Способ разработки газогидратной залежи Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к способам разработки газогмдратной залежи и может быть использовано для подъема газогидра- тосодержащих осадков с океанического дна и добычи газа.

Известен способ разработки газогид- ратной залежи, согласно которому движение жидкой среды в скважине и подъем продукции на поверхность обеспечиваются С помощью насоса.

Однако пропускание пульпы через насос приводит к его интенсивному износу.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разработки газогидратной залежи, заключающийся в нагнетании сжатого газа с заданным расходом в погруженные в жидкость трубы газлифта. ув результате которого возникает направленное восходящее движение газожидкостной смеси, увлекающее с собой твердые частицы, находящиеся вблизи входа в трубы газлифта.

Однако этот способ требует значительных затрат энергии на сжатие газа для подь- ема твердых частиц на поверхность.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при одновре- менном-снижении энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разработки газогидрат- ной залежи, включающему нагнетание газа в скважину и подъем продукции на поверхность, нагнетание газа в трубы осуществляют до начала самопроизвольного разложения газогидратов, после чего расход газа снижают на величину выделяющегося из газогидратов свободного газа, который регулируют по степени их измельчения в соответствии со следующим соотношением:

d 5 -10 5 К- D2 Р Дг me /(G Q р},

где d - средний размер кусков газогидрато- содержащих продуктов, м;

К - осредненный по высоте газлифтной зоны коэффициент теплопередачи от воды к газогидратосодержащим продуктам, Вт/(м. К),

D - диаметр трубы газлифта, м;

Р - давление разложения газогидратов при условиях транспортирования, Па;

ш- - осредненный по высоте газлифтной зоны температурный градиент, К;

m - масса газа, заключенного в единице объема газогидрата, кг/м3;

Ј- содержание газогидрзта в газогидра- тосодержащих продуктах, м3/м3;

G - массовый расход выделяющегося из газогидратов свободного газа, кг/с;

Q - теплота разложения газогидратов, Дж/кг;

р- плотность газогидратов,кг/м .

Нагнетание газа в трубы до начала самопроизвольного разложения газогидратов позволяет осуществить их подъем до глубины, на которой начинается самопроизвольное разложение газогидратов.

Снижение расхода газа на величину выделяющегося из газогидратов свободного газа при их самопроизвольном разложении позволяет снизить энергозатраты на подъем газогидратосодержащей продукции, степень снижения которых регулируется степенью ее измельчения в соответствии с указанным соотношением.

На чертеже изображена технологическая схема осуществления способа,

Способ осуществляется в установке, содержащей помещенную в морскую воду газ- лифтную трубу 1, нижний конец которой опущен в шахту, созданную, например, размывом дна тепловой водой. К нижнему срезу газлифтной трубы 1 подведена труба 2 для подсоса морской воды через распределитель 3. Для запуска газлифта в трубу 1 компрессором 9 через газораспределитель

0 4 подается сжатый газ, расход которого измеряется расходомером 10 Поступающая из трубы газлифта 1 трехфазная смесь разделяется в газоотделителе 5, из которого газ направляется по трубопроводу 6 с расходо5 мером 7, а жидкостная смесь с газогидрато- содержащими продуктами отводится по трубе 8. Расходомер 7 соединен с блоком управления (БУ), связанным с регулятором расхода 11 через исполнительный механизм

0 (ИМ).

Способ осуществляют следующим образом.

Осадочные породы газогидратной залежи, снятые добычной техникой и измельчен5 ные до требуемого размера валковыми дробилками (не показаны), загружают в шахту. Из шахты с потоками воды, поступающей через трубу подсоса 2 и распределитель 3, газогидратосодержащие продукты

0 направляются в трубу 1, при подаче в которую сжатого газа заданного и необходимого для транспортирования трехфазной смеси расхода через газораспределитель 4 компрессором 9 они доставляются в газоотдели5 тель 5. На определенной высоте, соответствующей давлению разложения при данной температуре, в трубе 1 начинается разложение газогидратов и выделение из них свободного газа, которым сопровож0 дается их дальнейшее перемещение.

Отделенный газ из газоотделителя 5 отводят по трубопроводу 6, расход которого контролируют расходомером 7. При увеличении расхода выходящего из газоотделите5 ля газа по отношению к расходу подводимого газа, измеренному расходомером 10, с помощью исполнительного механизма и регулятора 11 снижают расход подводимого сжатого газа, а по возможно0 сти вообще прекращают его подачу. Несмотря на прекращение подачи сжатого газа осуществляется самотранспортирование газогидратосодержащих продуктов за счет выделяющегося свободного газа при их

5 частичьом или полном разложении и подъем на поверхность газогидратосодержащей продукции или свободного газа.

Пример. Подъем донных осадков с объемной концентрацией 0,1, содержащих гидрат метана, с глубины 2000 м при температуре воды 9°С по трубе диаметром 0,6 м обеспечивается расходом газа 18 кг/с. При этих условиях на глубине 700 м начинается процесс разложения газогидратов. Для размера частиц газогидратосодержащих осадков порядка 0,025 м массовый расход метана составит

G 5 10 5 3000-0,62-70-105-7.122,5X ХО,4/(25103 4,) 12 кг/с,

что позволяет снизить первоначальный расход газа до 6 кг/с.

При этом энергозатраты на сжатие нагнетаемого газа за счет снижения его расхода уменьшатся более чем в 2 раза. При повышении Степени измельчения тззогид- ратосодержащих продуктов возможен их подьем на поверхность за счет свободного газа, выделяющегося из них при самопроизвольном разложении по мере подъема. ,

Способ одновременно позволяет в процессе подъема произвести эффективное разделение газогидратосодержащих продуктов на газ и минеральныо вещества и направить их на переработку к потребителям раздельными потоками.

Фор мула изобретения . - Способ разработки газогидратной залежи, включающий нагнетание газа в скважину и подьем продукции на поверхность, о т- л и чаю щи и с я тем; что, с целью

повышения эффективности способа при одновременном снижении энергозатрат, нагнетание газа в трубу осуществляют до

- начала самопроизвольного разложения га- 5 зогидратов, после чего расход газа снижают на величину выделившегося из газогидратов свободного газа, который регулируют по

степени их измельчения в соответствии с о

следующим соотношением: 0-

d . K.D2. Р-Дг me /(G.Q-/).

. где d - средний размер кусков газогидратосодержащих продуктов, м; 5 К- осредненный по высоте газлифтной зоны коэффициент теплопередачи от воды к газогидратосодержащим продуктам, Вт/(м& . );-.

D - диаметр трубы газлифта, м; 0 Р - давление разложения газогидратов при условии транспортирования, Па;

S - осредненный по высоте газлифт- ной зоны температурный градиент, К;

m - масса газа, заключенного в единице 5 объема газогидрата, кг/м3;

е- содержание газогидрата в газогид- . ратосодержащих продуктах, м3/м3;

G - массовый расход выделяющегося из газогидратов свободного газа, кг/с; 0 Q - теплота разложения газогидратов, Дж/кг;. . ,

р- плотность газогидратов, кг/м .

Газ

и

Изобретение относится к способам разработки газогидратной залежи и может быть использовано для подъема газогидра- тосодержащих осадков с океанического дна и добычи газа. Изобретение позволяет повысить эффективность способа при одновременном снижении энергозатрат за счет того, что в способе разработки газогидрат- ной залежи, включающем нагнетание газа в скважину и подъем продукции на поверхность, нагнетание газа в трубы осуществляют до начала самопроизвольного разложения газогидратов, после чего расход газа снижают на величину выделившегося из газогидратов свободного газа, который регулируют по степени их измельчения в соответствии со следующим соотношением: d 5 10 5-KD Р-Дг-те /(G Op ), где d - средний размер кусков газогидрато- содержащих продуктов, м,- К- - осреднен- ный по высоте газлифтной зоны коэффициент теплопередачи от воды к газо- гидратосодержащим продуктам, Бт/(м2 К); D-диаметр трубы газлифта, м; Р-давление разложения газогидратов при условиях транспортирования. Па; & - осредненный по высоте газлифтной зоны температурный градиент, К; m - масса газа, заключенного в единице объема газогидрата, кг/м3, е- со- дзржание газогидрата в газогидратосодер- жащих продуктах, м3/м ; G - массовый расход выделяющегося из газогидратов свободного газа, кг/с; Q - теплота разложения газогидратов, Дж/кг; р- плотность газогидратов, кг/м3. 1 ил. сл с сл 00 ю