Влажность газа абсолютная и относительная. Влагоемкость газа

Влагосодержание природного газа является важнейшим параметром, который определяет в значительной мере технологические режимы эксплуатации скважин и газопромысловых сооружений. Влажность газа - содержание в газе водяных паров в граммах на м³. Абсолютная влажность W показывает массу водяных паров в единице объема газовой смеси, приведенной к нормальным условиям (+20°С и 760мм.рт.ст.) и измеряется в г/м³ или кг/1000м³.

Относительная влажность W ¯ - это отношение фактического содержания паров воды в единице объема газа при данных Р и Т к его влагоемкости, т.е. к количеству водяных паров в том же объеме и при тех же Р и Т при полном насыщении. Или максимальное количество влаги (кг), необходимое для насыщения газа при заданных Р и Т.

Относительная влажность измеряется в долях единицы или в процентах. Полное насыщение оценивается как 100%.

Влагосодержание природного газа зависит от давления; температуры; состава газа; минерализации воды. В процессе эксплуатации месторождений значения температур и давлений во всей цепочке технологического оборудования изменяются.

Снижение температуры вызывает уменьшение водяных паров в газовой фазе. В самом пласте происходит увеличение влагосодержания газа, так как пластовое давление Р_пл(t) падает. Объем добываемой конденсатной влаги по мере разработки и эксплуатации залежи возрастает.

Влажность газа опр-ся по ф-ле:

W =А/Р+ B

где А - коэффициент, равный влагосодержанию идеального газа; Р-заданное давление, кгс/см²; В-коэффициент, зависящий от состава газа. Коэффициенты А, В находят в специальной литературе. Точка росы - Т, при котор. газ становится насыщенным водяным паром при данном Р и влажности. Относит влаж.-100%. С притоков водяного пара - образ. конденсат.

Образование гидратов природных газов. Состав и свойства гидратов

Гидраты природных газов представляют собой неустойчивое физико-химическое соединение воды с УВ, которое с повышением Т или понижением Р разлагается на газ и воду. По внешнему виду – это белая кристаллическая масса, похожая на лед или снег. Физическая сущность образования гидратов заключается в том, что молекулы воды формируют геометрически правильные структуры из-за наличия водородной связи.

Молекулы некоторых веществ или «гидратообразущие вещества» способны по своим размерам попадать внутрь кристаллического каркаса молекул воды и стабилизировать его, в результате образуется смесь в виде твердого осадка.

Гидратообразующими веществами являются: метан, этан, пропан, и-бутан, а также сероводород, азот и углекислый газ. Из непредельных этилен (С2Н4) и пропилен (С3Н6). УВ, начиная с пентана С5Н12 и выше гидратов не образуют. На практике условия образования гидратов определяют с помощью равновесных графиков или расчетным путем – по константам равновесия. Чем выше плотность газа, состоящего из гидрато-образующих веществ, тем больше температура гидрообразования. Если на увеличение плотности природного газа влияют негидратообразующие компоненты, то температура его гидратообразования понижается. Из кривых образования гидратных смесей СН4 и С2Н6 или СН4 и С3Н8 следует, что при добавлении этана (С2Н6) и пропана (С3Н8) улучшаются условия образования гидратных смесей СН4, так как гидраты образуются при более низких давлениях и более высоких температурах. Также повышению температуры образования гидратов этих смесей с СН4 способствует изобутан, все остальные газы, включая нормальный бутан (n-С4Н10) и выше, действуют отрицательно. В присутствии сероводорода температура гидратообразования углеводородных газов значительно повышается. Чем больше сероводорода в газе, тем выше равновесная температура и ниже равновесное давление гидратообразования углеводородного газа. Аналогичная ситуация наблюдается (в меньшей степени), для смеси метана и углекислого газа.

7. Методы предупреждения гидратообразования в скважинах и трубопроводах

Гидраты и борьба с ними. Природный газ газовых месторождений насыщен парами воды, которые конденсируются и скапливаются в скважинах и газопроводах при снижении Т и Р газа. При определенных термобарических условиях (Р и Т) компоненты природного газа, взаимодействуя с водой образуют кристаллические вещества – гидраты. Это ведет к закупорке скважин, газопроводов, сепараторов, нарушению работы измерительной и регулирующей аппаратуры. Зная состав, влажность транспортируемого газа, изменение Т и Р в газопроводе, можно заранее определить возможные зоны образования гидратов и заменить мероприятия по их предотвращению.

1. Поддержание Т газа выше Т гидратообразования путем предварительного подогрева газа.

2. Снижение Р газа в газопроводе ниже равновесного Р образования гидратов. Применение этого способа экономически невыгодно, так как при этом снижается расход в газопроводе. Если на каком-либо участке газопровода образовалась гидратная пробка, то ее можно разложить снижением Р. Для этого участок отключают путем перекрытия линейных запорных кранов, освобождают от газа, перекачивая его в соседний газопровод или выпуская в атмосферу через свечи с обеих сторон до определенного Р. Контроль за снижением Р осуществляют по манометрам, установленным на обводных линиях кранов.

3. Ввод в газопровод ингибиторов - веществ, препятствующих гидратообразованию. В качестве ингибиторов применяют метиловый спирт, раствор диэтиленгликоля (ДЭГ), триэтиленгликоля (ТЭГ) и хлористого кальция. Введенные в поток газа ингибиторы частично поглощают водяные пары и переводят их в раствор, не образующий гидратов или образующий их при более низких Т. На магистральных газопроводах как для ликвидации уже образовавшихся гидратных пробок, так и для профилактических заливок с целью предупреждения гидратообразования чаще всего применяют метанол

4. Осушка газа

Предупреждение гидратообразования в скважинах:

1) безгидратный режим работы скважин

2) постоянное или периодическое ингибирование

3) применение футерованных НКТ

4) систематическое удаление жидкости с забоя

Предупреждение гидратообразования в ФА

1) ингибирование

2) обогрев отдельных узлов и участков

3) устранение резких перепадов Р

Ликвидация пробок в НКТ:

1) продувка с предварительной выдержкой

2) закачка большого объёма ингибитора на пробку

3) растепление с помощью колтюбинга