13.3. Ингибиторосберегающие способы отбора пхг в каменной соли

В настоящее в мире имеется устойчивая тенденция к приоритетному использованию ПХГ (подземное хранилище газа) в каменной соли, так как они наиболее эффективному для покрытия пиковых нагрузок газопотребления. Высокие темпы отбора природного газа из подземных резервуаров при пиковых нагрузках в системах газоснабжения приводят к резкому снижению температуры газа в технологических скважинах и соответственно к ограничению возможности образования газовых гидратов. Для предотвращения гидратообразования в скважинах, а также в наземном комплексе оборудования хранилищ, как правило, используют метанол и диэтиленгликоль, которые являются огнеопасными, дорогостоящими, а метанол еще и токсичным, веществом. Исходя из этого рассмотрены вопросы по определению режима отбора газа из ПХГ в каменной соли с сокращением использования ингибиторов гидратообразования или полным их исключением из технологического процесса

Основной фактор образования гид­ратов в скважинах и наземном комплексе оборудования - попа­дание влаги в газ из рассола, остаю­щегося после строительства на стенках и днище выработки - емкости. Сокращение влагосодержания в хранимом газе, а также установление областей безгидратной эксплуатации технологических скважин при изменении термобаричес­ких условий и темпов отбора газа по­зволяют обеспечить заданные отборы газа, включая пиковые, путем подклю­чения в работу необходимого числа резервуаров ПХГ. На рис.13.6 представлена технологическая схема рассольной эксплуатации подземного хранили­ща в отложениях каменной соли.

Рис.13.6 Технологическая схема рассольной эксплуатации подземного хранили­ща в отложениях каменной соли:

1 - выработка-емкость; 2 - обсадная колонна; 3 - центральная колонна; 4 - рассолопровод; 5 -продуктопровод; 6 - насос для перекачки рассола; 7 - рассолохранилище; 8 - насос для перекачки продукта; 9 - буферный резервуар для нефтепродукта; 10 - скважина для закачки рассола в недра

Решение по определению областей безгидратной эксплуатации технологи­ческих скважин ПХГ в каменной соли получено на основе обобщения много­численных газодинамических расчетов режимов отбора газа из подземных резервуаров и позволяет получить аналитическую зависимость времени достижения границы гидратообразования от темпа отбора газа из подземного резервуара.

С использованием графических за­висимостей условий гидратообразования природных газов различной плот­ности для широкого диапазона термо­динамических параметров темпера­тура образования гидратов Т_g была ап­проксимирована зависимостью следу­ющего вида:

, (13.1)

где А = 0,028; В = 16.5; С = -364; D = 5,8. Полученная зависимость приведена на рис. 13.7. Видна хорошая сходимость аппроксимационной кривой с экспери­ментальными данными. Область, находящаяся под кривой, соответствует условиям существования гидратов в скважине, а область выше кривой - условиям отсутствия гидратов в скважине.

Определение допустимого безгидратного времени отбора газа поясня­ется конкретным примером примени­тельно к строящемуся Волгоградско­му ПХГ, включающему резервуары с единичным геометрическим объемом 115 и 284 тыс. , имеющие конструк­ции скважин 114 х 178 х 245 или 114 х 219 х 299 мм. Для подземного ре­зервуара геометрическим объемом V = 284 тыс. м^э с конструкцией скважи­ны 114 х 178 х 245 мм на рис. 13.8 при­ведены результаты газодинамических расчетов параметров отбора газа.

Рис. 13.8. Изменение давления (а) и температуры (б) газа на

Устье скважины подземного резервуара объемом 284 тыс. м³

Волгоградского ПХГ в зависимости от времени и отбора газа

Время достижения границы гидратообразования при отборе газа 3,5 млн м³/ сут составит = 5,14 сут.

Расчет отбора 2 млн. м³/сут природного газа показывает, что безгидратную эксплуатацию можно осуществлять вплоть до значения буферного (минимально до­пустимого) давления на устье скважины.

Продолжительность отбора газа до наступления условий гидратообразова­ния составит: 3 млн м³/сут - 7,9 сут, 4,5 млн м³/сут - 3 сут.

Аналогично определяется продолжитель­ность безгидратной эксплуатации для под­земного резервуара геометрическим объе­мом 284 тыс. м³ с конструкцией скважи­ны 114 х 219 х 299 мм и подземного ре­зервуара объемом 115тыс.м³ для двух кон­струкций скважин.

Расчеты для подземного резервуа­ра объемом 284 тыс. м³ с конструкци­ей скважины 114 х 219 х 299 мм пока­зывают, что при темпах отбора от 2 до 4,5 млн м³/сут эксплуатацию можно осу­ществлять неограниченное время, не попадая в область гидратообразования.

Для подземного резервуара объемом 115 тыс. м³ с конструкцией 114 х 178 х 245 мм при темпах отбора 2 и 3 млн м³/сут возможна длительная безгидратная эксплуатация, а при темпе отбора 4,5 млн м³/сут время достижения гид­ратообразования составляет 2,2 сут.

Для подземного резервуара объемом 115 тыс. м³ с конструкцией скважины 114 х 219 х 299 мм при темпах отбора 2 и 3 млн м³/сут реализуется режим без­гидратной эксплуатации, а при темпе отбора 4,5 млн мЗ/сут время гидратообразования составляет 3,5 сут.

Данные расчета продолжительности эксплуатации подземных резервуаров в безгидратной области, использование которых позволяет планировать работу Волгоградского ПХГ в каменной соли при темпах отбора от 2 до 4,5 млн м³/сут, приведены в сводной табл. 13.1

Таблица 13.1

Продолжительность эксплуатации подземных резервуаров в безгидратной области

Конструкция скважины, мм	Темп отбора газа,	Время отбора , сут
		V=115 тыс.	V=284 тыс.
114	2,0	*	*
	3,0	*	7,9
	4,5	2,2	3,0
	2,0	*	*
	3,0	*	*
	4,5	3,5	*

Изложенный в работе подход к выбору рациональных режимов эксплуатации ПХГ в каменной соли позволит сократить или полностью исключить использование ингибиторов гидратообразования, что влечет за собой повышение технологи­ческой и экологической безопасности, а также значительное сокращение капи­тальных и эксплуатационных затрат.