Впервые в России экспериментально изучили поведение гидратов в присутствии сероводорода
При добыче и транспортировке природного газа в трубах образуются гидраты. Это твёрдые кристаллические соединения, которые напоминают лёд. Они накапливаются на стенках, перекрывают трубопровод. В результате добыча останавливается, а компании несут миллиардные убытки.
Решение нашли учёные Пермского Политеха. Они впервые в России экспериментально изучили поведение гидратов в присутствии сероводорода и создали математическую модель, которая предсказывает их образование с точностью более 99,5%. Разработка позволит предотвращать аварии, экономить дорогостоящие реагенты для борьбы с гидратами. А также безопасно разрабатывать месторождения с «кислым» газом в условиях Арктики и на морских шельфах. Об этом IT Russia рассказали в пресс-службе вуза.
«Кислый» газ
До 40% разведанных запасов природного газа в России относятся к категории трудноизвлекаемых и содержат агрессивные примеси. В том числе сероводород. Этот компонент делает газ «кислым» и меняет условия образования гидратов – его молекулы легко встраиваются в формирующиеся кристаллы, поэтому пробки могут появиться даже там, где обычно они не образуются. Особенно остро эта проблема стоит в Арктике. Здесь при низких температурах риск образования гидратов самый высокий, а значительная часть новых месторождений содержит сероводород. Из-за гидратных пробок скважины простаивают по 18 часов в месяц – а это колоссальные убытки.
Экспериментальных данных о поведении гидратов в присутствии сероводорода в мире мало – этот газ ядовитый и коррозионно-активный. Исследования требуют уникального оборудования. Но учёные Пермского Политеха создали герметичную лабораторную установку с реактором высокого давления и системой поддержания температуры. Она позволяет безопасно работать с сероводородом. Впервые в России теперь могут детально изучить поведение гидратов в «кислой» среде.
Не боятся сероводорода
«Мы экспериментально определили, при каких давлении и температуре гидраты не образуются в газовой смеси с сероводородом, и разработали математические модели, которые позволяют это прогнозировать. Главный результат: отклонение расчётов от реальных лабораторных данных не превышает 0,5%», – сказал директор Когалымского филиала вуза, кандидат технических наук Владимир Поплыгин.
Для сравнения, стандартные расчётные методы для обычного газа при работе с сероводородом могут давать отклонения до 7–8%. Поэтому инженеры могут не заметить опасность образования гидратов, либо перестраховаться и увеличить затраты на борьбу с ними. Новая модель позволяет рассчитывать безопасные режимы для кислых газов с высокой точностью.
Не дают образовываться гидратам специальные вещества – ингибиторы. Они замедляют рост кристаллов, не позволяют им слипаться в крупные пробки. Но они теряют эффективность в присутствии сероводорода. Ранее другая группа учёных Пермского Политеха разработала новые ингибиторы на основе поликватерниумов, которых сероводород не пугает. А новая математическая модель позволит инженерам на промыслах заранее выбирать безопасные режимы эксплуатации оборудования.