r />
3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
.1 Визначення умов гідратоутворення
Умовами утворення гідратів є присутність одночасно трьох факторів: низької температури, високого тиску і наявності вологи, що завжди має місце при видобутку нафтового і природного газу.
Гідрати природних газів - типові змішані гідрати, в яких гідратообразователямі є не окремі вуглеводні, а суміш газів. Присутність H2S в суміші природних і нафтових газів значно підвищує температуру гідратоутворення. У той же час наявність в газі H2S і СО2 знижує рівноважний тиск гідратоутворення, причому вплив H2S значно сильніше, ніж СО2.
Умовами утворення змішаних гідратів не збігаються з умовами гідратоутворення окремих компонентів і залежать від складу газу. Чим вище щільність газу, тим вище, як правило, температура гідратоутворення (малюнок 3.1.1).
Малюнок 3.1.1 - Графік умов гідратоутворення
Область існування гідратів на цьому малюнку розташовується лівіше і вище наведених кривих. Основна умова освіти гідратів - це повне насиченість газу парами води. Якщо знизити вміст парів води в газі до такого значення, що парціальний тиск водяної пари стане менше пружності парів гідрату, то останній не зможе утворюватися.
На малюнку 3.1.1 видно, що ймовірність утворення гідратів збільшується з підвищенням тиску і зниженням температури газу. Гідрати можуть утворюватися на всьому шляху руху газу від вибою свердловини до пункту збору газу, причому сама неприємна особливість гідратів полягає в тому, що вони здатні утворюватися при температурах значно вище нуля.
Малюнок 3.1.2 - Максимальний вміст вологи в газі в залежності від тиску і температури
Умови утворення гідратів природних газів з різною щільністю можна визначити за графіком (рисунок 3.1.2), на якому зліва від кожної лінії знаходиться зона з гідратами, справа - зона без гідратів. Присутність азоту, сірководню і вуглекислого газу підвищує температуру гідратоутворення.
Зону можливого гідратоутворення в газопроводі знаходять наступним чином: визначають температуру газу, падіння тиску, температуру гідратоутворення і точку роси. Отримані значення наносять на графік (малюнок 3.1.2).
Ділянка, на якій температура газу нижче кривої гідратоутворення, являє собою зону можливого гідратоутворення. Точка роси визначається зазвичай шляхом охолодження газу до температури конденсації водяної пари. Гідрати, що утворюються в свердловинах, шлейфах, газопроводах або апаратах руйнуються при зниженні тиску в системі, збільшенні температури в апараті або на ділянці газопроводу, де відбулося утворення гідратів, а також при введенні метилового, етилового і пропилового спиртів, гліколів, аміаку та хлористого кальцію, сприяють руйнуванню гідратів.
3.2 Розрахунок умов гідратоутворення
Вихідні дані для розрахунку:
Таблиця 3.2.1 - Компонентний склад газу Павловського газонафтового родовища
СН4С2Н6С3Н8С4Н10nС4Н10С5Н12nС5Н12С6Н14N2Массовая частка,% 73,429,51,970,290,440,170,110,0714,03Плотность, кг/м30,7161,3421,9682,5942,5943,223,220,6991,25
Визначимо щільність газової суміші Павловського родовища
? см==, де (3.2.1)
у1 - масова частка i - го компонента,%
? 1 - щільність i - го компонента, кг/м3
? см== 0,856 кг/м3
Визначимо відносну щільність газової суміші Павловського родовища
? см =, де (3.2.2)
? в - щільність повітря=1,293 кг/м3
? см=0,856/1,293=0,662 кг/м3
Для попередження гідратоутворення необхідно створити режим відповідно до умовою:
Р? Рр і Т? Тр, де (3.2.3)
Рр і Тр - рівноважні тиск і температура гідратоутворення, визначаються експериментально.
При позитивних температурах взаємозв'язок між рівноважною температурою і рівноважним тиском має вигляд:
Тр=18,47 * (1 + log Рр) - В (3.2.4) Рр=- 1, де (3.2.5)
Тр - рівноважна температура гідратоутворення, 0С
Рр - рівноважний тиск гідратоутворення, МПа
В, В1 - числові коефіцієнти (таблиця - 3.2.2)
Таблиця 3.2.2 - Залежність коефіцієнтів В і В1 від відносної щільності? см
Визначимо можливість утворення кристалогідратів в свердловин...
