Файл: Макогон, Ю. Ф. Гидраты природных газов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 76

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

делилось количество и состав смеси, рассчитывалось парциальное давление пропана в ней.

После выполнения 5—7 циклов давление в системе при постоян­ ной температуре медленно понижалось п определялось давление диссоциации гидрата в атмосфере азота.

После последнего цикла парциальное давление пропана в сис­ теме практически равно нулю и гидрат находится в атмосфере азота.

Результаты измерения показывают, что разложение гидрата происходит при определенном давлении, равном при +1° С при­ мерно 3,1—3,2 кгс/см2.

Для сравнения отметим, что равновесное давление образования гидрата азота при t = 1° С равно 175 кгс/см2.

Известно, что разложение клатратного соединения может про­

исходить вследствие: а)

сублимации молекул решетки «хозяина»;

б) изменения структуры

решетки «хозяина»; в) диффузии молекул

«гостей» через решетку «хозяина»; г) поверхностной дисорбции. Для гидратов газов установлено, что гидрат разлагается при

понижении парциального давления паров воды над гидратом ниже равновесной величины. Парциальное давление газа-гпдратообразо- вателя не является при этом определяющим.

Исследования по определению устойчивости гидрата в нейтраль­ ной среде были проведены при условиях насыщения паров воды, т. е. когда парциальное давление паров воды было равным или выше равновесного, а парциальное давление газа-гидратообразователя понижалось практически до нуля. Гидрат пропана при этом не раз­ лагался, когда давление нейтрального газа (язота) не было ниже 3,1—3,2 кгс/см2 (равновесное давление гидрата пропана при этом составляло 1,9 кгс/см2).

Гидрат этана при понижении его парциального давления в атмо­ сфере азота разлагается при t == 1° С и давлении 9—10 кгс/см2,. т. е. гидрат пропана более устойчив при понижении давления газагидратообразователя, чем гидрат этана.

 

СП И СО К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

 

 

1.

Б а р т о н В., К а б р е р а

II., Ф р а и к

Ф. Элементарные про­

цессы роста кристаллов. М., ИЛ, 1959, 211 с.

исследования

Мсссоях-

2.

Б е з н о с it к о в А. Ф. Термодинамические

ского месторождения. «Нефть и газ Тюмени», 1970, № S, с. 40—43.

II. Д.,

3.

Б е п ь я м ц и о в н ч А. Э.,

Л о н д а С. М.,

Е ф р g m o b

С а п it р М. X. Влияние кристаллогидратов газа на промыслово-геофизическую характеристику продуктивных пластов Мессояхского газового месторождения. В со. «Эксплуатация газовых скважин», № S. М., ВШШОЭНГ, 1972, с. 27—32.

4.

Б е р е ж к о в а

Г. В. Ннтевидиые кристаллы. М., «Наука», 1969, 158 с.

5.

Б у б н о в А. В. н др. Перспективы газоносности отложений верхней

части осадочного чехла

Внлюйской синеклизы и Предверхоянского прогиба.

В сб. «Геология Восточной Сибири». Якутск, Якутское книжное издательство,

1972, с. 47—55.

Ф о м и it а В. И. Газовые гидраты. М., «Недра», 1970,

6. Б ы к С. III.,

128 с.

В. Г. и др. Свойство природных газов находиться

І 7. В а с и л ь е в

в земной коре в твердом состоянии. В сб. «Открытия, изобретения и товарные

знаки», № 10. М., «Наука»,

1970, с. 3—5.

8. В а с и л ь е в В. Г. и др. Залежи твердого газа. Докл. на XII Между­

народном газовом конгрессе. М., «Мир», 1973, с. 1—12.

9. Г и п з б у р г Г. Д.

Геотермические условия Норильского района

и их влияние на нефтегазоносность. Д іісс. на соиск. уч. стен. капд. геол.-мнмс- рал. паук. Фонды ИГИРГІІ. М., 1969, 250 с.

10. Г и н з б у р г Г. Д. Об образовании кристаллогидратов природных газов в недрах. В сб. «Гидрогеология Епнсейского Севера». Л., изд-во НИНГА,

1969, с.

109—128.

 

11.

Г у д з ь А. Г. и др. Современное состояние работ по подготовке газа

на промыслах. НТС ВНИИЭгазпром,

1970, с. 14—25.

12.

Г у с е й н - 3 а д е М. А. п

др. Теоретические основы разработки

газогидратпых залежей. М., «Наука», 1973, 27 с.

13.

Д е г т я р е в Б. В., Л у т о ш к и н Г. С., Б у х г а л т е р Э. Б.

Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в районах Севера. М., «Недра», 1969, 119 с.

14. Е ф р е м о в И. Д. и др. Влияние зон образования гидратов на форми­ рование залежей газа. В сб. «Геологпя Восточной Сибири». Якутск, Якутское книжное изд-во, 1972, с. 24—31.

15. М а к о г о н ІО. Ф. и др. Методика расчета условий образований гидратов в горных породах. Тр. МИНХнГП нм. И. М. Губкина. М., «Недра», 1973, с. 217-221.

16. К о ш е л е в В. С., Б ы к С. Ш., Ф о м и н а В. И. Давление диссоциации некоторых газовых гидратов. «Газовое дело», 1971, № И, с. 12—15.

17. Л е й б е и з о н

Л. С. Руководство по нефтепромысловой механике.

М., Госиаучнздат, 1931,

127 с.

18.М а к о г о н ІО. Ф. Вопросы теории и практики борьбы с гидратообразованпем природных газов. Днсс. па соиск. учен. степ. капд. техи. паук. М., фонды МИНХнГП, 1962, 250 с.

19.М а к о г о н ІО. Ф. Образование гидратов в газоносном пласте в усло­

виях многолетней мерзлоты. «Газовая промышленность», 1965, № 5, с. 1 4 -1 5 .

204


20. М а л о г о и ІО. Ф. Некоторые вопросы размещения, разведки п экс­ плуатации месторождений природных газов в условиях многолетней мерзлоты. Изв. вузов, «Нефть и газ», № 7, 1965, с. 24—28.

21. М а к о г

о и ІО. Ф.,

С а р к и с ь я н ц Г. Л. Предупреждение обра­

зования гидратов

при добыче

п транспорте газа. М., «Недра», 1966, 186 с.

22.М а к о г о н ІО. Ф. Особенности эксплуатации месторождений при­ родных газов в зоне вечной мерзлоты. М., ЦНТИ, 1966, 16 с.

23.М а к о г о и ІО. Ф. Особенности подсчета запасов газа в месторожде­ ниях природного газа, залегающих в районах вечной мерзлоты. «Газовое дело», 1966, № 1, с. 15-21.

24.М а к о г о н ІО. Ф. Условия образования гидратов при транспорте

газа с

1.< 0° С. М.,

ВНИИЭгазпром, 1969, с. 10—17.

25.

М а к о г о и

ІО. Ф., М о д о в с к и й Д. И. О возможности образо­

вания гидратов в месторождениях природного газа на территории СССР. «Геоло­ гия», № 1. М., ВНИИЭгазпром, 1969, с. 52—59.

26. М а к о г о и ІО. Ф., М о р о з о в И. Ф. К вопросу о выборах по­ роды и газа в горных выработках угольных шахт. «Безопасность труда в уголь­ ной промышленности», 1973, № 5, с. 12—17.

27. М а к о г о и ІО. Ф., Н о в и к о в а Н. А., Ч е р с к и й Н. В. Возможности извлечения сероводорода из газа Оренбургского месторождения. Экспресс-информация, № 11. М., ВНИИЭгазпром, 1970, с. 26—33.

28.

М а к о г о н

ІО. Ф. Плотность гидратов природных газов. Тр.

МИНХиГП им. И. М. Губкина, вып. 88, 1970, с. 232—236.

29.

М а к о г о и

ІО. Ф. Влияние состояния воды на условия образования

гидратов газов. Экспресс-ппформация, № 20. М., ВНИИЭгазпром, 1970, с. 28—32.

30.

М а к о г о и

ІО. Ф. Кристаллы гидратов газов. «Нефть и газ»,

1970,

6, с. 56—59.

10. Ф., Ц а р е в В. П., Ч е р с к и й II. В. Об

осо­

31.

М а к о г о и

бенностях миграции и аккумуляции углеводородов в районах распространения многолетней мерзлоты. В сб. «Геология и полезные ископаемые Якутии». Якутск, Якутское книжное нзд-во, 1970, с. 56—62.

32. М а к о г о и ІО. Я., Х а л и к о в Г. А. Расчет разложения гидра­ тов газа в пористой среде. Экспресс-информация, № 5. М., ВНИИЭгазпром,

1970, с. 8—11.

ІО. Ф.

Бескомпрессорный способ

подъема давления

33.

М а к о г о н

газа. Тр. МИНХиГП им. И. М. Губкина, вып. 88. 1970, с. 207—213.

34.

М а к о г о и

ІО. Ф.,

К р а с п о в с к а я

JI.

И.,

III а в а л -

д и н а

Т. С. Исследование устойчивости кристаллогидратов в атмосфере азота.

Тр. ЦАО. М., 1973, с. 243-250.

Х а л и к о в

Г. А. Рас­

35.

М а к о г о II

ІО. Ф.,

К о б л о в а И. Д.,

творимость газов в воде при наличии фазовых переходов. В сб. «Горное дело», вып. VII, МВ и ССО Каз. ССР, Алма-Ата, 1971, с. 104—108.

36.

М а к о г о и

ІО. Ф.,

К о б л о в а И. Д. Плотность гидратов

при­

родных

газов. В сб. «Разработка и эксплуатация газовых месторождений».

М„ ВНИИОЭНГ, 1971, с. 33—37.

 

37.

М а к о г о н

ІО. Ф. Некоторые особенности кинетики гидратов газов.

Экспресс-информация, № 8. М., ВНИИЭгазпром, 1971, с. 36—42.

газа,

X 38.

М а к о г о н

ІО. Ф.

и др. Обнаружение залежи природного

в твердом газогндратпом состоянии. Докл. АН СССР, т. 196, № 1. М., «Наука», 1971, с. 203—206.

39. М а к о г о и ІО. Ф., Х а л и к о в Г. А. Расчет разложения гидра­ тов газа в пористой среде при повышении пластовой температуры. Экспрессинформация, № 6. М., ВНИИЭгазпром, 1971, с. 68.

40.

М а к о г о н

ІО. Ф.,

С х а л я х о А. С. Определение условий обра­

зования гидратов и их предупреждение. М., ВНИИЭгазпром, 1972, 43 с.

41.

М а к о г о н

ІО. Ф.,

Ц а р е в В. П., Ч е р с к и й Н. В. К вопросу

формирования крупных месторождений газа в зонах распространения понижен­ ных температур. Докл. АН СССР, т. 205, № 3. 1972, с. 700—703.

• 42. М а к о г о н ІО. Ф. Природные газы океана п проблема их гидратов. Экспресс-информация, № 11. М., ВНИИЭгазпром, 1972, с. 11—15.

205


 

43. М а к о г о п

ІО. Ф.,

Л и с п ч к и и Г. В. Предупрежденію гидратов

газон электролитами. Экспресс-информация, № 1. М.,

ІШИИЭгазпром, 1972,

с. 2S—33.

ІО.

Ф.,

Т р о ф и м у к А. А.,

Ч е р с к ц й

Н. В.

V

44. М а к о г о и

Возможность образования

газогпдратыых залежей в

природной зоне

морей

и океанов. «Геология и геофизика», 1973, № 3, с. 3—9.

 

 

М.,

-15. М а к с и м о в

В.

М.

и

др. Справочное руководство гидрогеолога.

«Недра», 1967, 592 с.

Н. Б.,

Ч е р с к и й Н. В. Основные черты геоло­

 

-16. М о н т а н ц е в

гического строения и перспективы нефтегазоиосиостн Восточной Якутии. Якутск, Якутское книжное пзд-во, 1961, 136 с.

47.

II и к п т п

и Б. А. Избранные труды. М., Изд-во АН СССР, 1956, 355с.

-18.

Проблемы палеоклиматологии. М., «Мпр», 1968, 400 с.

-19.

С е м и н

В. II. Исследование условий гидратообразоваппя на газовых

месторождениях Севера. НТС «Разработка и эксплуатация газовых и газокон­ денсатных месторождений», № 10, 1968, с. 25—36.

•J 50. С о к о л о в В. А. Геохимия газов земной коры в атмосфере. М.,

«Недра», 1966, 301 с.

51.С оч ев а н о в II. Н. Количественная закономерность между упру­ гостью водяного пара и количеством воды, сорбированной почвой. «Почвоведе­ ние», 1956, № 9, с. 27—31.

52.Т р о ф и м у к А. А. и др. Об одном из возможных механизмов обра­

зования залежей природного газа. «Геология п геофизика», № 8, 1972, с. 3—10.

53. Ч е р с к и й

Н. В.,

П а н т е л е е в

В. А.,

Ц а р е в

В. П.

Зоны

гидратообразоваппя

в верхнепротерозойско-кембрийскпх отложеипях

Запад­

ной Якутии. Якутск, Якутское книжное изд-во, 1972, с. 172—176.

 

54. Ч е р с к и й

Н. В.,

С о л о в ь е в

А. В.,

Ц а р е в

В. П. О фазо­

вом состоянии углеводородов в верхней части осадочного чехла Севера Тюмен­ ской области. В сб. «Геология п полезные ископаемые Якутіи». Якутск, Якут­

ское книжное пзд-во, 1972, с. 176—183.

 

 

 

55. C h e r s k i

N. V., M a k o g o n Y. F. Solid Gas World reserwes are

enormous Oil and Gas. International 1970, v. 10, No 8, 82—84.

 

56. К a t z

D. L. Depths to Which Frozen Gas Fields (Gas Hydrates) Mag

be Expected. J. Petroleum Technology N. Y. 1971, 419—423.

wave

Velocites

57. S t o l l

D.,

E w i n g

J., B r y a n

J. Anomalous

in Setiments Gas

Hydrates. J .

of. Geophisical

Research, 1971,

v. 76,

No 8, 10.


О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

 

Введение

 

..................................................................................................................

 

 

 

3

 

Г л а в а

 

I. Краткой анализ состояния проблемы гидратов природных

6

 

 

 

 

газов ................................

 

 

 

 

§

 

1. Структура гидратов п определяющие ее факторы...................

 

6

 

§

 

2. Условия образования гидратов газов ........................................

. .

9

 

§

 

3. Методы определения условии образования гпдратов газов

13

 

§

 

4. Состав гидратов г а з а ....................................................................

 

 

20

 

§

 

5. Термодинамические свойства гпдратов........................................

 

24

 

§

 

6. Плотность ги др атов ........................................................................

 

 

28

 

§

 

7. Образование п разложение гпдратов при t <С 0°С .................

 

31

 

§

8.

Определение основных термодинамических параметров газо­

38

 

 

 

 

вого потока в скважпне.................................................................

 

 

 

Г л а в а

 

II. Некоторые вопросы кинетики гидратов га зо в .........................

 

49

 

§

1.

Экспериментальные исследования условий процесса гпдрато-

50

 

§

2.

образованпя ......................................................................................

 

 

 

 

Влияние состояния воды на условия начала образования

53

 

§

 

 

гидратов газов ..................................................................................

 

 

 

 

 

3. Определение условий начала гпдратообразованпя....................

 

65

 

§

4.

Механизм и скорость образования газовых гпдратов, типы их

68

 

§

5.

 

кристаллизации .............................................................................

 

 

 

 

 

Виды кристаллогидратов г а з о в ....................................................

 

80

 

Г л а в а

 

III. Предупреждение

процесса

гпдратообразованпя................

 

94

 

§

 

1. Влагосодержание природных

газов ............................................

. .

95

 

§

 

2. Основы ингибирования процесса гпдратообразованпя . .

105

 

§

3.

Предупреждение образования гидратов путем введения инги­

109

 

 

 

 

биторов-электролитов

.................................................................

 

. .

 

§ 4. Предупреждение процесса гпдратообразованпя спиртами

119

 

§

5.

Определение требующего количества ингибитора для преду­

121

 

 

 

 

преждения процесса

гпдратообразованпя.................................

 

 

Г л а в а

 

IV. Проблема гидратов газов в пористой ср еде........................

 

126

 

§ 1. История постановки проблемы

.....................................................

 

126

 

§ 2.

 

Аналитическое определение условий образования гидратов

128

 

§ 3-

 

природных газов в пористой с р е д е ..............................................

 

 

 

Методика экспериментальных исследований условий образо­

130

 

■§ 4-

 

вания и разложеипя гпдратов

газов в пористой среде .

. .

 

 

Экспериментальное определение условийгпдратообразованпя

134

 

■§ 5.

 

в пористой с р е д е .................................................................................

 

 

ко­

 

 

Термодинамическое районирование территории суши, на

143

*

§

6.

торой могут залегать газогпдратные залежи ...........................

 

Выявленные перспективные площади залегания газогпдрат-

147

 

§

7.

 

ных залежей ....................................................................................

 

 

 

 

Мессояхское месторождение природного газа, содержащее

І49

j

§

8.

 

гидраты в п л а с т е ................................................................................

 

 

 

 

Метод подсчета запасов газа газогндратнойзалеж и .................

 

154

 

207


§

9.

Некоторые соображения о газогпдратах в придонной части

15S

§

10.

океана .............................................................................................

 

 

 

 

 

К вопросу о газовых выбросах в уголыторудиых выработках

165

Г л а в а

V. Теоретические основы разработки газогндратиых

залежей

172

§

1.

 

Разложение

гидратов газа

понижением

давления

в

залежи

172

§ 2. Термический метод разложения гидратов.................................

 

 

175

§

3.

 

Разложение гидратов газа путем подогрева газогидратиой за­

184

 

 

 

лежи через подошву термальными водами.................................

 

 

Г л а в а

 

VI. Использование гидратов г а зо в .................................................

 

 

 

186

§

1.

 

Повышение давления природных газов путем перевода их через

186

§

2.

 

гидратное состояние .....................................................................

образования

гидратов

газов из

 

Опреснение

воды путем

191

§

3.

 

рассолов .............................................................................................

 

 

 

 

 

 

Хранение газа в гпдратиом состоянии.........................................

 

 

 

195

§

4.

Использование процессов гндратообразоваипя с целью рас­

197

 

 

 

сеяния туманов и облаков.............................................................

 

 

 

Литература

..........................................................................................................

 

 

 

 

 

204

Юрий Федорович Макогон

ГИДРАТЫ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ

Редактор издательства В . И . Е ф с т а ф ъ е в а

Технический редактор Л . Г . Л а в р е н т ь е в а

Сдано в набор 31/Х

1973 г.

Подписано в

печать 25/11 1974 г.

Т-04821.

Формат GO X 90‘/іо.

Бумага ЛІ 1.

Печ. л. 13'.

Уч.-нзд. л. 13,52.

Тираж 2 400 экз.

 

Заказ № 633/4098-6. Цепа

93 коп.

Издательство «Недра», 103033, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19.

Ленинградская типография

G «Союзполпграфпрома» при Государственном комитете

Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

196006,

г. Ленинград, Московский

пр., 91.