распределению ингибитора прежде всего в системах добычи, сбора и подготовки газа.

Рассмотрим алгоритм и методику оперативного расчета количества метанола, необходимого для борьбы с гидратообразованием в системе скважина-сепаратор С-01. Данная методика успешно испытана на Карачаганакском ГКМ и может быть рекомендована для аналогичных месторождений, например, Оренбургского и Астраханского.

1. Температура гидратообразования определяется по формуле:

для газа

 

для конденсата

2. Минимально необходимая концентрация отработанного метанола определяется по формуле

С₂=1,87 Dt+7 (при Dt³ 7 ⁰С)

(при Dt< 7 ⁰C)

где С₂ – концентрация отработанного насыщенного метанола, %

Dt – разность между равновесной температурой гидратообразования и фактической температурой газа в конце защищаемого участка t_ф, т.е.

Dt=t_г-t_ф

3. Отношение содержания метанола в газе к концентрации метанола в ВМС (водо-метанольной смеси)

где a - коэффициент распределения метанола;

t, P – температура и давление среды защищаемого участка, соответственно ⁰С и МПа.

4. Количество метанола, переходящего в газовую фазу определяется по формуле:

q_г=0,001aС₂, кг/1000 м³

5. Растворимость метанола в конденсате определяется по формуле:

 

6. Содержание метанола в углеводородном конденсате определяется по формуле:

, кг/1000 м³

где Q_к – добыча конденсата, м³/сут.;

Q_г – добыча газа, тыс^.м³/сут.;

r_к – средняя плотность конденсата, кг/м³_.

7. Влагосодержание газа защищаемого участка определяется по формуле:

,кг/1000 м³

8. Количество воды, выделившейся из газа, которое должно быть обработано метанолом, рассчитывается по формуле

DW=W₁-W₂

где W₁, W₂ – влагосодержание газа в начальной и конечной точках защищаемого участка, кг/1000 м³.

Для скважин без водопроявленияW₁, W₂ определяется по формуле (11)

При водопроявлении общее количество воды, которое должно быть обработано метанолом, определяется по формуле:

DW¹=DW+W_пл

где W_пл – количество поступающей с газом пластовой воды, кг/1000 м³.

9. Количество метанола в жидкой фазе (водном растворе) рассчитывается по уравнению:

кг/1000 м³

где ΔW – количество поступающей с газом пластовой воды, кг/1000 м³.

С₁, С₂ – массовая доля свежего и обработанного метанола соответственно, %.

10. Суммарный удельный необходимый расход метанола для борьбы с гидратообразованием определяется по уравнению материального баланса

, кг/1000м³

11. Общая минерализация воды в скважине с водопроявлением определяется по формуле

, %

где m_пл - массовая доля солей в пластовой воде, %.

12. Минимально необходимая концентрация метанола с учетом минерализации пластовой воды (в скважине с водопроявлением) определяется по формуле

,%

13. Содержание метанола в газовой фазе в скважине с водопроявлением, т.е. при условиях Р, t и определяется по формуле

, кг/1000м³

14. Растворимость метанола в углеводородном конденсате с учётом общей минерализации воды определяется по формуле

,%

15. Содержание метанола в конденсате с учетом общей минерализации воды определяется по формуле

 

, кг/1000м³

16. Содержание метанола в водном растворе с учётом общей минерализации определяется по формуле

, кг/1000м³

17. Суммарный удельный необходимый расход метанола для предупреждения гидратообразования в скважине с водопроявлением с учётом общей минерализации определяется по уравнению материального баланса

, кг/1000м³

18. Расход метанола, необходимый для борьбы с гидратообразованием, определяется по формулам:

а) для скважины без водопроявления

, кг/ч

б) для скважин с водопроявлением

, кг/ч

Установлено, что метанол с конденсатом образуют азеотропную смесь, начальная температура кипения которой составляет 48 ⁰С. Поэтому в целях снижения потерь метанола с конденсатом, а также с газом, рекомендуется поддерживать температуру в трёхфазном разделителе С-03В в пределах 42-43 ⁰С вместо 50 ⁰С.