Научный архив: статьи

Актуальность Одной из основных проблем эксплуатации газовых месторождений в завершающей стадии является высокая обводненность добываемого газа. Это приводит к появлению водных скоплений в пониженных участках шлейфов газосборной сети, осложняющих их работу из-за образования ледяных и гидратных пробок. Особенно остро эта проблема стоит в зимний период из-за экстремально низких температур Крайнего Севера, где расположено большинство месторождений. Это обстоятельство приводит к необходимости каким-либо образом удалять скопления жидкости. Несмотря на то, что эта проблема является общей для всех промыслов, на сегодняшний день отсутствует единая утвержденная методика, поэтому используются различные методы. Наибольшее распространение получил метод периодической продувки скважин, приводящий к загрязнению атмосферы и потере товарного продукта. Наиболее целесообразно осуществлять вынос жидкости потоком самого газа, однако для этого он должен иметь скорость не ниже некоторого определенного значения. Цель исследования Исследование факторов, влияющих на скорость газа в шлейфе, и получение математической модели для определения её критического значения, обеспечивающего вынос из шлейфа газовым потоком. Методы исследования Для получения модели использована π-теорема, а исследование модели проведено в программе COMSOL Multiphysics на основе экспериментальных данных, полученных на Уренгойском нефтегазоконденсатном месторождении. Результаты Несмотря на большое число методов выноса воды из шлейфов газосборной сети ни один из них не лишен недостатков. С точки зрения обеспечения максимальной энергоэффективности эксплуатации газового промысла наиболее целесообразным является вынос жидкости самим потоком газа. Для этого необходимо обеспечить его определенную скорость, так называемую критическую. Поскольку жидкостные скопления чаще всего образуются в пониженных участках шлейфа, в качестве параметров, влияющих на значение критической скорости, были выбраны диаметр трубопровода, угол наклона пониженного участка трубопровода, плотности жидкости и газа, вязкость жидкости, объем жидкостного скопления. В результате проведенных исследований получено критериальное уравнение для определения критической скорости потока газа, которая способна обеспечить вынос воды из U-образного колена. Моделирование процесса выноса жидкостного скопления потоком газа проведено в программе COMSOL Multiphysics. Верификация полученной модели выполнена на экспериментальных данных, полученных на Уренгойском нефтегазоконденсатном месторождении. Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности построения на основе данной модели автоматической системы управления кустом газовых скважин.