[go: up one dir, main page]

RU2661500C1 - Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions - Google Patents

Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions Download PDF

Info

Publication number
RU2661500C1
RU2661500C1 RU2017126332A RU2017126332A RU2661500C1 RU 2661500 C1 RU2661500 C1 RU 2661500C1 RU 2017126332 A RU2017126332 A RU 2017126332A RU 2017126332 A RU2017126332 A RU 2017126332A RU 2661500 C1 RU2661500 C1 RU 2661500C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inhibitor
regenerated
calc
concentration
flow rate
Prior art date
Application number
RU2017126332A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Николаев
Анатолий Кузьмич Арабский
Сергей Владимирович Завьялов
Андрей Николаевич ЕФИМОВ
Олег Сайфиевич Хасанов
Илья Валериевич Смердин
Сергей Иванович Гункин
Александр Александрович Турбин
Этибар Гурбанали оглы Талыбов
Владислав Леонидович Пономарев
Дмитрий Иванович Датков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority to RU2017126332A priority Critical patent/RU2661500C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661500C1 publication Critical patent/RU2661500C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/06Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells using chemical means for preventing or limiting, e.g. eliminating, the deposition of paraffins or like substances
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of natural gas production and can be used to prevent hydrates formation and hydrates destruction in gas gathering tails (GGT) located in the Far North regions. Method comprises the hydrates formation inhibitor supply automatic system. System contains the electrically driven pump unit and the inhibitor take-off line from the reservoir, providing the inhibitor supply to the beginning of the GGT. After the produced fluid exit from GGT, the inhibitor aqueous solution is separated from it in the separator and its supply to the inhibitor regeneration shop. During this process, performing the continuous control over the inhibitor concentration in the aqueous solution of C2 act., entering to the regeneration, and in the regenerated inhibitor C1 act., supplied to the GGT, by means of concentration sensors, as well as the regenerated inhibitor flow rate Finhib_act., supplied to the GGT, which value is controlled by the regenerated inhibitor flow rate sensor. Regenerated inhibitor flow rate Fingib_fac. signal is supplied to the PV feedback input to the regenerated inhibitor flow rate maintaining in the GGT PID regulator, which, with the help of the regulator valve located downstream of the pump unit in the inhibitor to the GGT supply pipeline, enables automatic maintaining of the preset inhibitor concentration in the entering to the regeneration aqueous solution. At this PID controller SP setting input, supplying the corrected regenerated inhibitor flow rate Finhib_calc_corr., which is determined taking into account the calculated by the APCS with a given discreteness of the regenerated inhibitor mass flow calculated value Finhib_calc.. Regenerated inhibitor mass flow calculating algorithm Finhib_calc. takes into account the regenerated inhibitor actual concentration C1 act., calculated is C2 calc. and the actual C2act value of the inhibitor concentration in the entering the regeneration aqueous solution.
EFFECT: technical result is increase the hydrocarbon field development efficiency and safety by eliminating of the hydrates formation in the GGT with the minimum possible inhibitor consumption.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к предупреждению гидратообразования и разрушения гидратов в газосборных шлейфах (ГСШ), расположенных в районах Крайнего Севера.The invention relates to the field of natural gas production, in particular to the prevention of hydrate formation and destruction of hydrates in gas gathering plumes (GSSh) located in the Far North.

Известно устройство для автоматического управления процессом подачи ингибитора гидратообразования в газопроводы природного газа [см. Авт. свид. СССР №526864, опубл. 1976]. Оно включает в себя: регулятор соотношения расходов газа и ингибитора, связанный с исполнительным механизмом подачи ингибитора по трубопроводу, снабженному байпасной линией, и регулятор расхода газа. С целью повышения надежности в работе устройство снабжено двухпозиционным регулятором, входом которого служит выход регулятора расхода газа, и запорным органом, соединенным с установленным на байпасной линии двухпозиционным регулятором.A device is known for automatically controlling the process of supplying a hydrate inhibitor to natural gas pipelines [see Auth. testimonial. USSR No. 526864, publ. 1976]. It includes: a regulator of the ratio of gas flow rates and inhibitor associated with the actuator supplying the inhibitor through a pipeline equipped with a bypass line, and a gas flow regulator. In order to increase reliability in operation, the device is equipped with a two-position regulator, the input of which is the output of the gas flow regulator, and a shut-off element connected to a two-position regulator installed on the bypass line.

Недостатком данного устройства является громоздкость из-за наличия двух клапанов-регуляторов и байпасной линии, последняя является источником потери энергии, затрачиваемой на сообщение неиспользуемого напора перепускаемому количеству ингибитора в системе.The disadvantage of this device is cumbersome due to the presence of two control valves and a bypass line, the latter is a source of energy loss spent on the message unused pressure to the bypassed amount of inhibitor in the system.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является комплексная автоматизированная система распределения и дозирования ингибитора гидратообразования [см. Патент РФ №2376451, опубл. 2009], которая содержит:The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a comprehensive automated system for the distribution and dosage of a hydrate inhibitor [see RF patent No. 2376451, publ. 2009], which contains:

- насосный агрегат с электроприводом, напорный коллектор, трубопроводы отбора ингибитора из коллектора;- electric driven pumping unit, pressure manifold, inhibitor withdrawal pipelines from the collector;

- независимые контуры стабилизации давления, один из которых образуется датчиком давления в напорном коллекторе, выход которого соединен с автоматическим регулятором частотного преобразователя, а выход последнего соединен с электроприводом насосного агрегата, второй контур стабилизации давления образует блок регуляторов давления прямого действия, включенный в группу отборных устройств между напорным коллектором и исполнительными устройствами;- independent pressure stabilization circuits, one of which is formed by a pressure sensor in the pressure head manifold, the output of which is connected to the automatic controller of the frequency converter, and the output of the latter is connected to the electric drive of the pump unit, the second pressure stabilization circuit forms a direct-acting pressure regulator block included in the group of selective devices between pressure manifold and actuators;

- регулятор давления «после себя», образующий совместно с исполнительными устройствами одну управляемую группу устройств, обеспечивающих подачу ингибитора в защищаемые точки технологического оборудования по заданному алгоритму и программе;- the pressure regulator "after itself", which forms, together with the actuators, one controlled group of devices that supply the inhibitor to the protected points of the technological equipment according to a given algorithm and program;

- группу исполнительных устройств, обеспечивающих прямую управляемую программную подачу ингибитора на кусты скважин от общего коллектора;- a group of actuators providing direct controlled programmatic supply of an inhibitor to well clusters from a common reservoir;

- находящиеся на каждом трубопроводе подачи ингибитора на куст регулируемые устройства, обеспечивающие распределение потока ингибитора между скважинами куста в соответствии с индивидуальной настройкой для каждой скважины и автоматически поддерживающие заданное соотношение перепадов давлений.- adjustable devices located on each inhibitor supply pipe to the bush, which ensure the distribution of the inhibitor flow between the wells in the bush in accordance with the individual settings for each well and automatically maintain the specified ratio of pressure drops.

Существенными недостатками данной системы являются отсутствие возможности оперативного определения концентрации ингибитора, подаваемого в ГСШ и в отработанном растворе, который поступает из ГСШ, что может привести к существенному перерасходу или недостаточной подаче ингибитора в систему, а при возникновении залповых выбросов пластовой воды автоматизированная система будет неспособна предотвращать возможное образование гидратов в ГСШ. Кроме этого применение данной системы для предупреждения гидратообразования в ГСШ не позволяет диагностировать его работу, что исключает оперативное выявление нештатных ситуаций в работе шлейфа или скважины и значительно затрудняет принятие эффективных решений по управлению работой шлейфа и скважины.Significant disadvantages of this system are the lack of the ability to quickly determine the concentration of the inhibitor supplied to the HSS and in the spent solution that comes from the HSS, which can lead to a significant overspending or insufficient supply of the inhibitor to the system, and if volley releases of formation water occur, the automated system will be unable to prevent possible hydrate formation in the GSS. In addition, the use of this system to prevent hydrate formation in the GSH does not allow to diagnose its operation, which excludes the prompt detection of abnormal situations in the work of the plume or well and significantly complicates the adoption of effective decisions to control the work of the plume and well.

Перечисленные факторы в конечном итоге делают нецелесообразным применение данной автоматизированной системы управления подачей ингибитора для предупреждения гидратообразования в ГСШ в условиях Крайнего Севера.The listed factors ultimately make it inappropriate to use this automated inhibitor supply control system to prevent hydrate formation in the GSS in the Far North.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение является повышение эффективности и безопасности разработки месторождения углеводородов путем исключения гидратообразования в ГСШ с минимально возможным расходом ингибитора.The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency and safety of developing a hydrocarbon field by eliminating hydrate formation in the HSS with the lowest possible inhibitor consumption.

Техническими результатами, достигаемыми путем реализации данного изобретения, являются:Technical results achieved by the implementation of this invention are:

- автоматическое определение в реальном масштабе времени количества ингибитора, необходимого для предупреждения гидратообразования в ГСШ. При этом производится учет его концентрации в регенерированном (исходном) и отработанном водном растворе;- automatic real-time determination of the amount of inhibitor necessary to prevent hydrate formation in the GSH. At the same time, its concentration in the regenerated (initial) and spent aqueous solution is taken into account;

- автоматическое предупреждения гидратообразования в ГСШ путем поддержания заданной концентрации ингибитора в отработанном водном растворе, обеспечивающей необходимое снижение температуры гидратообразования в шлейфе;- automatic prevention of hydrate formation in the HSS by maintaining a given concentration of inhibitor in the spent aqueous solution, providing the necessary reduction in the temperature of hydrate formation in the loop;

- диагностирование работы ГСШ, позволяющее оперативно выявлять нештатные ситуации в его работе, что значительно упрощает принятие эффективных решений по управлению работой шлейфа и скважины.- diagnostics of the GSH operation, which allows to quickly identify emergency situations in its work, which greatly simplifies the adoption of effective decisions on the management of the loop and well.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что автоматическая система управления технологическими процессами (АСУ ТП) установки комплексной/предварительной подготовки газа (УКПГ/УППГ) с помощью интегрированных в ее структуру двух пропорционально-интегрально-дифференцирующих (ПИД) регуляторов поддерживает концентрацию ингибитора в отработанном водном растворе, обеспечивающую заданное снижение температуры гидратообразования в шлейфе. А так же она обеспечивает подачу необходимого количества регенерированного ингибитора в ГСШ для предупреждения гидратообразования с учетом его концентрации в регенерированном (исходном) и отработанном водном растворе, которые измеряет с помощью датчиков концентрации в реальном масштабе времени.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the automatic process control system (ACS TP) of the complex / preliminary gas treatment unit (UKPG / UPPG) with the help of two proportional-integral-differentiating (PID) regulators integrated into its structure supports the concentration of the inhibitor in the spent aqueous solution, providing a specified decrease in the temperature of hydrate formation in the loop. And also it provides the supply of the required amount of regenerated inhibitor to the HSS to prevent hydrate formation, taking into account its concentration in the regenerated (initial) and spent aqueous solution, which is measured using concentration sensors in real time.

Способ автоматического управления подачи ингибитора для предупреждения гидратообразования в газосборных шлейфах ГСШ газоконденсатных месторождений, расположенных в районах Крайнего Севера, включает автоматическую систему подачи ингибитора гидратообразования. Система содержит насосный агрегат с электроприводом и трубопровод отбора ингибитора из коллектора, обеспечивая подачу ингибитора в начало ГСШ. После выхода из ГСШ добываемого флюида производится отделение из него водного раствора ингибитора в сепараторе и подача водного раствора в цех регенерации ингибитора.A method for automatically controlling the supply of an inhibitor to prevent hydrate formation in the gas collection lines of the gas supply system of gas condensate fields located in the Far North includes an automatic system for supplying a hydrate inhibitor. The system contains a pumping unit with an electric drive and an inhibitor withdrawal pipe from the collector, ensuring the supply of the inhibitor to the start of the main compressor train. After the produced fluid leaves the HSS, the aqueous solution of the inhibitor is separated from it in the separator and the aqueous solution is supplied to the inhibitor regeneration workshop.

В ходе этого процесса с помощью АСУ ТП установки непрерывно контролируют концентрацию ингибитора в водном растворе С2 фак., поступающем на регенерацию, и концентрацию регенерированного ингибитора С1 фак., подаваемого в ГСШ, с помощью датчиков концентрации, а так же расход регенерированного ингибитора Fингиб_фак., подаваемого в ГСШ, значение которого контролирует датчик расхода регенерированного ингибитора. Сигнал расхода регенерированного ингибитора Fингиб_фак. подается на вход обратной связи PV ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ, который с помощью клапана-регулятора, стоящего после насосного агрегата в трубопроводе подачи ингибитора в ГСШ, обеспечивает автоматическое поддержание заданной концентрации ингибитора в водном растворе, поступающего на регенерацию. На вход задания SP этого ПИД-регулятора подают скорректированное значение расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч_кор., определяемого с учетом вычисляемого АСУ ТП с заданной дискретностью рассчитанного значения массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч.. Алгоритм расчета массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч. учитывает фактическую концентрацию С1 фак. регенерированного ингибитора, рассчитанное - С2 расч. и фактическое - С2 фак значения концентрации ингибитора в водном растворе, поступающем на регенерацию. Упрощенно рассчитанное значение массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч. определяют из соотношения:During this process, using an automatic process control system, the plants continuously monitor the concentration of the inhibitor in an aqueous solution of C 2 ph. entering the regeneration, and the concentration of the regenerated inhibitor With 1 fak. supplied to the GSH, using concentration sensors, as well as the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_fak. supplied to the GSH, the value of which is monitored by the flow sensor of the regenerated inhibitor. The signal flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_fak. fed to the feedback input PV of the PID controller to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the HSS, which, with the help of the control valve located after the pump unit in the supply pipe of the inhibitor in the HSS, automatically maintains a given concentration of the inhibitor in the aqueous solution supplied to the regeneration. At the input of the SP job of this PID controller, a corrected flow rate value of the regenerated inhibitor F inhib_calc_core is supplied. , determined taking into account the calculated ACS TP with a given discreteness of the calculated value of the mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. . The algorithm for calculating the mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. takes into account the actual concentration of C 1 fact. regenerated inhibitor calculated - C 2 calc. and the actual - With 2 fact values of the concentration of the inhibitor in the aqueous solution supplied to the regeneration. Simplified calculated mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. determined from the ratio:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Fгаз - значение расхода газа в ГСШ, которое поступает с датчика расхода газа, установленного в начале шлейфа; G - удельный расход ингибитора, вводимого в поток газа для предупреждения гидратообразования, который определяется по формуле:where F gas is the value of the gas flow rate in the main gas supply system, which comes from the gas flow sensor installed at the beginning of the loop; G is the specific consumption of the inhibitor introduced into the gas stream to prevent hydrate formation, which is determined by the formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где ΔW - количество содержащейся в газе жидкой воды; qг - равновесное содержание метанола, содержащегося в поступающем газе.where ΔW is the amount of liquid water contained in the gas; q g - the equilibrium content of methanol contained in the incoming gas.

Формирование сигнала задания расхода регенерированного ингибитора, поступающего на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ, осуществляет второй ПИД-регулятор поддержания необходимой концентрации ингибитора в водном растворе, поступающем из ГСШ, и блок коррекции массового расхода регенерированного ингибитора. Для этого на вход задания SP второго ПИД-регулятора подают сигнал рассчитанного АСУ ТП значения концентрации ингибитора в водном растворе С2 рас., обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования, а на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подают сигнал фактической концентрации С2 фак., измеряемой датчиком концентрации ингибитора в водном растворе, отводимом из сепаратора на регенерацию. Используя эти параметры, ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV значение поправки Δ для рассчитанного АСУ ТП значения расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч., и подает поправку Δ на вход блока коррекции массового расхода ингибитора. На второй вход блока коррекции массового расхода ингибитора подается сигнал рассчитанного расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч.. Используя поступающие в блок коррекции массового расхода ингибитора сигналы, он вычисляет скорректированное значение расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч_кор. на данный момент, соблюдая следующие условия:The signal for setting the flow rate of the regenerated inhibitor to the input of the SP task of the PID controller for maintaining the flow rate of the regenerated inhibitor in the HSS is implemented by the second PID controller for maintaining the required concentration of the inhibitor in the aqueous solution coming from the HSS, and a block for correcting the mass flow rate of the regenerated inhibitor. To do this, the signal of the calculated ACS TP value of the concentration of inhibitor in an aqueous solution of C 2 races is fed to the input of the SP task of the second PID controller . providing a predetermined decrease in the temperature of hydrate formation, and the actual concentration С 2 ph. signal is fed to the feedback input PV of this PID controller . measured by a sensor of the concentration of inhibitor in an aqueous solution withdrawn from the separator for regeneration. Using these parameters, the PID controller generates at its output CV the correction value Δ for the calculated ACS TP of the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. , and applies the correction Δ to the input of the inhibitor mass flow correction block. The signal of the calculated flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc is supplied to the second input of the mass flow rate correction block of the inhibitor . . Using the signals supplied to the mass flow rate correction block of the inhibitor, it calculates the adjusted value of the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc_core. At the moment, observing the following conditions:

если С2 расч. < С2 фак., то Fингиб_расч_кор. = Fингиб_расч. - Δ,if C 2 calc. <C 2 ph. , then F inhibit_calc_core. = F inhibition_calc. - Δ

если С2 расч. > С2 фак., то Fингиб_расч_кор. = Fингиб_расч. + Δ,if C 2 calc. > C 2 ph. , then F inhibit_calc_core. = F inhibition_calc. + Δ,

если С2 расч. = С2 факт., то Fингиб_расч_кор. = Fингиб_расч. if C 2 calc. = C 2 fact. , then F inhibit_calc_core. = F inhibition_calc.

Полученное значение Fингиб_расч_кор. блок коррекции массового расхода ингибитора подает на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ.The obtained value of F inhib_calc_core. the mass flow rate correction block of the inhibitor supplies the input of the SP task of the PID controller to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the GSH.

Пропорциональные, интегральные и дифференциальные коэффициенты, а также зоны нечувствительности ПИД-регуляторов обслуживающий персонал УКПГ/УППГ настраивает в момент запуска системы в работу под конкретные условия добычи, задаваемые геологической службой, с учетом инерционности системы и времени запаздывания прохождения сигналов.The proportional, integral and differential coefficients, as well as the dead zones of the PID controllers, are set up by the UKPG / UPPG service personnel at the time the system is launched into operation under specific production conditions specified by the geological service, taking into account the inertia of the system and the signal delay time.

Для обнаружения залповых выбросов пластовой воды в ГСШ расчетное значение концентрации ингибитора в водном растворе С2 расч., обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования, строят в виде графика временной функции. На этот график наносят синхронизированную временную функцию фактически измеренного значения концентрации С2 фак. ингибитора в водном растворе. И если оба эти графика идут параллельно, т.е. их динамика одинакова и разность С2 расч. - С2 фак. примерно постоянна, то залповых выбросов пластовой воды в ГСШ не происходит. Но как только динамика изменения С2 расч. и С2 фак. становится разной, т.е. их разность начинает меняться во времени, об этом сразу автоматически формируется сообщение обслуживающему персоналу для принятия решения - либо по изменению режима работы скважины для снижения водопроявления, либо по остановке скважины для проведения ремонта.To detect salvo bursts of produced water in the main water supply, the calculated value of the inhibitor concentration in an aqueous solution is C 2 calc. providing a predetermined decrease in the temperature of hydrate formation, build in the form of a graph of the time function. A synchronized time function of the actually measured concentration value of C 2 fak is applied to this graph . inhibitor in aqueous solution. And if both of these graphs go in parallel, i.e. their dynamics are the same and the difference C 2 calc. - With 2 ph. approximately constant, then volley releases of formation water in the main water supply does not occur. But as soon as the dynamics of change With 2 calc. and C 2 ph. becomes different, i.e. their difference begins to change in time, a message is immediately generated automatically to the maintenance personnel to make a decision - either to change the well operating mode to reduce water occurrence, or to stop the well for repair.

Для контроля за удельным расходом ингибитора согласно норме, установленной нормативным планом Предприятия для предупреждения гидратообразования в ГСШ, получаемые расчетные значения удельного расхода ингибитора G строят в виде графика временной функции. И если удельный расход ингибитора находиться в допустимой зоне, согласно нормативному плану Предприятия, данный ГСШ эксплуатируется. Но если выяснится, что значение удельного расхода ингибитора вышло за пределы допустимой зоны ограничения, об этом сразу автоматически формируется сообщение обслуживающему персоналу для принятия решения - либо по изменению режима работы скважины для снижения водопроявления, либо по остановке скважины для последующего ремонта.In order to control the specific consumption of the inhibitor according to the norm established by the regulatory plan of the Enterprise to prevent hydrate formation in the GSS, the calculated values of the specific consumption of the inhibitor G are plotted as a graph of the time function. And if the specific consumption of the inhibitor is in the permissible zone, according to the regulatory plan of the Enterprise, this GSH is operated. But if it turns out that the value of the specific consumption of the inhibitor has exceeded the limits of the permissible restriction zone, a message is immediately automatically generated for the maintenance personnel to make a decision - either to change the well operating mode to reduce water occurrence, or to stop the well for subsequent repair.

На фиг. 1 приведена принципиальная технологическая схема подачи ингибитора в ГСШ.In FIG. 1 shows a schematic flow diagram of the supply of an inhibitor to the GSH.

На фиг. 2 показана укрупненная структурная схема автоматического управления подачи ингибитора в ГСШ.In FIG. Figure 2 shows an enlarged block diagram of the automatic control of the supply of an inhibitor to the GSH.

На фиг. 3 продемонстрирована динамика изменения расчетной и фактической концентрации ингибитора, обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования в ГСШ.In FIG. Figure 3 shows the dynamics of changes in the calculated and actual concentration of the inhibitor, which provides a given decrease in the temperature of hydrate formation in the HSS.

На фиг. 4 продемонстрирована динамика изменения удельного расхода ингибитора при предупреждении гидратообразования в ГСШ.In FIG. 4 shows the dynamics of changes in the specific consumption of the inhibitor in the prevention of hydrate formation in GSH.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:In FIG. 1 the following notation is used:

1 - газовая скважина;1 - gas well;

2 - датчик давления, установленный в начале ГСШ;2 - pressure sensor installed at the beginning of the GSH;

3 - датчик температуры, установленный в начале ГСШ;3 - a temperature sensor installed at the beginning of the GSH;

4 - датчик расхода газа, установленный в начале ГСШ;4 - gas flow sensor, installed at the beginning of the GSH;

5 - ГСШ;5 - GSH;

6 - трубопровод подачи ингибитора;6 - inhibitor supply pipe;

7 - клапан-регулятор расхода ингибитора;7 - valve-regulator flow rate of the inhibitor;

8 - клапан-регулятор расхода газа;8 - gas flow control valve;

9 - датчик давления, установленный в конце ГСШ;9 - pressure sensor installed at the end of the GPS;

10 - датчик температуры, установленный в конце ГСШ;10 - a temperature sensor installed at the end of the GSH;

11 - датчик расхода регенерированного ингибитора, подаваемого в ГСШ;11 - flow sensor of the regenerated inhibitor supplied to the GSH;

12 - насосный агрегат подачи регенерированного ингибитора в ГСШ;12 - pumping unit supplying the regenerated inhibitor to the GSH;

13 - датчик концентрации регенерированного (исходного) ингибитора;13 - concentration sensor of the regenerated (initial) inhibitor;

14 - буферная емкость регенерированного (исходного) ингибитора;14 - buffer capacity of the regenerated (initial) inhibitor;

15 - сепаратор газа;15 - gas separator;

16 - датчик концентрации водного раствора ингибитора;16 - sensor concentration of an aqueous solution of the inhibitor;

17 - АСУ ТП УКГГ/УППГ.17 - ACS TP UKGG / UPPG.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения:In FIG. 2 the following notation is used:

18 - вход сигнала, поступающего с датчика расхода регенерированного ингибитора 11;18 - input signal from the flow sensor of the regenerated inhibitor 11;

19 - вход сигнала, рассчитанного массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч;19 - input signal calculated mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc ;

20 - вход сигнала, соответствующего рассчитанному значению концентрации ингибитора С2расч;20 - input signal corresponding to the calculated value of the concentration of the inhibitor With 2calc ;

21 - вход сигнала, поступающего с датчика концентрации 16 водного раствора ингибитора - С2фак;21 - input signal from a concentration sensor 16 of an aqueous solution of the inhibitor - C 2fact ;

22 - пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор поддержания концентрации ингибитора в водном растворе, поступающего из ГСШ;22 - proportional-integral-differentiating (PID) regulator of maintaining the concentration of inhibitor in an aqueous solution coming from the HSS;

23 - блок коррекции массового расхода регенерированного ингибитора;23 - block correction of the mass flow rate of the regenerated inhibitor;

24 - ПИД-регулятор поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ;24 - PID controller to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the GSH;

25 - управляющий сигнал на клапан-регулятор 7 расхода ингибитора.25 is a control signal to the valve-regulator 7 of the flow of the inhibitor.

На фиг. 3 использованы следующие обозначения:In FIG. 3 the following notation is used:

26 - расчетная суммарная концентрация ингибитора в водном растворе, обеспечивающая заданное снижение температуры гидратообразования в ГСШ;26 - the calculated total concentration of the inhibitor in the aqueous solution, providing a given decrease in the temperature of hydrate formation in the HSS;

27 - фактическая суммарная концентрация ингибитора в водном растворе, обеспечивающая заданное снижение температуры гидратообразования в ГСШ;27 - the actual total concentration of the inhibitor in an aqueous solution, providing a given decrease in the temperature of hydrate formation in the HSS;

28 - область обнаружения залповых выбросов пластовой воды в ГСШ.28 - area of detection of volley emissions of produced water in the main water supply.

На фиг. 4 использованы следующие обозначения:In FIG. 4, the following notation is used:

29 - норма удельного расхода ингибитора по предприятию;29 - the rate of specific consumption of the inhibitor in the enterprise;

30 - удельный расход ингибитора по ГСШ.30 - specific consumption of the inhibitor according to GSH.

Способ автоматического управления подачи ингибитора для предупреждения гидратообразования в ГСШ газоконденсатных месторождений, расположенных в районах Крайнего Севера, реализуют следующим образом.A method for automatically controlling the supply of an inhibitor to prevent hydrate formation in gas-condensate fields of gas condensate fields located in the Far North is implemented as follows.

Газ, поступая из скважины 1 (для простоты предположим, что к ГСШ подключена всего одна скважина), проходит через ГСШ 5, оснащенный датчиками давления 2, температуры 3 и расхода 4, установленными в его начале, и датчиками давления 9 и температуры 10, установленными в его конце.The gas coming from well 1 (for simplicity, we assume that only one well is connected to the GSS) passes through the GSS 5, equipped with pressure sensors 2, temperature 3 and flow 4 installed at its beginning, and pressure sensors 9 and temperature 10 installed at its end.

Далее газ через клапан-регулятор расхода 8, который используется для регулирования добычи газа, поступает на вход сепаратора 15. В сепараторе 15 происходит очистка газа от механических примесей, капельной жидкости и отделение водного раствора ингибитора, который по мере накопления в нижней части сепаратора 15 отводится на регенерацию через трубопровод, оснащенный датчиком концентрации ингибитора 16. С выхода сепаратора 15 газ, очищенный от механических примесей и капельной жидкости, поступает либо в цех подготовки газа УКПГ для дальнейшей осушки, либо в выходной коллектор УППГ для дальнейшей транспортировки на УКПГ.Next, the gas through the flow control valve 8, which is used to regulate gas production, enters the inlet of the separator 15. In the separator 15, the gas is cleaned of mechanical impurities, dropping liquid and the aqueous solution of the inhibitor is separated, which is discharged to the bottom of the separator 15 for regeneration through a pipeline equipped with an inhibitor concentration sensor 16. From the output of the separator 15, gas purified from mechanical impurities and dropping liquid is either supplied to the gas treatment plant of the gas treatment plant for further operation ears, or to the exhaust manifold UPPG for further transportation to the GPP.

Для подачи ингибитора в начало ГСШ 5 проложен отдельный трубопровод подачи ингибитора 6, который оснащен датчиком расхода ингибитора 11 и клапаном-регулятором 7. Необходимое давление в трубопроводе ингибитора 6 создается насосным агрегатом подачи ингибитора 12. Насосный агрегат 12 соединен входным патрубком, оснащенным датчиком концентрации 13 регенерированного ингибитора, с буферной емкостью 14.To supply the inhibitor, a separate inhibitor supply pipe 6 was laid at the beginning of the secondary compressor station 5, which is equipped with an inhibitor flow sensor 11 and a control valve 7. The necessary pressure in the inhibitor pipe 6 is created by the inhibitor supply unit 12. The pump unit 12 is connected by an inlet pipe equipped with a concentration sensor 13 regenerated inhibitor, with a buffer capacity of 14.

Используя систему телеметрии, являющейся одной из подсистем АСУ ТП УКПГ/УКППГ, производят с заданной дискретностью измерения давления (датчик 2), температуры (датчик 3) и расхода газа (датчик 4) в начале ГСШ 5. Одновременно с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ измеряют давление (датчик 9) и температуру добываемого флюида (датчик 10) в конце ГСШ. Также с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ с заданной дискретностью измеряют фактическую концентрацию регенерированного ингибитора (датчик - 13) и ингибитора в водном растворе (датчик - 16). АСУ ТП УКПГ/УППГ при обнаружении начала процесса гидратообразования в ГСШ, например, так, как описано в патенте на изобретение РФ №2329371, приступает к расчету количества ингибитора, которое необходимо подавать в ГСШ для предупреждения гидратообразования.Using the telemetry system, which is one of the subsystems of the ACS TP UKPG / UKPPG, measure the pressure (sensor 2), temperature (sensor 3) and gas flow (sensor 4) at the start of the main compressor station 5. At the same time, using the automatic control system UKPG / UPPG measure the pressure (sensor 9) and the temperature of the produced fluid (sensor 10) at the end of the GSH. Also, with the help of ACS TP UKPG / UPPG with a given discreteness, the actual concentration of the regenerated inhibitor (sensor 13) and the inhibitor in an aqueous solution is measured (sensor 16). ACS TP UKPG / UPPG, upon detection of the onset of hydrate formation in the HSS, for example, as described in the patent for the invention of the Russian Federation No. 23239371, begins to calculate the amount of inhibitor that must be submitted to the HSS to prevent hydrate formation.

В качестве ингибитора для предупреждения гидратообразования в ГСШ газоконденсатных месторождений, расположенных в районах Крайнего Севера, как правило, используют метанол. Поэтому ниже рассматривается определение количества ингибитора, необходимого для предупреждения гидратообразования в ГСШ, на примере метанола. С этой целью с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ 17 производят расчеты следующих величин:Methanol is usually used as an inhibitor to prevent hydrate formation in gas-condensate fields in gas condensate fields located in the Far North. Therefore, we consider below the determination of the amount of inhibitor necessary to prevent hydrate formation in HSS, using methanol as an example. For this purpose, with the help of ACS TP UKPG / UPPG 17, the following values are calculated:

а) концентрацию ингибитора в водном растворе, обеспечивающую заданное снижение температуры гидратообразования, которая определяется по преобразованной формуле Гаммершмидта [см., например, стр. 6, Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000]:a) the concentration of the inhibitor in an aqueous solution that provides a predetermined decrease in the temperature of hydrate formation, which is determined by the converted Hammerschmidt formula [see, for example, page 6, Instructions for calculating methanol consumption standards for use in calculating maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for OAO facilities Gazprom, WFD 39-1. 13-010-2000]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где 32 - молекулярная масса метанола; 1295 - константа Гаммершмидта; Δt - требуемое снижение температуры гидратообразования в конце ГСШ. В свою очередь, Δt определяется из следующего выражения:where 32 is the molecular weight of methanol; 1295 - Hammerschmidt constant; Δt is the required decrease in the temperature of hydrate formation at the end of the GSS. In turn, Δt is determined from the following expression:

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где tк.гсш - температура газа в конце ГСШ, значение которой поступает с датчика 10; tгидр - температура гидратообразования, которая зависит от давления. Для сеноманского газа, который добывается на месторождениях Крайнего Севера, tгидр определяется из следующего выражения [см., например, стр. 22, Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000]:where t K.GSSH is the gas temperature at the end of the GPS, the value of which comes from sensor 10; t hydr - hydrate formation temperature, which depends on pressure. For Cenomanian gas, which is produced in the fields of the Far North, t hydr is determined from the following expression [see, for example, page 22, Instructions for calculating methanol consumption standards for use in calculating maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for Gazprom facilities , WFD 39-1. 13-010-2000]:

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

где Р - значение давления газа в конце ГСШ, которое поступает с датчика давления 9.where P is the value of the gas pressure at the end of the GSH, which comes from the pressure sensor 9.

б) удельный расход ингибитора, вводимого в поток газа для предупреждения гидратообразования, определяется по формуле [см., например, стр. 23, Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000]:b) the specific consumption of the inhibitor introduced into the gas stream to prevent hydrate formation is determined by the formula [see, for example, page 23, Instructions for calculating methanol consumption standards for use in calculating maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for Gazprom facilities , WFD 39-1. 13-010-2000]:

Figure 00000006
Figure 00000006

где C1 - концентрация регенерированного ингибитора, закачиваемого в ГСШ (обычно 90…95% мас.), значение которого поступает с датчика 13 на вход блока коррекции массового расхода ингибитора 23; qг - равновесное содержание метанола, содержащееся в поступающем газе; ΔW - количество содержащейся в газе жидкой воды, значение которого определяется из выражения [см., например, стр. 9, Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000]:where C 1 is the concentration of the regenerated inhibitor injected into the main stream (usually 90 ... 95% wt.), the value of which comes from the sensor 13 to the input of the mass flow correction block of the inhibitor 23; q g is the equilibrium methanol content contained in the incoming gas; ΔW is the amount of liquid water contained in the gas, the value of which is determined from the expression [see, for example, page 9, Instructions for the calculation of methanol consumption standards for use in calculating maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for Gazprom facilities, WFD 39 -one. 13-010-2000]:

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где W1 и W2 - влагосодержание газа в начале и конце ГСШ, которое можно определить из формулы Бюкачека [см., например, стр. 88, Э.Б. Бухгалтер. Метанол и его использование в газовой промышленности. М., Недра, 1986, 238 с.]:where W 1 and W 2 is the moisture content of the gas at the beginning and end of the HSS, which can be determined from the Bukachek formula [see, for example, p. 88, E. B. Accountant. Methanol and its use in the gas industry. M., Nedra, 1986, 238 pp.]:

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

где p - значение давления газа, поступающее с датчиков давления 2 и 9 для W1 и W2; t - значение температуры газа, поступающее с датчиков температуры 3 и 10 для W1 и W2. Равновесное содержание метанола в газе, контактирующего с водометанольным раствором, определяется из выражения [см., например, стр. 6, Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000]:where p is the gas pressure value coming from the pressure sensors 2 and 9 for W 1 and W 2 ; t is the gas temperature value coming from temperature sensors 3 and 10 for W 1 and W 2 . The equilibrium methanol content in the gas in contact with the water-methanol solution is determined from the expression [see, for example, page 6, Instructions for calculating methanol consumption standards for use in calculating maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for Gazprom facilities, WFD 39 -one. 13-010-2000]:

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где M0 - растворимость метанола в газе в системе «метанол-природный газ», значение которого определяется путем обработки графика, приведенного на рис. 2 на стр. 8 Инструкции по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО «Газпром», ВРД 39-1. 13-010-2000.where M 0 is the solubility of methanol in gas in the methanol-natural gas system, the value of which is determined by processing the graph shown in Fig. 2 on page 8 Instructions for the calculation of methanol consumption standards for use in the calculation of maximum permissible or temporarily agreed methanol discharges for Gazprom facilities, WFD 39-1. 13-010-2000.

в) массовый расход ингибитора - Fингиб_расч, который определяется из следующего выражения:c) the mass flow rate of the inhibitor is F inhibition_calc , which is determined from the following expression:

Figure 00000010
Figure 00000010

где Fгаз - значение расхода газа в ГСШ, которое поступает с датчика расхода 4.where F gas is the value of the gas flow rate in the secondary gas supply, which comes from the flow sensor 4.

Также с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ 17 производят контроль следующих параметров:Also using ACS TP UKPG / UPPG 17 control the following parameters:

г) залповых выбросов пластовой воды, которые могут возникать в ГСШ, значение концентрации ингибитора в водном растворе - С2 расч., обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования, которое определяется по формуле (1), строят в виде графика временной функции (см. фиг. 3, линия 26). На этот же график наносят синхронизированную временную функцию фактически измеренного значения концентрации С2 фак. ингибитора с помощью датчика 16 в водном растворе (см. фиг. 3, линия 27). Если оба графика идут параллельно, т.е. их динамика одинакова и их разность (С2 расч. - С2 фак.) примерно постоянна, то залповых выбросов пластовой воды из скважины не происходит. Как только динамика изменения С2 расч. и С2 фак. становится разной, т.е. разность (С2 расч. - С2 фак.) начинает меняться во времени (на фиг. 3 эта область обозначена как «область обнаружения залповых выбросов пластовой воды в ГСШ», линия 28), об этом сразу сообщается оператору для принятия им решения.d) volley releases of produced water that may occur in the secondary water supply, the value of the inhibitor concentration in the aqueous solution is C 2 calc. providing a given decrease in the temperature of hydrate formation, which is determined by the formula (1), is built in the form of a graph of the time function (see Fig. 3, line 26). A synchronized time function of the actually measured concentration value of C 2 phak is plotted on the same graph . inhibitor using a sensor 16 in an aqueous solution (see Fig. 3, line 27). If both graphs go parallel, i.e. their dynamics are the same and their difference (C 2 calculation - C 2 ph. ) is approximately constant, then volley releases of produced water from the well does not occur. As soon as the dynamics of change With 2 calc. and C 2 ph. becomes different, i.e. the difference (C 2 calculation - C 2 ph. ) begins to change in time (in Fig. 3 this area is designated as the “detection area of saline water burst emissions in the main water supply”, line 28), the operator is immediately informed about this for him to make a decision.

д) расход ингибитора, подаваемого в ГСШ, значение удельного расхода ингибитора, определяемого по формуле (2), также строят в виде графика временной функции (см. фиг. 4). Если удельный расход ингибитора - линия 30 на фиг. 4, находиться в допустимой зоне (ниже линий 29 на фиг. 4) согласно нормативному плану предприятия, данный шлейф продолжает эксплуатироваться. Но если выясниться, что значение удельного расхода ингибитора вышло за допустимый предел (выше линии 29 на фиг. 4), об этом сразу сообщается обслуживающему персоналу УКПГ/УППГ для принятия им необходимого решения.d) the consumption of the inhibitor supplied to the HSS, the value of the specific consumption of the inhibitor, determined by the formula (2), is also plotted as a graph of the time function (see Fig. 4). If the specific consumption of the inhibitor is line 30 in FIG. 4, be in the permissible zone (below lines 29 in Fig. 4) according to the regulatory plan of the enterprise, this cable continues to be operated. But if it turns out that the value of the specific consumption of the inhibitor exceeded the permissible limit (above line 29 in Fig. 4), this is immediately reported to the maintenance personnel of the gas treatment plant / gas treatment plant for making the necessary decision.

Как при обнаружении залповых выбросов пластовой воды, так и при повышенном удельном расходе ингибитора, обслуживающий персонал может принять одно из двух решений. Прежде всего, изменить режим работы скважины, которая подключена к ГСШ, для снижения водопроявления. Но если это не приведет к положительному результату, тогда остановить работу скважины для проведения ремонтных работ.As with the detection of volley emissions of produced water, and with an increased specific consumption of the inhibitor, maintenance personnel can make one of two decisions. First of all, change the mode of operation of the well, which is connected to the GSH, to reduce water occurrence. But if this does not lead to a positive result, then stop the well for repair work.

Так же с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ 17 производят подержание значения следующих параметров:Also, with the help of ACS TP UKPG / UPPG 17, the values of the following parameters are maintained:

е) концентрации ингибитора в водном растворе, обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования в ГСШ. Для этого используют ПИД-регулятор 22 поддержания концентрации ингибитора в водном растворе, поступающей из ГСШ, который реализован на базе АСУ ТП УКПГ/УППГ. С помощью этого ПИД-регулятора постоянно отслеживают отклонение расчетного значения концентрации ингибитора С2 расч. от его фактического значения - С2фак. При этом сигнал С2 расч. подается на вход задания SP 20, а сигнал С2фак. поступает с датчика концентрации водного раствора ингибитора 16 на вход обратной связи PV 21 этого ПИД-регулятора. В результате на выходе CV ПИД-регулятора 22 поддержание концентрации ингибитора в водном растворе, поступающей из ГСШ, формируется значение необходимой поправки Δ для рассчитанного значения массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч., которое подается на вход блока 23 и в нем производят коррекцию, используя следующее выражение:e) the concentration of the inhibitor in an aqueous solution that provides a given decrease in the temperature of hydrate formation in the HSS. To do this, use the PID controller 22 to maintain the inhibitor concentration in the aqueous solution coming from the GSH, which is implemented on the basis of the ACS TP UKPG / UPPG. Using this PID controller, the deviation of the calculated concentration value of the inhibitor C 2 calc is constantly monitored . from its actual value - C 2fact . In this case, the signal With 2 calc. applied to the input of the reference SP 20, and the signal C 2fak . comes from the concentration sensor of the aqueous solution of the inhibitor 16 to the feedback input PV 21 of this PID controller. As a result, at the output of the CV of the PID controller 22, maintaining the inhibitor concentration in the aqueous solution coming from the GSS, the necessary correction value Δ is formed for the calculated mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc ., Which is fed to the input of block 23 and is corrected using the following expression:

если С2расч. < С2 факт., то Fингиб_расч_кор = Fингиб_расч. - Δ,if C 2calc. <C 2 fact. , then F inhibition_calc_core = F inhibition_calc. - Δ

если С2расч. > С2 факт., то Fингиб_расч_кор = Fингиб_расч + Δ,if C 2calc. > C 2 fact. , then F inhibition_calc_core = F inhibition_calc + Δ,

если С2расч = С2 факт, то Fингиб_расч_кор = Fингиб_расч,if C2calc = C2 fact , then F inhibition_calc_core = F inhibition_calc ,

где Fингиб_расч. - рассчитанное значение массового расхода ингибитора, которое определяется по формуле (3); Fингиб_расч_кор - скорректированное значение массового расхода регенерированного ингибитора. Блок коррекции массового расхода регенерированного ингибитора 23 также реализован на базе АСУ ТП УКПГ/УППГ.where F inhibition_calc. - the calculated value of the mass flow rate of the inhibitor, which is determined by the formula (3); F inhib_calc_corr is the adjusted mass flow rate of the regenerated inhibitor. The correction block for the mass flow rate of the regenerated inhibitor 23 is also implemented on the basis of ACS TP UKPG / UPPG.

ж) массового расхода регенерированного ингибитора Fинги_расч. Для этого используют ПИД-регулятор 24 поддержания массового расхода ингибитора в ГСШ, который также реализован на базе АСУ ТП УКПГ/УППГ. На вход задания SP этого ПИД-регулятора подается расчетное скорректированное значение массового расхода регенерированного ингибитора Fинги_расч_кор из блока коррекции 23, а на вход его обратной связи PV, подается фактическое значение Fингиб_фак. с датчика расхода регенерированного ингибитора 11 (вход 18), в итоге на выходе CV ПИД-регулятора 24 формируется управляющий сигнал 25, который подается на клапан-регулятор расхода ингибитора 7. В результате этого в ГСШ будет автоматически подаваться необходимое количество ингибитора, достаточное для предотвращения образования гидратов.g) the mass flow rate of the regenerated inhibitor F ingi_calc . To do this, use the PID controller 24 to maintain the mass flow rate of the inhibitor in the GSH, which is also implemented on the basis of ACS TP UKPG / UPPG. At the input of the SP job of this PID controller, the calculated corrected mass flow rate of the regenerated inhibitor F ingi_calc_corr from correction block 23 is supplied, and the actual value F inhib_fac is fed to its feedback input PV . from the flow sensor of the regenerated inhibitor 11 (input 18), as a result, at the output of the CV of the PID controller 24, a control signal 25 is generated, which is fed to the flow control valve of the inhibitor 7. As a result, the required amount of inhibitor will be automatically supplied to the GSH, sufficient to prevent hydrate formation.

Настройку ПИД-регуляторов проводит обслуживающий персонал в момент запуска системы в работу под конкретные условия добычи, определяемые геологической службой, с учетом инерционности системы и времени запаздывания прохождения сигналов, согласно методу, изложенному, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор. Ресурс http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.PID controllers are tuned by the operating personnel at the time the system is put into operation under specific production conditions determined by the geological service, taking into account the inertia of the system and the signal delay time, according to the method described, for example, in the Encyclopedia of industrial control systems, clause 5.5, PID controller. Resource http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.

Способ регулирования автоматического управления подачи ингибитора для предупреждения гидратообразования в ГСШ газоконденсатных месторождений, расположенных в районах Крайнего Севера, реализован на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении на УКПГ 1С, УКПГ 2С и УКПГ 3С ООО «Газпром добыча Ямбург» ПАО «Газпром». Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера РФ.The method of regulating the automatic control of the inhibitor supply to prevent hydrate formation in the gas and gas condensate field located in the Far North regions was implemented at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field at UKPG 1C, UKPG 2C and UKPG 3C of Gazprom dobycha Yamburg PJSC Gazprom. The results of operation have shown its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other existing and newly developed gas condensate fields of the Far North of the Russian Federation.

Применение данного способа позволяет:The application of this method allows you to:

- в реальном масштабе времени автоматически определить количество ингибитора, необходимого для предупреждения гидратообразования в ГСШ;- in real time, automatically determine the amount of inhibitor necessary to prevent hydrate formation in the GSH;

- автоматически предупреждать гидратообразование в ГСШ путем поддержания заданной концентрации ингибитора в отработанном водном растворе, обеспечивающей необходимое снижение температуры гидратообразования в шлейфе;- automatically prevent hydrate formation in the HSS by maintaining a given concentration of inhibitor in the spent aqueous solution, which provides the necessary decrease in the temperature of hydrate formation in the loop;

- диагностировать работы ГСШ, позволяющие оперативно выявлять нештатные ситуации в его работе, что значительно упрощает принятие эффективных решений по управлению работой шлейфа и скважины;- diagnose the work of the GSH, allowing you to quickly identify abnormal situations in its work, which greatly simplifies the adoption of effective decisions on the management of the loop and well;

- оптимизировать подачу ингибитора для предупреждения гидратообразования в ГСШ, что в итоге приведет к повышению эффективности добычи и подготовки скважинной продукции.- optimize the flow of the inhibitor to prevent hydrate formation in the GSH, which ultimately will lead to an increase in the efficiency of production and preparation of well products.

Claims (9)

1. Способ автоматического управления подачи ингибитора для предупреждения гидратообразования в газосборных шлейфах (ГСШ) газоконденсатных месторождений, расположенных в районах Крайнего Севера, включающий автоматическую систему подачи ингибитора гидратообразования, содержащую насосный агрегат с электроприводом, напорный коллектор, трубопровод отбора ингибитора из коллектора, обеспечивающие подачу ингибитора в начало ГСШ и последующее отделение водного раствора ингибитора в сепараторе из добываемого флюида и подачей его в цех регенерации ингибитора, отличающийся тем, что автоматическая система управления технологическими процессами (АСУ ТП) установки комплексной/предварительной подготовки газа (УКПГ/УППГ) непрерывно контролирует концентрацию ингибитора в водном растворе С2фак., поступающем на регенерацию, и в регенерированном ингибиторе С1фак., подаваемом в ГСШ, с помощью датчиков концентрации, а также расход регенерированного ингибитора Fингиб_фак., подаваемого в ГСШ, значение которого контролирует датчик расхода регенерированного ингибитора и подает сигнал на вход обратной связи PV ПИД-регулятора (пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор) поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ, который с помощью клапана-регулятора, стоящего после насосного агрегата в трубопроводе подачи ингибитора в ГСШ, обеспечивает автоматическое поддержание заданной концентрации ингибитора в водном растворе, поступающем на регенерацию, а на вход задания SP этого ПИД-регулятора подают скорректированное значение расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч_кор., определяемого с учетом вычисляемого АСУ ТП с заданной дискретностью рассчитанного значения массового расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч., фактической концентрации С1фак. регенерированного ингибитора, рассчитанного - С2расч. и фактического - С2фак значения концентрации ингибитора в водном растворе, поступающем на регенерацию.1. A method for automatically controlling the supply of an inhibitor to prevent hydrate formation in gas gathering plumes (GSS) of gas condensate fields located in the Far North, including an automatic hydrate inhibitor supply system comprising an electrically driven pumping unit, a pressure manifold, an inhibitor withdrawal pipe from the collector, providing an inhibitor supply to the start of the HSS and the subsequent separation of the aqueous solution of the inhibitor in the separator from the produced fluid and feeding it to the workshop reg an inhibitor, characterized in that the automatic process control system (ACS TP) of a complex gas pre-treatment unit (UKPG / UPPG) continuously monitors the concentration of the inhibitor in an aqueous solution of C 2 ph. entering the regeneration, and in the regenerated inhibitor With 1fak. supplied to the GSH, using concentration sensors, as well as the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_fak. supplied to the GSH, the value of which is monitored by the flow sensor of the regenerated inhibitor and sends a signal to the feedback input PV of the PID controller (proportional-integral-differentiating regulator) to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the GSH, which, with the help of the control valve, is located after the pump unit in the inhibitor supply line to the HSS provides automatic maintenance of a given concentration of the inhibitor in the aqueous solution supplied to the regeneration, and to the input of the SP task of this PID controller submit the adjusted value of the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc_corr. , determined taking into account the calculated ACS TP with a given discreteness of the calculated value of the mass flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. , the actual concentration of C 1fact. regenerated inhibitor calculated - With 2calc. and the actual - С 2fact value of the inhibitor concentration in the aqueous solution supplied to the regeneration. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формирования сигнала задания расхода регенерированного ингибитора для ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ, используют ПИД-регулятор поддержания необходимой концентрации ингибитора в водном растворе, поступающего из ГСШ, и блок коррекции массового расхода регенерированного ингибитора, для чего на вход задания SP этого ПИД-регулятора подают сигнал рассчитанного АСУ ТП значения концентрации ингибитора в водном растворе С2рас., обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования, а на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подают сигнал фактической концентрации С2фак., измеряемой датчиком концентрации ингибитора в водном растворе, отводимого из сепаратора на регенерацию, используя которые ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV значение поправки Δ для рассчитанного АСУ ТП значения расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч. с учетом его расчетной С2расч и фактической С2фак концентрации, и подает поправку Δ на вход блока коррекции массового расхода ингибитора, на второй вход которого поступает сигнал рассчитанного расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч., используя которые, блок коррекции массового расхода ингибитора вычисляет скорректированное значение расхода регенерированного ингибитора Fингиб_расч_кор. на данный момент, соблюдая следующие условия:2. The method according to claim 1, characterized in that to generate a signal for setting the flow rate of the regenerated inhibitor for the PID controller to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the HSS, use the PID controller to maintain the required concentration of the inhibitor in the aqueous solution coming from the HSS and a mass correction block flow rate of the regenerated inhibitor, for which the signal of the calculated ACS TP value of the concentration of the inhibitor in an aqueous solution of C 2ras is fed to the input of the SP task of this PID controller . , which provides a predetermined decrease in the temperature of hydrate formation, and the actual concentration С 2fac signal is fed to the PV feedback feedback of this PID controller . measured by the sensor of the concentration of the inhibitor in the aqueous solution withdrawn from the separator for regeneration, using which the PID controller generates at its output CV the correction value Δ for the calculated ACS TP of the flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. taking into account its calculated C 2calc and the actual C 2 concentration concentration, and applies the Δ correction to the input of the mass flow rate correction block of the inhibitor, the second input of which receives the signal of the calculated flow rate of the regenerated inhibitor F inhib_calc. using which, the inhibitor mass flow correction block calculates the corrected flow rate value of the regenerated inhibitor F inhib_calc_core. At the moment, observing the following conditions: если С2расч.<C2 фак., то Fингиб_расч_кор. = Fингиб_расч_-Δ,if C 2calc. <C 2 ph. , then F inhibit_calc_core. = F inhibition_calc_ -Δ, если С2расч.>C2 фак., то Fингиб_расч_кор. = Fингиб_расч_+Δ,if C 2calc. > C 2 ph. , then F inhibit_calc_core. = F inhibition_calc_ + Δ, если С2расч=C2 фак, то Fингиб_расч_кор = Fингиб_расч,if C2calc = C2 fact , then F inhibition_calc_core = F inhibition_calc , и подает полученное значение Fингиб_расч_кор. на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного ингибитора в ГСШ.and submits the obtained value of F inhib_calc_core. at the input of the job SP of the PID controller to maintain the flow rate of the regenerated inhibitor in the GSH. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пропорциональные, интегральные и дифференциальные коэффициенты, а так же зоны нечувствительности ПИД-регуляторов обслуживающий персонал УКПГ настраивает в момент запуска системы в работу под конкретные условия добычи, инерционности системы и времени запаздывания прохождения сигналов.3. The method according to claim 1, characterized in that the proportional, integral, and differential coefficients, as well as the dead zones of the PID controllers, configure the GPP staff at the time the system starts up to work under specific production conditions, the inertia of the system, and the signal delay time. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обнаружения залповых выбросов пластовой воды в ГСШ, расчетное значение концентрации ингибитора в водном растворе С2раcч., обеспечивающей заданное снижение температуры гидратообразования, строят в виде графика временной функции, и на этот график наносят синхронизированную временную функцию фактически измеренного значения концентрации С2фак. ингибитора в водном растворе, и если оба графика идут параллельно, т.е. их динамика одинакова и разность С2раcч. - С2фак. примерно постоянна, то залповых выбросов пластовой воды в ГСШ не происходит, но как только динамика изменения С2расч. и С2фак. становится разной, т.е. их разность начинает меняться во времени, об этом сразу автоматически формируется сообщение обслуживающему персоналу для принятия решения - либо по изменению режима работы скважины для снижения водопроявления, либо по остановке скважины для проведения ремонта.4. The method according to claim 1, characterized in that for the detection of volley emissions of produced water in the water supply system, the calculated value of the concentration of inhibitor in aqueous solution C2 times, providing a predetermined decrease in the temperature of hydrate formation, they are built in the form of a graph of the time function, and a synchronized time function of the actually measured concentration value C is applied to this graph2fact. inhibitor in aqueous solution, and if both schedules go in parallel, i.e. their dynamics are the same and the difference C2 times - FROM2fact approximately constant, then volley releases of formation water in the main water supply does not occur, but as soon as the dynamics of change C2 calc. and C2fact becomes different, i.e. their difference begins to change in time, a message is immediately generated automatically to the maintenance personnel to make a decision - either to change the well operating mode to reduce water occurrence, or to stop the well for repair. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для контроля за удельным расходом ингибитора согласно норме, установленной нормативным планом предприятия для предупреждения гидратообразования в ГСШ, получаемые расчетные значения удельного расхода ингибитора G строят в виде графика временной функции, и если выяснится, что удельный расход ингибитора находится в допустимой зоне, согласно нормативному плану предприятия, данный ГСШ эксплуатируется, а если выяснится, что значение удельного расхода ингибитора вышло за пределы допустимой зоны ограничения, об этом сразу автоматически формируется сообщение обслуживающему персоналу для принятия решения - либо по изменению режима работы скважины для снижения водопроявления, либо по остановке скважины для последующего ремонта.5. The method according to claim 1, characterized in that to control the specific consumption of the inhibitor according to the norm established by the regulatory plan of the enterprise to prevent hydrate formation in the GSS, the obtained calculated values of the specific consumption of the inhibitor G are built in the form of a graph of the time function, and if it turns out that the specific consumption of the inhibitor is in the permissible zone, according to the regulatory plan of the enterprise, this GSH is operated, and if it turns out that the value of the specific consumption of the inhibitor is outside the permissible zone tions, it just automatically generated message service personnel to make a decision - either to change the mode of operation of the well to reduce water seepage, or to stop the well for repairs.
RU2017126332A 2017-07-21 2017-07-21 Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions RU2661500C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126332A RU2661500C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126332A RU2661500C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661500C1 true RU2661500C1 (en) 2018-07-17

Family

ID=62917308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126332A RU2661500C1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661500C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109339754A (en) * 2018-12-13 2019-02-15 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 Offshore oilfield shut-in automatic chemical injection device
RU2709048C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of inhibitor feed to prevent hydrate formation at low-temperature gas separation plants operated in extreme north
US11274049B2 (en) 2020-04-08 2022-03-15 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for optimizing corrosion and scale inhibitor injection rates in process plants
RU2775929C1 (en) * 2021-06-02 2022-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of inhibitor supply for preventing hydrate or ice formation in systems for extraction, collection and preparation of gas and gas condensate fields

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU526864A1 (en) * 1974-11-25 1976-08-30 Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" Device for automatic control of the process of hydrate formation inhibitor in the gas pipeline
RU2329371C1 (en) * 2006-10-26 2008-07-20 ООО "Ямбурггаздобыча" Method of hydration control in intrafield flowlines of gas and gas-condensate pools in far north
RU2376451C1 (en) * 2008-04-07 2009-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" Complex automation system of hydrat formation ihybitor distribution and dosage
US7721806B2 (en) * 2004-11-16 2010-05-25 Ayres Robert N Automatic chemical treatment system with integral flush fluid dispenser and method for using the same
RU127809U1 (en) * 2012-12-14 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" DISTRIBUTION AND DOSING SYSTEM FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR
RU138853U1 (en) * 2013-10-29 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром" DISTRIBUTION AND DOSING SYSTEM FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU526864A1 (en) * 1974-11-25 1976-08-30 Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" Device for automatic control of the process of hydrate formation inhibitor in the gas pipeline
US7721806B2 (en) * 2004-11-16 2010-05-25 Ayres Robert N Automatic chemical treatment system with integral flush fluid dispenser and method for using the same
RU2329371C1 (en) * 2006-10-26 2008-07-20 ООО "Ямбурггаздобыча" Method of hydration control in intrafield flowlines of gas and gas-condensate pools in far north
RU2376451C1 (en) * 2008-04-07 2009-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" Complex automation system of hydrat formation ihybitor distribution and dosage
RU127809U1 (en) * 2012-12-14 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" DISTRIBUTION AND DOSING SYSTEM FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR
RU138853U1 (en) * 2013-10-29 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром" DISTRIBUTION AND DOSING SYSTEM FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109339754A (en) * 2018-12-13 2019-02-15 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 Offshore oilfield shut-in automatic chemical injection device
RU2709048C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of inhibitor feed to prevent hydrate formation at low-temperature gas separation plants operated in extreme north
US11274049B2 (en) 2020-04-08 2022-03-15 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for optimizing corrosion and scale inhibitor injection rates in process plants
RU2775929C1 (en) * 2021-06-02 2022-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of inhibitor supply for preventing hydrate or ice formation in systems for extraction, collection and preparation of gas and gas condensate fields
RU2778763C1 (en) * 2021-06-03 2022-08-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Иркутск" (ООО "Газпром добыча Иркутск") Method for preventing hydrate formation in a gas collection system of gas condensate fields
RU2804000C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants
RU2803993C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatically controlling gas drying process on multifunctional absorbers of complex gas treatment plants located in the north of the russian federation
RU2803998C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants
RU2805067C1 (en) * 2023-03-13 2023-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111350595B (en) A control system for a micro gas turbine generator wellhead shale gas supply device
RU2661500C1 (en) Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions
RU2376451C1 (en) Complex automation system of hydrat formation ihybitor distribution and dosage
CN102633371A (en) Full-automatic boiler feedwater oxygenating device and full-automatic boiler feedwater oxygenating method
RU2649157C2 (en) System and method of control and management of natural gas pressure within multiple sources
CN202542958U (en) Fully-automatic boiler water supplying and oxygen feeding device
RU2700310C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate, supplied to main condensate line, at installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2709044C1 (en) Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
CN106227281A (en) A kind of adjustable air supply system of temperature, pressure
CN105731574A (en) Evaporation treatment controlling method for wastewater from wet flue gas desulfurization
WO2021207758A1 (en) Methods and systems for optimizing corrosion and scale inhibitor injection rates in process plants
RU2692164C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to the main condensate line, using the air cooling apparatus, at the units of low-temperature gas separation in areas of the far north
NO328225B1 (en) Method of controlling a &#34;effervescent&#34; hydrocarbon production well
RU2643884C1 (en) Method of automatic control of technological processes of gas and gas condensate wells
RU2709045C1 (en) Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit
TWI605220B (en) Liquefied gas supply device and method
RU2709048C1 (en) Method for automatic control of inhibitor feed to prevent hydrate formation at low-temperature gas separation plants operated in extreme north
RU2687519C1 (en) Inhibitor supply automatic control method for the hydrates formation prevention in located in the far north regions integrated / preliminary gas preparation installations gathering systems
EP2157290B1 (en) A device and method for controlling the pressure of a steam turbine of a combined cycle plant of the &#34;2+1&#34; type and a bypass system thereof
RU2622575C1 (en) Method of forming a water-gas mixture for pumping in a performance well and a control system for its implementation
RU2760834C1 (en) Method for automatic maintenance of gas consumption of integrated gas treatment plants in the arctic regions
CN112650050A (en) Chemical ammonia addition automatic control method based on data modeling and multi-feedforward PID
RU2597390C1 (en) Method of operating gas field in collector-beam arrangement scheme collection at final stage of deposit development
Manenti et al. Operational optimization of reverse osmosis plant using MPC
RU2560028C1 (en) Method to control hydrate formation process in gas-gathering flow lines of far north gas and gas condensate deposits