Способ депрессионной добычи газа из гидратов

Изобретение относится к депрессионным методам добычи газа из гидратов и может быть применено при разработке природных гидратных месторождений на суше и в море. Техническим результатом является интенсификация добычи газа. Способ депрессионной добычи газа из гидратов, включает снижение давления, оказываемого на гидрат, с выделением из него газа, причем снижают давление на величину, превышающую прочность гидрата на растяжение, тем самым его механически разрушают и предотвращают проявление метастабильных состояний - эффектов самоконсервации или консервации. Снижение давления осуществляют многократно, пульсациями, вибрацией. Прочность гидрата на растяжение определяют по формуле: σ=(1,5÷2)⋅σтв, где σ - прочность гидрата на растяжение, Па; σтв - прочность твердой фазы воды на растяжение, Па, (1,5÷2) - параметр, учитывающий природу газа-гидратообразователя: 1,5 - однокомпонентный газ, 2,0 - многокомпонентный газ. 3 ил.

 

Изобретение относится к депрессионным методам добычи газа из гидратов и может быть применено при разработке природных гидратных месторождений на суше и в море.

Известен способ извлечения природного газа из гидратов путем снижения давления, оказываемого на гидрат, ниже уровня фазового равновесия с разложением гидрата на газ и воду (Воробьёв А.Е., Янкевский А.В., Голубченко М.В. Обзор мировой технологий добычи газа из газовых гидратов. Вестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2015, №3. С. 90-95).

Общим признаком известного и предлагаемого способов является снижение давления, оказываемого на гидрат, с выделением из него газа.

К недостаткам известного способа необходимо отнести следующее. На северных месторождениях в многолетнемерзлых породах, которые характеризуются температурами менее величины кристаллизации воды:

- на поверхности диссоциирующего гидрата проявляется статическое метастабильное состояние - эффекты самоконсервации и/или консервации гидрата, при котором на ней образуется и накапливается слой льда и/или нового гидрата, препятствующий выделению газа и приводящий к практически полному прекращению процесса его добычи;

- кроме того, образующийся и накапливающийся лед закупоривает поровые каналы породы, в которой находятся природные гидраты и тем самым затрудняет или полностью прекращает движение добываемого газа по пласту.

При температуре окружающей среды выше температуры кристаллизации воды на поверхности диссоциирующего гидрата возникает динамическое метастабильное состояние - периодически проявляемое эффектами самоконсервации и/или консервации гидрата, за счет расширения выделяющегося из гидрата газа и охлаждения им воды с образованием слоя ледяного и/или нового гидратного. Лед и/или новый гидрат временно препятствуют высвобождению газа и за этот период они под действием тепла тают и дают возможность продолжения процесса диссоциации. Такая периодичность разложения гидрата снижает эффективность добычи газа.

Кроме того, разложение гидрата на газ и жидкую воду при положительных температурах сопровождается обводнением добывающих скважин, что осложняет их эксплуатацию и снижает эффективность добычи газа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ депрессионной добычи газа из гидратов, включающий понижение давления при сохранении фазовых равновесий (Иванов Б.Д. Математическое моделирование разработки газ-газогидратного пласта понижением давления при сохранении фазовых равновесий. Диссертация … канд. ф.-м. наук. Якутск, 2013).

Общим признаком известного и предлагаемого способов является снижение давления, оказываемого на гидрат, с выделением из него газа.

К недостаткам известного способа необходимо отнести следующее.

Равновесная диссоциация гидрата происходит при определенной температуре и единственно возможной величине давления. Поддержание этой величины для выполнения равновесного разложения гидрата во время промышленной добычи из него газа сопряжено с большими техническими и технологическими сложностями, которые снижают эффективность добычи газа.

Задачей изобретения является повышение эффективности добычи газа из гидратов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является интенсификация добычи газа.

Технический результат достигается тем, что в способе депрессионной добычи газа из гидратов, включающем снижение давления, оказываемого на гидрат, с выделением из него газа, новым является то, что снижают давление на величину, превышающую прочность гидрата на растяжение, тем самым его механически разрушают и предотвращают проявление метастабильных состояний - эффектов самоконсервации или консервации.

Кроме того, снижение давления на величину, превышающую значение прочности гидрата на растяжение, осуществляют многократно, пульсациями, вибрацией.

Кроме того, прочность гидрата на растяжение определяют по формуле:

σ=(1,5÷2,0)⋅σтв,

где:

σ - прочность гидрата на растяжение, Па;

σтв - прочность твердой фазы воды на растяжение, Па.

Технический прием, заключающийся в снижении давления на величину, превышающую прочность гидрата на растяжение, его механическом разрушении и предотвращении проявлений метастабильных состояний - эффектов самоконсервации или консервации, позволяет:

- увеличить площадь поверхности выхода газа из разлагающегося гидрата и, тем самым, интенсифицировать добычу газа;

- избежать закупоривания поровых каналов породы и, тем самым, повысить количество проходящего через них газа.

Технический прием, заключающийся в том, что снижение давления на величину, превышающую значение прочности гидрата на растяжение, осуществляют многократно, пульсациями, вибрацией, позволяет повысить дисперсность механически разрушенного гидрата, увеличить площадь поверхности выхода газа и, тем самым, интенсифицировать его добычу.

Технический прием, заключающийся в определении прочности гидрата на растяжение по формуле, позволяет оценить по ней величину необходимого снижения давления и определить его оптимальное значение для устойчивой интенсивной добычи газа.

Авторам неизвестно из существующего уровня техники повышение эффективности депрессионной добычи газа из гидратов подобным образом.

Реализация способа иллюстрируется примером.

ПРИМЕР

Депрессионная добыча газа - метана, из гидратов (Фиг. 1) при постоянной температуре 265 К путем снижения давления на величину 3,0 МПа, превышающую прочность гидрата на растяжение - 2,5 МПа, тем самым его механически разрушают (Фиг. 2) и предотвращают проявление метастабильных состояний - эффектов самоконсервации или консервации.

Снижение давления осуществляют многократно, пульсациями или вибрацией, повышая дисперсность механически разрушенного гидрата (Фиг. 3), увеличивая площадь поверхности выхода газа и, тем самым, интенсифицировать его добычу.

Прочность гидрата на растяжение определяют по формуле:

σ=2⋅1,25=2,5 МПа.

Способ депрессионной добычи газа из гидратов, включающий снижение давления, оказываемого на гидрат, на величину, превышающую его прочность на растяжение, отличающийся тем, что снижение давления осуществляют многократно, пульсациями, вибрацией, а прочность гидрата на растяжение определяют по формуле:

σ=(1,5÷2)⋅σтв,

где σ - прочность гидрата на растяжение, Па;

σтв - прочность твердой фазы воды на растяжение, Па;

(1,5÷2) - параметр, учитывающий природу газа-гидратообразователя: 1,5 - однокомпонентный газ, 2,0 - многокомпонентный газ.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам интенсификации работы скважин формированием трещин в продуктивном пласте (гидроразрыв пласта - ГРП).
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при проведении пропантного многостадийного гидравлического разрыва нефтяного пласта (МГРП) с изменяемым размером гранул пропанта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке участка слабопроницаемого нефтяного пласта с использованием вертикальных трещин многостадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП) в целях поддержания пластового давления (ППД).
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение технологичности способа обработки призабойной зоны скважины, снижение длительности и трудоемкости процесса.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью повышения безопасности работ в угольных шахтах, а также для добычи метана из угольных пластов с последующим использованием его в промышленности.

Группа изобретений относится к скважинному инструменту, оснащенному элементом, содержащим химически активный металл, а также к вариантам бурения скважин с использованием такого инструмента.

Системы и способы генерируют оптимизированные параметры работ гидроразрыва пласта с помощью итеративной оптимизации проектного решения по забойной температуре, проектного решения по перфорации, проектного решения по импульсной подаче жидкости гидроразрыва и проектного решения по проппанту на основе пластовых свойств, свойств проппанта, выбора кандидата, моделирования потоков и геомеханического моделирования и технических расчетов, где системы и способы реализуют в цифровом устройстве обработки данных.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для импульсной обработки продуктивного пласта. Способ включает формирование возмущающих сдвоенных электрогидравлических импульсов давления с временной задержкой между этими импульсами в стволе скважины на уровне продуктивного пласта.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение после завершения основного цикла строительства скважины при интенсификации работы скважины, формирования трещин и расколов в продуктивном пласте.

Изобретение относится к способу управления участком обрушения верхней части угольного пласта, в частности к способу и устройству управления участком обрушения верхней части угольного пласта за счёт применения технологии импульсного гидравлического разрыва пласта, которые относятся к области применения технологии добычи угля.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, конкретно к разработке месторождений со слабосцементированным коллектором. В способе полимерного заводнения в слабосцементированном коллекторе, включающем закачку в нагнетательные скважины водного раствора полимера заданной концентрации, применяют в 1,5-2 раза более плотную сетку скважин, чем при закачке воды, до начала закачки осуществляют отработку нагнетательных скважин в течение не менее 3-х месяцев, после чего начинают закачку водного раствора полимера при начальной концентрации полимера не более 30% от заданной, постепенно повышая концентрацию полимера до заданной, обеспечивая при этом требуемый уровень приемистости нагнетательных скважин в пределах максимально допустимого забойного давления, а для приготовления водного раствора полимера используют высокомолекулярные синтетические полимеры, обладающие псевдопластическими свойствами.

Изобретение относится к способам ингибирования образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду и гидратообразующие агенты, и может быть использовано в процессах добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья для предотвращения образования газовых гидратов.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для комплексного выбора композиции растворителя путем оценки влияния композиции растворителя на растворяющую способность, а также на реологические и оптические свойства битуминозной нефти с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения коэффициента нефтеизвлечения.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, предназначенному для хранения и дозированной подачи (закачки) рабочих агентов в углеводородосодержащие продуктивные пласты трудноизвлекаемых запасов углеводородов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки нефтяного пласта, и может найти применение при разработке неоднородных по проницаемости нефтяных пластов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам обработки призабойных зон скважин. Способ включает виброволновую обработку призабойной зоны в процессе отбора пластовых флюидов из скважины.

Изобретения относятся к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам повышения нефтеотдачи пластов, интенсификации добычи нефти и стимуляции скважин посредством создания каналов в нефтяных пластах и устройствам для их осуществления.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технологиям интенсификации добычи нефти. Технический результат – ограничение водопритоков из высокопроницаемых трещин гидравлического разрыва пласта, дополнительная добыча нефти, увеличение темпа разработки залежи углеводородов и текущего коэффициента извлечения нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технологиям интенсификации добычи нефти. Технический результат - повышение термостабильности эмульсионной системы, увеличение темпа разработки нефтегазоносного объекта, увеличение продолжительности положительного эффекта и дополнительная добыча нефти.

Настоящее изобретение относится к жидкой композиции, содержащей нитевидные полимерные частицы, подходящей для применения при добычи нефти, конденсата или газа из подземных месторождений.

Изобретение относится к депрессионным методам добычи газа из гидратов и может быть применено при разработке природных гидратных месторождений на суше и в море. Техническим результатом является интенсификация добычи газа. Способ депрессионной добычи газа из гидратов, включает снижение давления, оказываемого на гидрат, с выделением из него газа, причем снижают давление на величину, превышающую прочность гидрата на растяжение, тем самым его механически разрушают и предотвращают проявление метастабильных состояний - эффектов самоконсервации или консервации. Снижение давления осуществляют многократно, пульсациями, вибрацией. Прочность гидрата на растяжение определяют по формуле: σ⋅σтв, где σ - прочность гидрата на растяжение, Па; σтв - прочность твердой фазы воды на растяжение, Па, - параметр, учитывающий природу газа-гидратообразователя: 1,5 - однокомпонентный газ, 2,0 - многокомпонентный газ. 3 ил.

Наверх