Кристаллогидраты природных газов. Условия образования, способы предупреждения и борьбы с кристаллогидратами

Кристаллогидраты природных газов. Условия образования,
способы предупреждения и борьбы с кристаллогидратами.
При отборе газа из пласта, сопровождающемся понижением его
температуры и давления, происходит конденсация паров воды и накопление
ее в скважинах и газопроводах. При определенных условиях компоненты
природного газа (метан, этан, пропан, бутан) при взаимодействии с водой
способны образовывать неустойчивые твердые кристаллические вещества,
называемые гидратами.
Кристаллогидраты природных газов внешне похожи на мокрый
спрессованный снег, переходящий в лед. Они относятся к неустойчивым
соединениям и при некоторых условиях (нагревание, понижение давления)
быстро разлагаются на газ и воду.
Образование гидратов происходит при повышенных давлениях, низкой
температуре и тесном контакте гидратообразующих компонентов газа с
водой.
Образовавшиеся гидраты могут закупорить скважины, газопроводы,
сепараторы, нарушить работу измерительных и регулирующих приборов.
Часто вследствие образования гидратов выходят из строя штуцера и
регуляторы давления, дросселирование газа в которых сопровождается
резким понижением температуры. Это нарушает нормальную работу
газопромыслового оборудования, особенно при низких температурах
окружающей среды. Борьба с гидратами ведется в двух направлениях:
- предупреждение образования гидратов;
- ликвидация образовавшихся гидратов.
Для предотвращения образования гидратов в газовых скважинах
применяют следующие методы:

- устанавливают соответствующий технологический режим
эксплуатации скважины;
- непрерывно или периодически подают на забой скважины
антигидратные ингибиторы;
- применяют футерованные насосно-компрессорные (подъемные)
трубы;
- систематически удаляют с забоя скапливающуюся жидкость;
- устраняют причины, вызывающие пульсацию газа в скважине.
Ствол скважины очищают от гидратных отложений:
1. продувкой в атмосферу с необходимой предварительной выдержкой
скважины в закрытом состоянии с целью частичного разложения гидратов
под влиянием тепла окружающих пород;
2. закачкой большого объема антигидратного ингибитора
непосредственно на гидратную пробку с выдержкой для разложения
гидратной пробки и с последующей продувкой в атмосферу.
В настоящее время разработаны химические, физические и тепловые
способы предупреждения гидратообразования. Химические методы
включают технологию подачи в скважину ингибиторов различного типа.
Действие их направлено на изменение структурных параметров воды и
равновесных условий гидратообразования. Ингибиторы уменьшают
растворимость газа в воде. Именно эту задачу выполняют водные растворы
спиртов, электролитов и их смеси.
Выбор неорганического ингибитора основан на его способности
хорошо растворятся в воде и сильно диссоциировать на ионы. Наиболее
активные ингибиторы - соединения бора, бериллия и алюминия.
Рекомендуются в этом же качестве нитраты и хлориды, хорошо растворимые

в воде NaNO 3 ; KNO 3  и т.д. Широкое применение из-за доступности, низкой
стоимости и высокой активности получил СаСL 2 . Он применяется в виде
раствора 30-35% концентрации плотностью 1286-1336 кг/м 3 , температурой
замерзания минус 55-20  0 С, температурой кипения 110-114  0 С. Недостатком
СаСL 2  является его способность обогащаться кислородом воздуха и
становиться коррозионно-активным.