«Нефтепро-
мысловое дело»

Оценка риска формирования газогидратных отложений на стенках скважины

УДК: 622.279.72
DOI: -

Авторы:

¹ Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия
² Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Тюмень, Россия

Ключевые слова: двухфазное течение, скважина, газовый гидрат, метод борьбы с гидратообразованием, математическое моделирование

Аннотация:

Образование гидратов природного газа в добывающих скважинах является серьезной проблемой в нефтегазовой отрасли промышленности. Газовые гидраты представляют собой твердые отложения, которые закупоривают проходное сечение подъемной колонны, препятствуя нормальной работе газопромыслового оборудования и приводя к значительным экономическим потерям. Поэтому нужно не допускать формирования в скважине условий, обеспечивающих в ней гидратообразование. Оценка эффективности превентивных методов борьбы с этим негативным явлением требует теоретической проработки данного вопроса и предварительных прогнозных расчетов. В этой связи в статье представлено численное исследование процессов, происходящих при транспортировке природного газа в вертикальной скважине с учетом отложений газовых гидратов на внутренней поверхности подъемной колонны скважины. Изучено влияние различных параметров (теплоотдача от двухфазного потока в окружающие породы через систему труб скважины, наличие/отсутствие конвективного движения вещества в затрубном пространстве скважины и теплоизоляционного материала на внешней поверхности подъемной колонны) на возможность формирования газогидратных отложений на стенках канала.

Список литературы:

1. Истомин В.А., Квон В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. – М.: ИРЦ Газпром, 2004. – 506 с.

2. Challenges and advantages of using environmentally friendly kinetic gas hydrate inhibitors for flow assurance application: A comprehensive review / A. Farhadian, A. Shadloo, X. Zhao [et al.] // Fuel. – 2023. – Vol. 336. – P. 127055. – DOI: 10.1016/j.fuel.2022.127055

3. Ашкан А., Поплыгин В.В. Прогнозирование образования гидратов при разработке месторождений природного газа в Иране // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2024. – № 6(390). – С. 57–62.

4. Hydrate Formation during Transport of Natural Gas Containing Water and Impurities / B. Kvamme, T. Kuznetsova, J. Bauman [et al.] // Journal of Chemical & Engineering Data. – 2016. – Vol. 61. – P. 936–949. – DOI: 10.1021/acs.jced.5b00787

5. Макогон Ю.Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование. – М.: Недра, 1985. – 208 с.

6. Sloan E.D. Clathrate Hydrates of Natural Gases. – N.Y., Basel: Marcel Dekker, 1990. – 641 p.

7. Bhattacharjee G., Linga P. Amino Acids as Kinetic Promoters for Gas Hydrate Applications: A Mini Review // Energy & Fuels. – 2021. – Vol. 35, No. 9. – P. 7553–7571. – DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c00502

8. Mitigating Hydrate Formation in Onshore Gas Wells: A Case Study on Optimization Techniques and Prevention / M. Ješić, B. Martinović, S. Stančić [et al.] // Underground Mining Engineering. – 2023. – Vol. 43. – P. 43–70. – DOI: 10.5937/podrad2343043J

9. Безаварийное газовое производство / Н.А. Еремин, А.Д. Черников, В.Е. Столяров [и др.] // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2020. – № 12(348). – С. 51–60. – DOI: 10.30713/2413-5011-2020-12(348)-51-60

10. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России / А.И. Гриценко, В.А. Истомин, А.Н. Кульков, Р.С. Сулейманов. – М.: Недра, 1999. – 473 с.

11. Особенности разложения газовых гидратов при тепловом и депрессионном воздействиях в пластах конечной протяженности / И.К. Гималтдинов, Н.Г. Мусакаев, М.К. Хасанов, М.В. Столповский // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2011. – № 7. – С. 6–13.

12. Mokhatab S., Wilkens R.J., Leontaritis K.J. A Review of Strategies for Solving Gas-Hydrate Problems in Subsea Pipelines // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. – 2007. – Vol. 29. – P. 39–45. – DOI: 10.1080/009083190933988

13. Бондарев Э.А., Рожин И.И., Аргунова К.К. Моделирование образования гидратов в газовых скважинах при их тепловом взаимодействии с горными породами // Инженерно-физический журнал. – 2014. – Т. 87, № 4. – С. 871–878.

14. Шагапов В.Ш., Мусакаев Н.Г. Динамика образования и разложения гидратов в системах добычи, транспортировки и хранения газа. – М.: Наука, 2016. – 240 с.

15. Мусакаев Н.Г., Шагапов В.Ш. Теоретическое моделирование работы газонефтяной скважины в осложненных условиях // Прикладная механика и техническая физика. – 1997. – Т. 38, № 2. – С. 125–134.

16. Бондарев Э.А., Рожин И.И., Аргунова К.К. Особенности математического моделирования систем добычи и транспорта природного газа в арктической зоне России // Записки горного института. – 2017. – Т. 228. – С. 705–716. – DOI: 10.25515/PMI.2017.6.705

17. Мусакаев Н.Г., Уразов Р.Р. Превентивные методы борьбы с гидратообразованием в трубопроводах // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2006. – № 1. – С. 50–56.