Method for assessing the hydrate formation from a mixture of natural gas flows of varying degrees of moisture content

• Autorzy: Iskandarov Elman Kh. , Baghirov Alovsat N. , Shikhiyeva Lala M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2024.01.05

Warianty tytułu

PL

Metoda oceny powstawania hydratów z mieszaniny strumieni gazu ziemnego o różnej zawartości wilgoci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article deals with the issues of assessing the conditions of hydrate formation when mixing natural gas flows of various standards. An urgent problem of operation, especially of offshore subsea gas pipelines, is the prediction of the time, place and expected intensity of hydrate formation. Depending on the changing operating mode of the gas pipeline, dispatch service specialists must be able to adjust the process control tactics on their own, as quickly as possible. The predisposition of a particular gas pipeline to hydrate is also important for the dispatching service. Changes in the volumes of gas entering the region under consideration from different sources, due to the constant change in gas production, create the need to mix gases of different standards and pump them into subsea gas pipeline. To avoid hydrate formation, it is important to predict the thermobaric conditions that will be formed in the gas pipeline by considering the characteristics such as a volume in the mixture and the moisture content of the gas. The processes of hydrate formation proceed quickly and if the beginning of the process is overlooked, the problem of significant or complete blockage of the gas pipeline might appear. The paper gives a systematization of the risk of hydrate formation depending on several infrastructural factors – the presence of a preliminary gas drying system and a system for starting and receiving cleaning pistons. A method is proposed for estimating the moisture content and dew point temperature of a natural gas mixture by the condition and the proportion of primary flows. It has been shown that the addition of a small volume of undried gas to the main dried gas significantly increases the risk of hydrate formation. A formula is given for calculations for a mixture of multiple natural gas flows. The advantage of this method is the quick calculations, and the absence of the need for huge mathematical calculations and laboratory studies. This is an important element in the activities of the dispatch service, limited by a lack of time in the process of preventing hydrate formation.

PL

W artykule podjęto problematykę oceny warunków powstawania hydratów podczas mieszania strumieni gazu ziemnego o różnych standardach. Istotnym problemem eksploatacji, zwłaszcza w gazociągach podmorskich, jest określenie czasu, miejsca i przewidywanej intensywności powstawania hydratów. W zależności od zmieniającego się trybu pracy gazociągu specjaliści służb dyspozytorskich muszą potrafić jak najszybciej samodzielnie dostosować taktykę sterowania procesem. Dla służby dyspozytorskiej istotne znaczenie ma także predyspozycja danego gazociągu do powstawania hydratów. Zmiany objętości gazu docierającego do rozpatrywanego regionu z różnych źródeł, w związku z ciągłą zmianą wydobycia gazu, powodują konieczność mieszania gazów o różnych standardach i wtłaczania ich do gazociągu podmorskiego. Aby uniknąć tworzenia się hydratów, istotne jest przewidywanie warunków termobarycznych, jakie będą panować w gazociągu, biorąc pod uwagę takie cechy jak objętość mieszaniny i zawartość wilgoci w gazie. Procesy powstawania hydratów przebiegają szybko i jeśli zostanie przeoczony początek tego procesu, może pojawić się problem znacznego lub całkowitego zablokowania gazociągu. W pracy usystematyzowano ryzyko powstawania hydratów w zależności od kilku czynników infrastrukturalnych – obecności układu wstępnego osuszania gazu oraz układu startu i odbioru tłoków czyszczących. Zaproponowano metodę szacowania zawartości wilgoci i temperatury punktu rosy mieszaniny gazu ziemnego na podstawie stanu i proporcji natężenia przepływów pierwotnych. Wykazano, że dodatek niewielkiej ilości nieosuszonego gazu do głównej partii gazu osuszonego znacznie zwiększa ryzyko powstania hydratów. Podano wzór do obliczeń w przypadku mieszaniny wielu strumieni gazu ziemnego. Zaletą tej metody jest szybkość obliczeń, brak konieczności wykonywania obszernych obliczeń matematycznych i badań laboratoryjnych. Jest to ważny element w działalności służby spedycyjnej, ograniczonej brakiem czasu w procesie zapobiegania tworzeniu się hydratów.

Słowa kluczowe

EN

hydrate formation; natural gas; dew point; pipeline transport; offshore gas pipeline; flow mixing; nomogram; moisture content

PL

powstawanie hydratów; gaz ziemny; punkt rosy; transport rurociągami; gazociąg podmorski; mieszanie przepływów; nomogram; zawartość wilgoci

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 1
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wz.

Twórcy

autor

Iskandarov Elman Kh.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Baghirov Alovsat N.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Shikhiyeva Lala M.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

Bibliografia

• Iskandarov E.Kh., Baghirov A.N., Baghirov Sh.A., 2022. Determining of primary hydrate formation in subsea gas pipelines. International Scientific-Practical Conference KhazarOilGasField (ISPC KOGF-2022), Proceeding of Scientific Papers. 6–7 December, Baku, Azerbaijan. Scientific Research Institute “Geotechnological Problems of Oil, Gas and Chemistry”, 22–27.
• Iskandarov E.Kh., Baghirov Sh.A., 2022. Analytical and wavedepressive methods of elimination of the onset of hydration in subsea gas pipeline. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of geology and technical sciences, 4(454): 96–108.
• Istomin V.A., Kvon V.G., 2004. Prevention and liquidation of gas hydrates in of gas production systems. IRTs Gazprom, Moscow, 506.
• Istomin V.A., Yakushev V.S., 1992. Gas hydrates in natural conditions. Nedra, Moscow, 236.
• Makogon Yu.F., 1974. Natural gas hydrates. Nedra, Moscow, 208.
• Mirzajanzade A.Kh., Kuznetsov O.L., Basniev K.S., Aliev Z.S., 2003. Fundamentals of gas production technology. OJSC “Publishing House “Nedra”, Moscow, 880.
• Slobodchikov K.Yu., 2018. Method for generating calculation examples for dispatch problems of gas transport. Gas Industry, 3: 78–86.
• Thadil A.A.T., Amani S., Amani M., 2022. Preventing the Formation of Methane Hydrates in Natural Gas Transmission Pipelines-A Comprehensive Review. International Journal of Petrochemistry & Natural Gas, 2(3): 98–107.
• Zhou S., Chen X., He Ch., Wang S., Zhao S., Lv X., 2018. Experimental Study on Hydrate Formation and Flow Characteristics with High Water Cuts. Energies, 11(10): 2610. DOI: 10.3390/en11102610.
• Legal acts and normative documents
• ISO 18453:2004 Natural Gas. Correlation Between Water Content and Water Dew Point (Electronic resource). <mode: www.iso.org/ru/standard/31799.html> (access: 01.11.2018).