Рр і Тр - рівноважні тиск і температура гідратоутворення, які визначають експериментально.
Причому, чим вище тиск, тим вище Тр. В умовах високого тиску гідрати не можуть існувати при температурі вище критичної:
Таблиця 2.3.1.- Температура гідратоутворення
ГазСН4С2 Н6i- С3Н3n-С4Н10Tкр 0С21,514,55,51,5
Вплив вуглеводневого компонентів і властивостей природного газу на гідратоутворення.
Збільшення процентного вмісту Серововодню вуглекислого газу призводить до підвищення рівноважної температури гідратоутворення і пониженню рівноважного тиску. Наприклад, при тиску 50атм. для чистого метану температура утворення гідратів становить 6оС, а при двадцять п'ятого змісті H2S вона досягає 10оС. Природні гази, що містять азот, мають більш низьку температуру утворення гідратів, т. Е. В цьому випадку гідрати стають менш стійкими. Наприклад, якщо в природному газі з відносною щільністю 0,6 відсутній азот, гідрати його при температурі 10 ° С залишаються стійкими до тиску 34 атм., Якщо ж в газі міститься 18% азоту, рівноважний тиск гідратоутворення знижується до 30 атм.
Для утворення гідратів в рідких вуглеводневих газах потрібні більш високий тиск і більш низькі температури. На відміну від природних газів виділення гідратів в рідких вуглеводневих газах супроводжується збільшенням тиску системи (в замкнутому об'ємі). Крім того, як і в природних газах, в цьому випадку виділяється теплота, в результаті чого підвищується температура системи. Оскільки обсяг залишається постійним, зі збільшенням температури в системі зростає і тиск.
Розкладання гідратів рідких вуглеводневих газів супроводжується зменшенням об'єму і, отже, зниженням тиску. Освіта гідратів в рідких вуглеводнях йде незрівнянно важче, ніж в газоподібних. Щоб почався цей процес, потрібно витримати систему при відповідних умовах протягом деякого часу і в основному в умовах рівноваги. Однак при негативних температурах після появи дрібних кристаликів льоду гідрати починають утворюватися швидко. Гідрати рідких вуглеводневих газів легше води
При русі нафтового і природного газу за газозбірних мереж температура і тиск його завжди падають з виділенням вуглеводневої і водного конденсатів.
Вуглеводневий і водний конденсат в понижених місцях газопроводу утворює рідинні пробки, сильно знижують пропускну спроможність газопроводів. Крім того, за певних термодинамічних умовах гази в контакті з водним конденсатом можуть утворювати гідрати, які, отлагаясь на стінках труб, зменшують перетин газопроводу.
2.3 Методи попередження та ліквідації гідратів на родовищах
Боротьба з гідратами, як і з будь-якими ускладненнями, ведеться в напрямках їх попередження та ліквідації. Слід завжди віддавати перевагу методам попередження гідратоутворення.
Для запобігання утворення гідратів в свердловинах застосовують такі методи:
а) встановлюють відповідний технологічний режим експлуатації свердловини;
б) безперервно або періодично подають на забій свердловини антігідратного інгібітори;
в) застосовують футеровані насосно-компресорні (підйомні) труби;
г) систематично видаляють з забою скупчується рідина;
д) усувають причини, що викликають пульсацію газу в свердловині.
Стовбур свердловини очищають від гідратних відкладень:
а) продувкою в атмосферу з необхідної попередньої витримкою свердловини в закритому стані з метою часткового розкладання гідратів під впливом тепла навколишніх порід;
б) закачуванням великого обсягу антігідратного інгібітора безпосередньо на гідрадну пробку з витримкою для розкладання гідратної пробки і з наступною продувкою в атмосферу.
Попереджають утворення гідратів в фонтанної арматурі і в обв'язці свердловин, а також на різних ділянках, у вузлах і ланках системи збору та транспортування газу (залежно від конкретних умов) наступними методами, застосовуваними як самостійно, так і комплексно:
а) обігрівом окремих вузлів і ділянок;
б) введенням в потік газу антігідратного інгібіторів (метанолу, розчину хлористого кальцію, діетиленгліколю та ін.);
в) усуненням різких перепадів тиску, які викликають рух температури газу, що веде до конденсації пароподібної вологи і утворення гідрату;
г) систематичним видаленням рідини, що скупчується в знижених місцях системи збору та внутрішньопромислового транспортування газу, за допомогою конденсатозбірників або дренажних патрубків;
