RU2245992C1 - Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions - Google Patents

Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2245992C1
RU2245992C1 RU2003134916/03A RU2003134916A RU2245992C1 RU 2245992 C1 RU2245992 C1 RU 2245992C1 RU 2003134916/03 A RU2003134916/03 A RU 2003134916/03A RU 2003134916 A RU2003134916 A RU 2003134916A RU 2245992 C1 RU2245992 C1 RU 2245992C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
channel
reservoir
alkali
formation
Prior art date
Application number
RU2003134916/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Я. Хавкин (RU)
А.Я. Хавкин
А.В. Сорокин (RU)
А.В. Сорокин
Л.С. Табакаева (RU)
Л.С. Табакаева
Original Assignee
Хавкин Александр Яковлевич
Сорокин Алексей Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хавкин Александр Яковлевич, Сорокин Алексей Васильевич filed Critical Хавкин Александр Яковлевич
Priority to RU2003134916/03A priority Critical patent/RU2245992C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2245992C1 publication Critical patent/RU2245992C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas extractive industry.
SUBSTANCE: method includes transporting hydrocarbon product along operation channel. Control of pressure changes along this channel is performed. If such change is present such debit of hydrocarbon product is set, which provides for destruction or decomposition of present natural gas hydrates and/or prevention of their forming. With this debit, to place of hydrates decomposition and/or prevention of their forming, alkali solution is fed with concentration 0.04-4.9% with "pH" greater than 10. Alkali solution is fed during time not less than time of pressure change along operation channel, as well as with flow and during time until achieving mass concentration of alkali in gas phase 10-15% of mass.
EFFECT: higher efficiency.
12 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и, в частности, к эксплуатации объектов с углеводородной продукцией в этих отраслях. К таким объектам могут быть отнесены, например, газовые и нефтяные скважины, газовые, газоконденсатные, газонефтяные, газогидратные, нефтегазовые и любые другие виды залежей, сочетающих газ, нефть и газоконденсат, а также различные трубопроводы (например, наземные, надземные или заглубленные) местного значения в системе обустройства месторождения и магистральные трубопроводы. Особенностью объектов изобретения является их эксплуатация в условиях гидратного режима, т.е. такого режима, который представляет собой исходные условия эксплуатации объекта с уже существующими газовыми гидратами или когда без соблюдения специальных мероприятий на объекте эксплуатации образование газовых гидратов неминуемо. При этом в соответствии с изобретением рассматривается эксплуатация в режиме, предусматривающем разрушение (разложение) имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования.The present invention relates to the gas and oil industries and, in particular, to the operation of facilities with hydrocarbon products in these industries. Such objects may include, for example, gas and oil wells, gas, gas condensate, gas and oil, gas hydrate, oil and gas and any other types of deposits combining gas, oil and gas condensate, as well as various pipelines (for example, land, above-ground or buried) local values in the field development system and trunk pipelines. A feature of the objects of the invention is their operation under hydrated conditions, i.e. such a regime, which is the initial conditions of operation of the facility with existing gas hydrates or when, without observing special measures at the facility, the formation of gas hydrates is inevitable. Moreover, in accordance with the invention, operation in a mode providing for the destruction (decomposition) of existing natural gas hydrates and / or the prevention of their formation is considered.

При разработке большинства вышеупомянутых залежей углеводородов возникает проблема борьбы с образованием природных газовых гидратов. Особое значение этот вопрос приобретает при разработке месторождений Западной Сибири и Крайнего Севера. Низкие пластовые температуры и суровые климатические условия этих районов создают благоприятные условия для образования газовых гидратов не только в скважинах и газопроводах, но и непосредственно в продуктивных пластах.In the development of most of the aforementioned hydrocarbon deposits, the problem arises of combating the formation of natural gas hydrates. Of particular importance is the issue in the development of deposits in Western Siberia and the Far North. Low reservoir temperatures and harsh climatic conditions in these areas create favorable conditions for the formation of gas hydrates not only in wells and gas pipelines, but also directly in productive formations.

Газовые гидраты (гидраты природных газов) представляют собой неустойчивое физико-химическое соединение воды с углеводородами, которое с повышением температуры или при понижении давления разлагается на газ и воду. По внешнему виду - это белая кристаллическая масса, похожая на лед или снег.Gas hydrates (natural gas hydrates) are an unstable physicochemical compound of water with hydrocarbons, which decomposes into gas and water with increasing temperature or lowering pressure. In appearance, it is a white crystalline mass, similar to ice or snow.

Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят антигидратный состав, содержащий хлориды металлов [1].There is a method of operating an object with hydrocarbon products in a hydrated regime, according to which, during operation, an antihydrate composition containing metal chlorides is introduced into the flow of produced products [1].

Недостатками данного способа являются низкая антигидратная способность состава, его высокая коррозионная активность, возможность выпадения осадка при смешении состава с пластовой высокоминерализованной водой.The disadvantages of this method are the low anti-hydration ability of the composition, its high corrosivity, the possibility of precipitation when mixing the composition with formation highly mineralized water.

Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят антигидратный состав в виде 70-80%-ного водного раствора диэтиленгликоля [2].There is a method of operating an object with hydrocarbon products under hydrated conditions, according to which, during operation, an antihydrate composition is introduced into the flow of produced products in the form of a 70-80% aqueous diethylene glycol solution [2].

Недостатком этого способа является дороговизна применяемого состава.The disadvantage of this method is the high cost of the composition used.

Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят метанол [3].A known method of operating an object with hydrocarbon products in a hydrated regime, according to which methanol is introduced into the flow of produced products during operation [3].

Основным недостатком этого способа является то, что метанол имеет высокое давление насыщенного пара, что приводит к большим его потерям в процессе эксплуатации объекта. Для дальнейшего предотвращения гидратообразования требуется введение свежего метанола, что резко повышает общий его расход и вызывает огромный расход денежных средств. Кроме того, метанол - сильный яд. При его применении возникает опасность загрязнения окружающей среды и отравления персонала, участвующего в эксплуатации объекта.The main disadvantage of this method is that methanol has a high saturated vapor pressure, which leads to large losses during the operation of the facility. To further prevent hydrate formation, the introduction of fresh methanol is required, which sharply increases its total consumption and causes a huge expenditure of money. In addition, methanol is a strong poison. When applied, there is a danger of environmental pollution and poisoning of personnel involved in the operation of the facility.

Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят водорастворимый полимер, полученный из N-замещенного полиакриламида с нижеприведенной структурной формулой в виде:There is a known method of operating an object with hydrocarbon products under hydrated conditions, according to which, during operation, a water-soluble polymer obtained from N-substituted polyacrylamide with the following structural formula is introduced into the flow of produced products:

Figure 00000002
Figure 00000002

где R1 - углеводородная группа от 1 до 10 атомов углерода;where R 1 is a hydrocarbon group from 1 to 10 carbon atoms;

R2 - атом водорода или углеводородная группа от 1 до 10 атомов углерода;R 2 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group from 1 to 10 carbon atoms;

n - среднее число повторяющихся мономерных звеньев в пределах от примерно 1 тысячи до примерно 6 миллионов [4].n is the average number of repeating monomer units ranging from about 1 thousand to about 6 million [4].

Существенным недостатком способа является дефицит вышеупомянутого полиакриламида и высокая его стоимость. Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят хлористый натрий, воду и раствор полиэлектролита при следующем соотношении компонентов, мас.%:A significant disadvantage of this method is the shortage of the above polyacrylamide and its high cost. There is a method of operating an object with hydrocarbon products under hydrated conditions, according to which sodium chloride, water and a solution of polyelectrolyte are introduced into the flow of produced products during operation in the following ratio of components, wt.%:

хлористый натрий 22-24sodium chloride 22-24

полиэлектролит 0,1-1,0polyelectrolyte 0.1-1.0

вода остальноеwater rest

В качестве полиэлектролита используют гидролизованный или частично гидролизованный полиакриламид.As the polyelectrolyte, hydrolyzed or partially hydrolyzed polyacrylamide is used.

Состав дополнительно содержит ингибитор коррозии в количестве 0,1-0,5 мас.%. В качестве ингибитора коррозии используют катапин. Вода может быть предварительно нагрета до температуры выше 35°С или до температуры пласта эксплуатируемой скважины [5].The composition further comprises a corrosion inhibitor in an amount of 0.1-0.5 wt.%. Catapine is used as a corrosion inhibitor. Water can be preheated to a temperature above 35 ° C or to the temperature of the reservoir of an operating well [5].

Практически во всех перечисленных выше способах эксплуатации физико-химический механизм разрушения и предупреждения образования газовых гидратов заключается в донорских способностях функциональной группы молекулы ингибитора.In almost all of the above methods of operation, the physicochemical mechanism of destruction and prevention of the formation of gas hydrates consists in the donor abilities of the functional group of the inhibitor molecule.

Известен способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, в соответствии с которым в процессе эксплуатации в поток добываемой продукции вводят кубовые остатки производства эпоксидных смол, содержащие щелочные компоненты как наиболее активные компоненты по теории Льюиса [6].There is a method of operating an object with hydrocarbon products in a hydrated regime, according to which, during operation, bottoms of epoxy resin production containing alkaline components as the most active components according to the Lewis theory are introduced into the flow of produced products [6].

К существенным недостаткам способа эксплуатации с использованием кубовых остатков относятся:Significant disadvantages of the method of operation using bottoms include:

многокомпонентность системы и непостоянство состава (следствие вида производства - его отходности);multicomponent system and inconsistency of composition (a consequence of the type of production - its waste);

значительные транспортные расходы на реагент с содержанием в нем не более 5,5% основного вещества и неудобство обращения с ним в регионах с суровыми климатическими условиями (содержит водную основу);significant transportation costs for the reagent with a content of not more than 5.5% of the main substance and the inconvenience of handling it in regions with severe climatic conditions (contains a water base);

невысокая ингибирующая способность.low inhibitory ability.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа эксплуатации за счет применения средства с более активными свойствами по разрушению газовых гидратов и/или предотвращению их образования и создание таких условий, в которых это средство обеспечивает скорость разложения гидратов, кратно превышающую скорость их образования при снижении расхода средства.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method of operation by using means with more active properties for the destruction of gas hydrates and / or preventing their formation and the creation of conditions in which this tool provides a decomposition rate of hydrates that is several times higher than the rate of their formation while reducing the consumption of the product.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима включает транспортирование углеводородной продукции по эксплуатационному каналу, контроль перепадов давления по длине этого канала и, при наличии этого перепада, установление дебита углеводородной продукции или режима объекта, обеспечивающего разрушение (разложение) имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования, подачу в этом состоянии объекта к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования, водного раствора щелочи с концентрацией 0,04-4,9 мас.% при рН более 10, при этом раствор щелочи подают в течение времени не менее времени существования перепада давления по длине эксплуатационного канала, а также с расходом и в течение времени до достижения массовой концентрации щелочи в газовой фазе 10-15 мас.%.The required technical result is achieved by the fact that the method of operating an object with hydrocarbon products in a hydrated mode involves transporting hydrocarbon products along the production channel, monitoring pressure drops along the length of this channel and, if there is such a difference, establishing the flow rate of the hydrocarbon product or the regime of the object that ensures destruction ( decomposition) of existing natural gas hydrates and / or prevention of their formation, supply in this state of the object to the place of decomposition of the hyd of solutions and / or prevention of their formation, an aqueous alkali solution with a concentration of 0.04-4.9 wt.% at a pH of more than 10, while the alkali solution is supplied over a period of not less than the time the pressure drop exists along the length of the production channel, as well as flow rate and over time to achieve a mass concentration of alkali in the gas phase of 10-15 wt.%.

Кроме того:Moreover:

в качестве объекта с углеводородной продукцией принимают газовую залежь или газоконденсатную залежь, или газонефтяную залежь, или газогидратную залежь, или нефтегазовую залежь, или нефтегазоконденсатную залежь;as an object with hydrocarbon production, a gas deposit or a gas condensate deposit, or a gas and oil deposit, or a gas hydrate deposit, or an oil and gas deposit, or an oil and gas condensate deposit;

в качестве канала эксплуатации принимают канал скважины или канал фильтрации в продуктивном пласте залежи, или канал в системе обустройства месторождения, или канал магистрального трубопровода;as a production channel, a well channel or a filtration channel in a reservoir of a reservoir, or a channel in a field development system, or a main pipeline channel is adopted;

канал фильтрации в продуктивном пласте создают от нагнетательной скважины, по меньшей мере одной, к добывающей скважине, по меньшей мере одной;a filtration channel in the reservoir is created from an injection well of at least one to a producing well of at least one;

канал фильтрации в продуктивном пласте создают разрывом пласта или бурением направленной скважины с горизонтальным стволом, по меньшей мере одним, или с горизонтальным стволом и ответвлением от него, по меньшей мере одного;the filtration channel in the reservoir is created by fracturing or drilling a directional well with a horizontal wellbore of at least one, or with a horizontal wellbore and a branch from it of at least one;

для приготовления раствора щелочи используют едкий натр или соли слабых кислот и сильных оснований;caustic soda or salts of weak acids and strong bases are used to prepare the alkali solution;

в раствор щелочи добавляют глиностабилизатор;an clay stabilizer is added to the alkali solution;

к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования подают теплоноситель;a coolant is supplied to the hydrate decomposition site and / or to prevent their formation;

в качестве теплоносителя подают пар или горячую воду, или термогенерирующую жидкость;steam or hot water or a thermogenerating liquid is supplied as a heat carrier;

глиностабилизатор добавляют в щелочь в виде нескольких оторочек;the clay stabilizer is added to the alkali in the form of several rims;

снижают подвижность газоводяной фазы;reduce the mobility of the gas-water phase;

в качестве агента, снижающего подвижность газоводяной фазы, используют полиакриламид или гипан, или карбоксиметилцеллюлозу, или водогазовые гетерогенные системы.as an agent that reduces the mobility of the gas-water phase, polyacrylamide or hypane, or carboxymethyl cellulose, or gas-water heterogeneous systems are used.

Сущность изобретения заключается в том, что в условиях гидратного режима объекта и при установлении факта образования газовых гидратов обеспечивают разрушение (разложение) имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования за счет установления соответствующего дебита или таких давлений, температуры и влажности, при которых не образуются дополнительные (к существующим) газовые гидраты. В этом состоянии объекта к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования подают водный раствор щелочи с вышеупомянутыми значениями концентрации и рН в течение установленного времени. Опытным путем установлено, что именно при таких условиях, при таких характеристиках раствора щелочи и режиме ее подачи существует возможность циклической подачи средства по разложению и/или предотвращению образования газовых гидратов, что в значительной степени снижает расход этого средства. Сам же циклический характер подачи средства дополнительно создает нестационарный характер работы объекта в целом. А этот характер работы объекта ведет к значительному снижению скорости образования газовых гидратов, кратно (в несколько раз) ниже скорости их разложения. При этом, ввиду практической трудности поддержания безгидратного режима, образование газовых гидратов все же происходит, например, между циклами. Однако при этом образуются неконсолидированные газовые гидраты и только во взвеси (в виде снега). Они не прикрепляются к каналу эксплуатации, не образуют плотного ядра и потому легко разлагаются при обработке.The essence of the invention lies in the fact that under the hydrated regime of the object and when establishing the fact of the formation of gas hydrates, they ensure the destruction (decomposition) of existing natural gas hydrates and / or prevent their formation by establishing the corresponding flow rate or such pressures, temperature and humidity at which additional (to existing) gas hydrates are formed. In this state of the object, an aqueous alkali solution with the aforementioned concentration and pH values is supplied to the site of hydrate decomposition and / or prevention of their formation for a specified time. It has been experimentally established that it is precisely under such conditions, under such characteristics of the alkali solution and the mode of its supply, that it is possible to cycle the means for decomposing and / or preventing the formation of gas hydrates, which significantly reduces the consumption of this tool. The very cyclic nature of the flow of funds additionally creates the unsteady nature of the operation of the object as a whole. And this nature of the object’s operation leads to a significant decrease in the rate of formation of gas hydrates, which is several times (several times) lower than the rate of their decomposition. Moreover, due to the practical difficulty of maintaining a hydrate-free regime, the formation of gas hydrates still occurs, for example, between cycles. However, unconsolidated gas hydrates are formed and only in suspension (in the form of snow). They do not attach to the operation channel, do not form a dense core and therefore easily decompose during processing.

Для приготовления раствора щелочи в промысловых условиях может быть использован едкий натр или соли слабых кислот и сильных оснований, например, Na2СО3, Na3PO4, растворы которых подвергаются гидролизу с рН среды в пределах 10-14.Caustic soda or salts of weak acids and strong bases, for example, Na 2 CO 3 , Na 3 PO 4 , whose solutions are hydrolyzed with a pH in the range of 10-14, can be used to prepare an alkali solution under commercial conditions.

В качестве примера приведена схема гидролиза фосфата натрия:As an example, a scheme for the hydrolysis of sodium phosphate is given:

3РO4+3Н2О↔ Na2HPO4+Na++OH-+2H2O↔ 2Na++2OН-2O+NaH2PO4↔ Н3РO4+3Na++3ОН- Na 3 PO 4 + 3H 2 О↔ Na 2 HPO 4 + Na + + OH - + 2H 2 O↔ 2Na + + 2ОН - + Н 2 O + NaH 2 PO 4 ↔ Н 3 PO 4 + 3Na + + 3ОН -

Образующаяся при гидролизе гидроксильная группа взаимодействует с образовавшимся газовым гидратом и разрушает его, в результате чего этот гидрат распадается на газ и воду, а также препятствует образованию газового гидрата.The hydroxyl group formed during hydrolysis interacts with the resulting gas hydrate and destroys it, as a result of which this hydrate decomposes into gas and water, and also prevents the formation of gas hydrate.

На чертеже приведены результаты лабораторных исследований по изменению температуры образования газовых гидратов в зависимости от вида ингибитора и его концентрации.The drawing shows the results of laboratory studies on the change in the temperature of formation of gas hydrates depending on the type of inhibitor and its concentration.

На горизонтальной оси приведены данные по концентрации ингибиторов (х, %), а на вертикальной оси показаны данные по изменению температуры гидратообразования (Δ t, °C).The horizontal axis shows the concentration of inhibitors (x,%), and the vertical axis shows the change in hydrate formation temperature (Δ t, ° C).

При этом использованы следующие условные обозначения для кривых на графике:The following conventions were used for the curves on the graph:

1 - водный раствор щелочи;1 - an aqueous solution of alkali;

2 - хлористый кальций;2 - calcium chloride;

3 - раствор аммиака;3 - ammonia solution;

4 - метанол;4 - methanol;

5 - диэтиленгликоль;5 - diethylene glycol;

6 - глицерин.6 - glycerin.

Из приведенных на чертеже кривых видно, что водные растворы щелочи являются наиболее эффективными ингибиторами образования газовых гидратов из промышленно используемых реагентов.From the curves shown in the drawing it can be seen that aqueous alkali solutions are the most effective inhibitors of the formation of gas hydrates from industrially used reagents.

Разработка, например, газоконденсатного месторождения при значительной депрессии в призабойной зоне вызовет выпадение гидратов со снижением коэффициента продуктивности (призабойной зоны, пласта) вплоть до полного прекращения поступления флюидов в скважину.The development of, for example, a gas condensate field with significant depression in the near-wellbore zone will cause hydrate precipitation with a decrease in productivity coefficient (bottom-hole zone, formation) until the fluid stops flowing into the well.

Если объектом эксплуатации является скважина, то ее ближняя призабойная зона содержит, как правило, привнесенную глину из буровых растворов.If the object of operation is a well, then its near bottomhole zone contains, as a rule, added clay from drilling fluids.

Глиносодержащие минералы обладают способностью к набуханию. Набухание в пресной воде глин, имеющих слоистое строение, имеет особенности. Слои связаны между собой слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. При избытке отрицательных зарядов происходит внедрение протонов в межслойное пространство. За счет водородных связей после внедрения ассоциированных с протоном молекул воды в межслойное пространство проникают комплексы, состоящие из нескольких ассоциированных молекул воды, за счет чего увеличивается расклинивающее давление, способствующее увеличению межплоскостного расстояния (происходит набухание глин).Clay-containing minerals are swellable. The swelling in fresh water of clays having a layered structure has features. The layers are interconnected by weak van der Waals forces. With an excess of negative charges, protons are introduced into the interlayer space. Due to hydrogen bonds, after the introduction of proton-associated water molecules into the interlayer space, complexes consisting of several associated water molecules penetrate, due to which proppant pressure increases, which contributes to an increase in interplanar distance (clay swells).

При низких концентрациях электролита происходит преимущественное проникновение протонов в межслойное пространство, так как подвижность протона на несколько порядков выше активности катионов металлов.At low electrolyte concentrations, protons penetrate predominantly into the interlayer space, since the proton mobility is several orders of magnitude higher than the activity of metal cations.

По мере увеличения концентрации электролита появляется конкурирующий внедрению протонов процесс - внедрение катионов в межплоскостное расстояние с вытеснением ассоциированных молекул воды, вследствие чего расстояние между слоями глинистого минерала уменьшается, поскольку размер катиона значительно меньше размера ассоциатов воды.As the electrolyte concentration increases, a process competing with the introduction of protons arises - the introduction of cations into the interplanar distance with the displacement of associated water molecules, as a result of which the distance between the clay mineral layers decreases, since the size of the cation is much smaller than the size of water associates.

В концентрированных растворах электролитов в межплоскостное пространство могут поступать только катионы электролитов, и процесс набухания глин не происходит.In concentrated electrolyte solutions, only electrolyte cations can enter the interplanar space, and clay does not swell.

Набухшую глину можно вернуть практически в исходное состояние путем увеличения концентрации катионов в растворе.Swollen clay can be returned to its original state by increasing the concentration of cations in solution.

Концентрация электролита, при которой не происходит набухания глин или при которой можно вернуть набухшие глины в состояние, максимально приближенное к их исходному до набухания, называется эффективной концентрацией глиностабилизации. Она зависит от вида катионов и сорта глин.The concentration of electrolyte at which clays do not swell or at which swollen clays can be returned to a state as close as possible to their initial level before swelling is called the effective concentration of clay stabilization. It depends on the type of cations and the type of clay.

Из вышеизложенного следует, что набухание глин определенного типа зависит от рН среды. Опытным путем установлено, что наиболее заметно снижение набухания глин при рН среды более 10.It follows from the foregoing that the swelling of clays of a certain type depends on the pH of the medium. It was experimentally established that the most noticeable decrease in clay swelling at a pH of more than 10.

Природа образования газовых гидратов и процессы набухания глин схожи.The nature of the formation of gas hydrates and the processes of clay swelling are similar.

В рамках данного изобретения применяемый водный раствор щелочи с вышеупомянутыми необходимыми значениями рН и концентрации выполняет в некоторых случаях дополнительную функцию, т.е. кроме предупреждения образования газовых гидратов и/или их разрушения этот раствор щелочи предупреждает также и набухание глин.In the framework of the present invention, the used alkaline aqueous solution with the aforementioned necessary pH and concentration values performs in some cases an additional function, i.e. in addition to preventing the formation of gas hydrates and / or their destruction, this alkali solution also prevents clay swelling.

Для других типов глин, например, не ярко выраженного слоистого строения, требуется введение специальных (дополнительных) реагентов, предупреждающих их набухание. Щелочной раствор глиностабилизатора типа "ВПК-402" является как раз примером средства для предупреждения набухания глин другого типа и разрушения гидратов в призабойной зоне скважины. Этот раствор глиностабилизатора приготавливают в соответствии с [7].For other types of clays, for example, not pronounced layered structure, the introduction of special (additional) reagents to prevent their swelling. An alkaline solution of the VPK-402 type clay stabilizer is just an example of a means to prevent swelling of clays of another type and destruction of hydrates in the bottomhole zone of a well. This clay stabilizer solution is prepared in accordance with [7].

В настоящее время разработка газогидратных месторождений, в которых сосредоточены основные ресурсы, не производится не только ввиду отсутствия эффективных и достаточно дешевых ингибиторов, но также из-за отсутствия технологии доставки ингибитора в пласт газогидратной залежи.Currently, the development of gas hydrate deposits, in which the main resources are concentrated, is not carried out not only because of the lack of effective and reasonably cheap inhibitors, but also because of the lack of technology for delivering the inhibitor to the gas hydrate reservoir.

Практика разработки нефтяных месторождений предусматривает бурение скважин для поддержания пластового давления (ППД), через которые нагнетают нефтевытесняющие агенты.The practice of developing oil fields involves drilling wells to maintain reservoir pressure (RPM) through which oil-displacing agents are injected.

Аналогично этому на газогидратном месторождении необходимо бурение дополнительных скважин, через которые возможно нагнетание реагента в пласт.Similarly, in a gas hydrate field, additional wells must be drilled through which reagent injection into the formation is possible.

Очевидно, что между скважинами ППД и добывающими должна осуществляться гидродинамическая связь посредством создания каналов фильтрации. Для этого необходимо сделать гидроразрыв пласта с образованием горизонтальной трещины либо путем бурения горизонтально направленного ствола.It is obvious that hydrodynamic communication should be carried out between the production and production wells by creating filtration channels. To do this, it is necessary to make hydraulic fracturing with the formation of a horizontal crack or by drilling a horizontally directed trunk.

Для разрушения газовых гидратов вокруг каналов фильтрации от нагнетательной к добывающим скважинам в скважину ППД подают, например, горячий теплоноситель (воду или пар), или термогенерирующий раствор, или ингибитор гидратообразования.For the destruction of gas hydrates around the filtration channels from the injection to the production wells, for example, a hot heat carrier (water or steam), or a heat-generating solution, or a hydrate formation inhibitor, is fed into the BPD well.

Для повышения технико-экономических показателей нагнетание растворов производят в виде нескольких оторочек.To improve technical and economic indicators, injection of solutions is carried out in the form of several rims.

Для увеличения коэффициента охвата в призабойной зоне пласта скважины ППД в качестве оторочек для снижения подвижности газоводяной фазы с щелочью применяют, например, растворы-полимеры типа полиакриламида, гипана или карбоксиметилцеллюлозы или водогазовые гетерогенные системы.To increase the coverage factor in the near-wellbore zone of the PPD wellbore, for example, polymer solutions such as polyacrylamide, hypane or carboxymethyl cellulose or water-gas heterogeneous systems are used as rims to reduce the mobility of the gas-water phase with alkali.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В выбранном объекте эксплуатации в условиях гидратного режима осуществляют транспортирование углеводородной продукции по эксплуатационному каналу. При этом в связи с повышенной опасностью образования газовых гидратов в эксплуатационном канале осуществляют непрерывный контроль перепадов давления по длине этого канала. При наличии этого перепада, свидетельствующего о нарушении нормального режима эксплуатации, устанавливают интервал канала с перепадом давления. После этого устанавливают дебит углеводородной продукции или режима объекта (температуру, влажность, давление), обеспечивающие разрушение (разложение) имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования. В этом состоянии объекта к обнаруженному интервалу перепада давления в эксплуатационном канале, т.е. к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования, подают водный раствор щелочи. Этот раствор щелочи подают с концентрацией 0,04-4,9 мас.% при рН более 10. Кроме того, раствор щелочи подают в течение времени не менее времени существования перепада давления по длине эксплуатационного канала, а также с расходом и в течение времени до достижения массовой концентрации щелочи в газовой фазе 10-15 мас.%.In the selected facility under hydrated conditions, hydrocarbon products are transported through the production channel. Moreover, due to the increased risk of the formation of gas hydrates in the production channel, continuous monitoring of pressure drops along the length of this channel is carried out. In the presence of this differential, indicating a violation of the normal operating mode, set the channel interval with a differential pressure. After that, the flow rate of hydrocarbon production or the regime of the object (temperature, humidity, pressure) is established, which ensures the destruction (decomposition) of existing natural gas hydrates and / or the prevention of their formation. In this state of the object to the detected interval of the pressure drop in the production channel, i.e. to the place of decomposition of hydrates and / or preventing their formation, an aqueous alkali solution is supplied. This alkali solution is supplied with a concentration of 0.04-4.9 wt.% At a pH of more than 10. In addition, the alkali solution is supplied over a period of not less than the existence of the pressure drop along the length of the production channel, as well as at a rate of achieving a mass concentration of alkali in the gas phase of 10-15 wt.%.

Конкретный пример реализации способа.A specific example of the implementation of the method.

В качестве объекта эксплуатации принимают газовую скважину в условиях Западной Сибири глубиной 2500 м, характеризуемую периодическими образованиями газовых гидратов в ее стволе в процессе эксплуатации на глубинах 600-1000 м. В процессе эксплуатации скважины осуществляют транспортирование газа по эксплуатационному каналу - стволу скважины. При этом осуществляют контроль перепадов давления по длине ствола скважины. При наличии перепада давления 0,5-1,5 МПа устанавливают опытным путем такой дебит газа, который обеспечивает разрушение (разложение) имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования, в данном случае дебит снижают на 10%. Определяют конкретную глубину образования газовых гидратов. Для этого строят график зависимости равновесной кривой гидратообразования для конкретных параметров скважины, при которых она работала до перевода ее на безгидратный режим, и фактической температуры в скважине.A gas well in the conditions of Western Siberia with a depth of 2500 m, characterized by periodic formation of gas hydrates in its trunk during operation at depths of 600-1000 m, is taken as the object of operation. During the operation of the well, gas is transported through the production channel - the wellbore. In this case, control the pressure drops along the length of the wellbore. In the presence of a pressure drop of 0.5-1.5 MPa, a gas production rate is established experimentally that ensures the destruction (decomposition) of existing natural gas hydrates and / or the prevention of their formation, in this case, the production rate is reduced by 10%. The specific depth of formation of gas hydrates is determined. To do this, build a graph of the equilibrium hydrate formation curve for specific parameters of the well, at which it worked until it was switched to a non-hydrate mode, and the actual temperature in the well.

Нижнюю границу зоны образования газовых гидратов определяют точкой пересечения обеих температурных кривых. В данном случае нижняя граница составляет 900 м. На глубину 930 м спускают заливочные трубы. При необходимости в затрубное пространство существующей обвязки скважины подают горячую воду для обеспечения условий доставки заливочных труб в необходимый интервал скважины. Через заливочные трубы к месту разложения гидратов и предотвращения их последующего образования подают водный раствор фосфата натрия с концентрацией 3,5 маc.% при рН 13. Этот раствор подают в течение времени не менее времени существования перепада давления в интервале 600-900 м. В данном случае раствор щелочи подают в течение общего времени 12 часов в циклическом нестационарном режиме, когда после каждых 2-х часов работы осуществляют перерыв в подаче на 1 час. При этом расход подачи раствора щелочи подбирают таким, чтобы к концу обработки массовая концентрация щелочи в газовой фазе достигла 12 мас.%. После этого переходят на стабильный режим эксплуатации скважины. Далее, при необходимости, операции повторяют.The lower boundary of the gas hydrate formation zone is determined by the intersection point of both temperature curves. In this case, the lower boundary is 900 m. The filling pipes are lowered to a depth of 930 m. If necessary, hot water is supplied into the annular space of the existing well piping to ensure the conditions for the delivery of filling pipes to the required interval of the well. An aqueous solution of sodium phosphate with a concentration of 3.5 wt.% At pH 13 is fed through pouring pipes to the place of hydrate decomposition and prevention of their subsequent formation. This solution is supplied for a period of not less than the existence of a pressure drop in the range of 600-900 m. In this in the case, the alkali solution is supplied for a total time of 12 hours in a cyclic unsteady mode, when after every 2 hours of operation, a supply break for 1 hour is carried out. The flow rate of the alkali solution is selected so that by the end of the treatment the mass concentration of alkali in the gas phase reaches 12 wt.%. After that, they switch to a stable mode of operation of the well. Further, if necessary, the operations are repeated.

Источники информацииSources of information

1. Андрюшенко Ф.К. и др. Растворы электролитов как антигидратные ингибиторы // Харьков: Высшая школа, 1973, с.38.1. Andryushenko F.K. et al. Electrolyte solutions as antihydrate inhibitors // Kharkov: Higher School, 1973, p. 38.

2. Дегтярев Б.В. и др. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в северных районах // М.: Недра, 1976, с.253.2. Degtyarev B.V. and others. The fight against hydrates during the operation of gas wells in the northern regions // M .: Nedra, 1976, p.253.

3. Бекиров Т.М. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов // М.: Недра, 1980, с.405.3. Bekirov T.M. Field and factory processing of natural and petroleum gases // M .: Nedra, 1980, p. 405.

4. Патент РФ №2126513, 31.08.95.4. RF patent No. 21266513, 08/31/95.

5. Патент РФ №2135742, 27.08.99.5. RF patent №2135742, 08.27.99.

6. Патент РФ №2146787, 05.09.95.6. RF patent No. 2146787, 09/05/95.

7. Хавкин А.Я. Гидродинамические основы разработки залежей нефти с низкопроницаемыми коллекторами // М.: МО МАНПО, 2000, 525 с.7. Khavkin A.Ya. Hydrodynamic principles of the development of oil deposits with low permeability reservoirs // M .: MO MANPO, 2000, 525 p.

Claims (12)

1. Способ эксплуатации объекта с углеводородной продукцией в условиях гидратного режима, включающий транспортирование углеводородной продукции по эксплуатационному каналу, контроль перепадов давления по длине этого канала и, при наличии этого перепада, установление дебита углеводородной продукции или режима объекта, обеспечивающего разрушение или разложение имеющихся природных газовых гидратов и/или предотвращение их образования, подачу в этом состоянии объекта к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования, раствора щелочи с концентрацией 0,04÷4,9 мас.% при рН более 10, при этом раствор щелочи подают в течение времени не менее времени существования перепада давления по длине эксплуатационного канала, а также с расходом и в течение времени до достижения массовой концентрации щелочи в газовой фазе 10-15 мас.%.1. A method of operating an object with hydrocarbon products in a hydrated regime, including transporting hydrocarbon products along the production channel, monitoring pressure differences along the length of this channel, and, if there is such a difference, establishing the flow rate of the hydrocarbon product or the regime of the object, ensuring the destruction or decomposition of existing natural gas hydrates and / or prevention of their formation, supply in this state of the object to the place of decomposition of hydrates and / or prevention of their formation, solution alkali with a concentration of 0.04 ÷ 4.9 wt.% at a pH of more than 10, while the alkali solution is supplied over a period of not less than the time of the pressure drop along the length of the production channel, as well as at a rate and over time until the mass concentration is reached alkalis in the gas phase 10-15 wt.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве объекта с углеводородной продукцией принимают газовую залежь, или газоконденсатную залежь, или газонефтяную залежь, или нефтегазовую залежь, или нефтегазоконденсатную залежь, или газогидратную залежь.2. The method according to claim 1, characterized in that as an object with hydrocarbon products take a gas reservoir, or gas condensate reservoir, or gas and oil reservoir, or oil and gas reservoir, or oil and gas condensate reservoir, or gas hydrate reservoir. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве канала эксплуатации принимают канал скважины или канал фильтрации в продуктивном пласте залежи, или канал в системе обустройства месторождения, или канал магистрального трубопровода.3. The method according to claim 1, characterized in that the well channel or the filtration channel in the reservoir of the reservoir, or the channel in the field development system, or the main pipeline channel is adopted as the production channel. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что канал фильтрации в продуктивном пласте создают от нагнетательной скважины, по меньшей мере одной, к добывающей скважине, по меньшей мере одной.4. The method according to claim 3, characterized in that the filtration channel in the reservoir is created from an injection well of at least one to a producing well of at least one. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что канал фильтрации в продуктивном пласте создают разрывом пласта или бурением направленной скважины с горизонтальным стволом, по меньшей мере одним, или с горизонтальным стволом и ответвлением от него, по меньшей мере одного.5. The method according to claim 4, characterized in that the filtration channel in the reservoir is created by fracturing or drilling a directed well with a horizontal wellbore, at least one, or with a horizontal wellbore and at least one branch from it. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления раствора щелочи используют едкий натр или соли слабых кислот и сильных оснований.6. The method according to claim 1, characterized in that caustic soda or salts of weak acids and strong bases are used to prepare the alkali solution. 7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что в раствор щелочи добавляют глиностабилизатор.7. The method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clay stabilizer is added to the alkali solution. 8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что к месту разложения гидратов и/или предотвращения их образования подают теплоноситель.8. The method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a coolant is supplied to the hydrate decomposition site and / or to prevent their formation. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя подают пар, или горячую воду, или термогенерирующую жидкость.9. The method according to claim 8, characterized in that steam or hot water or a thermogenerating liquid is supplied as a heat carrier. 10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что глиностабилизатор добавляют в щелочь в виде нескольких оторочек.10. The method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the clay stabilizer is added to the alkali in the form of several rims. 11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что снижают подвижность газоводяной фазы с щелочью.11. The method according to one of claims 1 to 10, characterized in that they reduce the mobility of the gas-water phase with alkali. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве агента, снижающего подвижность газоводяной фазы с щелочью, используют полиакриламид, или гипан, или карбоксиметилцеллюлозу, или водогазовые гетерогенные системы.12. The method according to claim 11, characterized in that as an agent that reduces the mobility of the gas-water phase with alkali, polyacrylamide, or hypane, or carboxymethyl cellulose, or water-gas heterogeneous systems are used.
RU2003134916/03A 2003-12-03 2003-12-03 Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions RU2245992C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134916/03A RU2245992C1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134916/03A RU2245992C1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2245992C1 true RU2245992C1 (en) 2005-02-10

Family

ID=35208817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134916/03A RU2245992C1 (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2245992C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation
RU2556482C2 (en) * 2012-12-24 2015-07-10 Игорь Иванович Грициненко Method to control hydrate formation degree and technical state of operating gas equipment
RU2635308C2 (en) * 2016-04-14 2017-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Prevention method of hydrates formation and elimination in hydrocarbons
RU2764944C2 (en) * 2020-05-22 2022-01-24 Игорь Олегович КУЗЯКИН Method for determining the beginning of formation of liquid or hydrate plugs in a gas collecting field network

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation
RU2556482C2 (en) * 2012-12-24 2015-07-10 Игорь Иванович Грициненко Method to control hydrate formation degree and technical state of operating gas equipment
RU2635308C2 (en) * 2016-04-14 2017-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Prevention method of hydrates formation and elimination in hydrocarbons
RU2764944C2 (en) * 2020-05-22 2022-01-24 Игорь Олегович КУЗЯКИН Method for determining the beginning of formation of liquid or hydrate plugs in a gas collecting field network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0909873B1 (en) A process for the thermo-hydraulic control of gas hydrates
US7093655B2 (en) Method for the recovery of hydrocarbons from hydrates
US2059459A (en) Method of treating wells with acids
Mahmoud Evaluating the damage caused by calcium sulfate scale precipitation during low-and high-salinity-water injection
US9938810B2 (en) Conductivity enhancement of complex fracture networks in subterranean formations
AU2014405605B2 (en) Enhancing complex fracture networks in subterranean formations
US20150152318A1 (en) Fracturing process using liquid ammonia
US11174425B2 (en) Carbonate reservoir filtration-loss self-reducing acid
CN114085662A (en) Preparation method and application of chemical self-heating energizing fracturing fluid suitable for low-pressure low-permeability oil and gas reservoir
SA518400390B1 (en) Methods and systems incorporating n-(phosphonoalkyl)iminodiacetic acid particulates
RU2245992C1 (en) Method for operation of object with hydrocarbon product under hydrate mode conditions
JPH0134555B2 (en)
US11447685B2 (en) Methods of stabilizing carbonate-bearing formations
US9399728B2 (en) In-situ crosslinking and calcium ion complexation for acidizing a subterranean formation
US7022652B2 (en) Compositions and methods for treating subterranean formations
US2156220A (en) Chemical plugging of strata
US20180305600A1 (en) Exothermic reactants for use in subterranean formation treatment fluids
US3720265A (en) Method for stimulating well production
US3719229A (en) Secondary recovery method
Elmurzayev et al. Features of oil production and complications of Mesozoic deposits operation (on the example of the Grozny oil region)
US2485231A (en) Drilling wells through formations which produce gas containing large amounts of hydrogen sulfide
Kondrat et al. Study of foam formation process with use of water solutions of foam-forming PAIRS and foam stabilizers
US3428120A (en) Aqueous fluid flooding method for recovering oil
Almukhametova et al. Technological feature of hypan-acid treatment
US20220127520A1 (en) Treatment of subterranean formations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061204

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080727

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091204