1.7.Ингибиторный способ борьбы и предупреждения гидратообразования

Так как в нашей стране в основе всех способов предупреждения и борьбы с гидратообразованием является ввод ингибиторов поэтому мы рассмотрим его расширенно.

На выбор того или иного ингибитора гидратов влияют следующие основные факторы:

– геологические, физико-географические и климатические условия тогоили иного месторождения;

– технологические особенности ингибитора, предполагаемого к

применению с учетом функционирования сбора, промысловой и заводской

обработки газа на рассматриваемом месторождении, возможностей применениясовременных технологий рециркуляции ингибиторов;

– коррозионная активность основного реагента, входящего в состав

ингибитора гидратов;

– совместимость ингибитора с пластовой минерализованной водой и с другими реагентами при разработке составов многоцелевого назначения, например, при разработке комплексных ингибиторов коррозии, парафиноотложения и гидратообразования, либо составов для выноса пластовой воды из скважин или шлейфов и обеспечивающих одновременно предупреждение гидратообразования;

– возможность организации собственного производства ингибитора вблизи месторождения с использованием компонентов природного газа в качестве сырья;

– ожидаемый и фактический удельный расход ингибитора на промысле и технико-экономические показатели с учетом дополнительных затрат на хранение реагентов, создания резервных запасов и утилизации промышленных стоков;

– особенности приготовления ингибитора нужного состава и его распределения по точкам ввода, трудности, возникающие при автоматизациипроцесса ингибирования;

– класс токсичности и соблюдение мер безопасности, необходимых при применении реагента;

– возможность и целесообразность регенерации отработанных растворов ингибиторов и выбор оптимальной технологии регенерации;

– пути утилизации отработанных растворов ингибиторов, не подлежащих регенерации, с целью обеспечения требований к охране окружающей среды (обезвреживание промышленных стоков и их закачка в поглощающие горизонты с учетом особенностей охраны геологической среды).

Указанные факторы учитываются при проектировании разработки месторождений углеводородного сырья, при реконструкциях и модернизациях действующего промыслового оборудования и изменении технологии обработки газа, а также при анализе возможностей перехода на новые ингибиторы гидратообразования.

Ингибиторы гидратообразования подразделяются на три класса:

1. традиционные термодинамические ингибиторы – вещества, растворимые в воде, меняющие ее активность и, как следствие, смещающие

трехфазное равновесие газ – водная фаза – газовые гидраты в сторону более

низких температур (алифатические спирты, гликоли, водные растворы неорганических солей);

2. кинетические ингибиторы гидратообразования, прекращающие на время процесс образования гидратов (потенциальная замена термодинамическим ингибиторам);

3. реагенты, практически предотвращающие (или резко замедляющие)

отложение гидратов за счет частичной блокировки жидкой водной фазы, предотвращают прямой контакт газ – вода, обеспечивая тем самым многофазный транспорт продукции скважин в режиме гидратообразования.

В настоящее время на действующих месторождениях Крайнего Севера России в качестве ингибитора гидратообразования используется практически только метанол. Метанол – широко распространенный антигидратный реагент, используемый как для предупреждения гидратообразования, так и для ликвидации возникающих по каким-либо причинам гидратных отложений (несплошных гидратных пробок).

Он также постоянно рекомендуется как ингибитор гидратообразования и навновь проектируемых месторождениях Надым-Пур-Тазовского региона и группы месторождений п-ова Ямал. Метанол используется на Оренбургском, Карачаганакском и Астраханском ГКМ, в составе природного газа которых присутствует сероводород и диоксид углерода, а также на большинстве ПХГ, ГРС и шельфовых ГКМ.

Повсеместное использование метанола в качестве ингибитора гидратообразования на газодобывающих предприятиях России обусловлено следующими причинами:

– относительно низкой стоимостью (по сравнению с другими

ингибиторами гидратообразования), широко развитой промышленной базой.

Производство метанола может быть развернуто непосредственно в местах потребления – газовых промыслах;

– высокой технологичностью процесса ввода и распределения метанола в требуемые участки технологической цепочки; отпадает необходимость в блоке приготовления реагента, что, например, является характерной особенностью применения ингибиторов неэлектролитов;

– наивысшей среди известных ингибиторов антигидратной активностью, сохраняющейся даже при низких температурах;

– очень низкой температурой замерзания концентрированных растворов метанола и исключительно малой их вязкостью даже при температурах ниже -50 °С;

– сравнительно малой растворимостью метанола в нестабильном кон-

денсате, особенно при контакте нестабильного газового конденсата сотработанным (насыщенным) водным раствором метанола, концентрацией менее 50 масс. %;

– некоррозионностью метанола и его водных растворов;

– наличием достаточно простых технологических схем регенерации

отработанных растворов;

– принципиальной проработанностью в настоящее время вопросов утилизации и захоронения промышленных стоков, содержащих метанол, в связи с постоянно возрастающими требованиями к охране окружающей среды;

– высокой эффективностью реагента не только для предупреждения гидратообразования, но и при ликвидации возникающих при нарушениях технологического режима несплошных гидратных пробок (отложений) в промысловых коммуникациях (скважинах, шлейфах, коллекторах, АВО, теплообменном оборудовании).

Взамен чистого метанола практически с той же антигидратной эффективностью можно использовать технические сорта, а также его водные растворы.

В соответствие с изложенным, имеется целый ряд позитивных моментов,делающих привлекательным использование в качестве ингибитора гидратообразования концентрированного метанола и его водных растворов, а в некоторых случаях и составов на его основе, особенно в сложных условиях газовых и газоконденсатных месторождений севера Тюменской области, Красноярского края и п-ова Ямал.

Однако использование ингибиторов на основе метанола имеет ряд серьезных недостатков, к которым прежде всего относятся:

– очень высокая токсичность (как при действии паров, так и при попадании на кожные покровы и внутрь организма), а также высокая пожароопасность;

– возможность выпадения солей при смешивании с сильно минерализованной пластовой водой и, как следствие, солеотложения в промысловых коммуникациях;

– эффект ускоренного роста кристаллогидратов в присутствии разбавленных водных растворов метанола недостаточной концентрации дляпредупреждения гидратов;

– высокая упругость паров метанола (нормальная температура кипения~ 65 єC), связанная с этим его очень высокая растворимость в сжатом природном газе и, соответственно, повышенный удельный расход метанола.