NO20121114A1 - Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water - Google Patents
Treatment of produced hydrocarbon fluid containing waterInfo
- Publication number
- NO20121114A1 NO20121114A1 NO20121114A NO20121114A NO20121114A1 NO 20121114 A1 NO20121114 A1 NO 20121114A1 NO 20121114 A NO20121114 A NO 20121114A NO 20121114 A NO20121114 A NO 20121114A NO 20121114 A1 NO20121114 A1 NO 20121114A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- stream
- separator
- water
- fluid
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
- F17D3/14—Arrangements for supervising or controlling working operations for eliminating water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0004—Crystallisation cooling by heat exchange
- B01D9/0009—Crystallisation cooling by heat exchange by direct heat exchange with added cooling fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/005—Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
- C10G31/06—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by heating, cooling, or pressure treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
- C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G70/00—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
- C10G70/04—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes
- C10G70/044—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes by crystallisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/108—Production of gas hydrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1025—Natural gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1029—Gas hydrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4081—Recycling aspects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Det beskrives en fremgangsmåte for behandling av en strøm av hydrokarbonfluidersom inneholder vann, hvor strømmen av hydrokarbonfluider innføres i en første separator som i det minste separerer fritt vann fra nevnte strøm av hydrokarbonfluider, hvor en rest av nevnte hydrokarbonfluidstrøm innføres i et system som konverterer fritt/kondensert vann i hydrokarbonfluidstrømmen i nevnte system til gasshydrater, og som i det minste tilveiebringer en første fluidstrøm og en andre fluidstrøm, hvor nevnte første fluidstrøm er en væskefase som omfatter gasshydrater, og nevnte første fluidstrøm resirkuleres til den første separatoren, og hvor den andre fluidstrømmen har et innhold av tørr gass og/eller kondensat/ olje. Oppfinnelsen tilveiebringer også et system for behandling av en strøm av fluide hydrokarbonfluider som inneholder vann, der nevnte system innbefatter de følgende elementene listet opp i strømningsretningen og er koblet sammen med hverandre: tilkobling til en hydrokarbonproduksjonskilde (1), en første separator (3) som virker for i det minste å separere fritt vann fra nevnte fluidstrøm, et konverteringssystem (5) for konvertering av fritt/kondensert vann til gasshydrat, en rørledning (6, 18) for transportenng av tørr gass eller kondensat/olje; og i tillegg en ledning (7) som fører fra konverteringssystemet (5) til den første separatoren (3) og dermed tilveiebringer en første resirkuleringsstrøm omfattende gasshydrater.There is disclosed a method of treating a stream of hydrocarbon fluids containing water, wherein the stream of hydrocarbon fluids is introduced into a first separator which at least separates free water from said stream of hydrocarbon fluids, where a residue of said hydrocarbon fluid stream is introduced into a system that converts freely. condensed water in the hydrocarbon fluid stream of said gas hydrate system, providing at least a first fluid stream and a second fluid stream, said first fluid stream being a liquid phase comprising gas hydrates, and said first fluid stream being recirculated to the first separator, and wherein the second fluid stream has a dry gas and / or condensate / oil content. The invention also provides a system for treating a stream of fluid hydrocarbon fluids containing water, said system including the following elements listed in the flow direction and connected to each other: connection to a hydrocarbon production source (1), a first separator (3) which acts to at least separate free water from said fluid stream, a conversion system (5) for converting free / condensed water to gas hydrate, a pipeline (6, 18) for transport of dry gas or condensate / oil; and in addition, a conduit (7) leading from the conversion system (5) to the first separator (3) thus providing a first recycle stream comprising gas hydrates.
Description
INTRODUKSJON INTRODUCTION
Oppfinnelsen vedrører et system for behandling av en strøm av hydrokarbonfluider som inneholder vann og en fremgangsmåte for slik behandling. The invention relates to a system for treating a stream of hydrocarbon fluids containing water and a method for such treatment.
BAKGRUNN BACKGROUND
Noen av verdens største gassfelt har blitt funnet på dypt vann offshore (for eksempel Ormen Lange) eller på avsidesliggende områder i Arktis (for eksempel Snøhvit og Shtockman). Den vanlige måten å få transportert slike uprosesserte brønnfluider i en rørledning til en terminal på land er for tiden å tilsette monoetylenglykol (MEG) ved brønnhodene. Det kreves en stor infrastruktur og kostnader for å kunne injisere og regenerere MEG. Some of the world's largest gas fields have been found in deep water offshore (for example Ormen Lange) or in remote areas in the Arctic (for example Snøhvit and Shtockman). The usual way to transport such unprocessed well fluids in a pipeline to a terminal on land is currently to add monoethylene glycol (MEG) at the wellheads. A large infrastructure and costs are required to be able to inject and regenerate MEG.
For svært lange rørledninger (for eksempel Shtockman), vil prosessering og tørking (vann) av gassfasen kunne være nødvendig forut for transport i undervanns rørledning, for eksempel på en plattform eller et skip. En fullstendig gasstørking, for eksempel med en trietylenglykol (TEG) prosess, vil her kreve signifikant plass og vekt. For very long pipelines (eg Shtockman), processing and drying (water) of the gas phase may be necessary prior to transport in an underwater pipeline, for example on a platform or a ship. A complete gas drying, for example with a triethylene glycol (TEG) process, will here require significant space and weight.
En vanlig måte å løse vannproblemer på, og å minimere hydratproblemene på i industrien, er å bruke glykolinjeksjon/adsorpsjon og regenerering i et lukket glykolsystem. Selv om de er i utstrakt bruk, vil slike systemer være plaget av en rekke tilbakevendende problemer - som i stor grad skyldes dårlig effektivitet i første trinns separator for et brønnfluid. Glykolprosesser vil derfor være avhengige av en slik separasjon for å kunne være i stand til å fjerne flytende hydrokarboner og vann, tørrstoff, korrosjonsinhibitorer, etc. Den oppgaven er formidabel og resulterer i høykostnadsutstyr og høye driftskostnader. A common way to solve water problems, and to minimize hydrate problems in industry, is to use glycol injection/adsorption and regeneration in a closed glycol system. Although in widespread use, such systems will be plagued by a number of recurring problems - largely due to poor efficiency in the first stage separator for a well fluid. Glycol processes will therefore depend on such a separation to be able to remove liquid hydrocarbons and water, solids, corrosion inhibitors, etc. That task is formidable and results in high cost equipment and high operating costs.
Selv om det i dag er mye fokus på gassfelt og unngåelse av deres vannproblemer, dukker mange av de samme problemene også opp i væskerike olje/kondensat-systemer, hvor selv små vannfraksjoner i det totale systemet over tid kan føre til signifikante problemer eller strømblokkader. Vann og dets solidifisering er således et generelt problem for moderne produksjonssystemer for olje og gass. Although today there is a lot of focus on gas fields and avoiding their water problems, many of the same problems also appear in liquid-rich oil/condensate systems, where even small fractions of water in the overall system can lead to significant problems or power blockages over time. Water and its solidification are thus a general problem for modern production systems for oil and gas.
US 6,774,276 blir brukt som en mulig måte for å kunne felle ut hydratpartikler fra vannet i systemet. I US 6,774,276 blir vann gjort transporterbart i rørledningen med hydrokarbonfluidet til land eller til en sentral plattform ved å konvertere vann fra brønnfluidene til hydrat. US 6,774,276 is used as a possible way to be able to precipitate hydrate particles from the water in the system. In US 6,774,276, water is made transportable in the pipeline with the hydrocarbon fluid to land or to a central platform by converting water from the well fluids to hydrate.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN SUMMARY OF THE INVENTION
Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte og et system for å behandle en produksjonsstrøm av gass, hydrokarbonvæske og vann fra et hydro-karbonproduserende felt i et enkelt system og gjør det mulig med videre prosessering og/eller transport av de ønskede produktene gjennom et transportsystem, som innbefatter en eller flere rørledninger. The present invention provides a method and system for treating a production stream of gas, hydrocarbon liquid and water from a hydrocarbon producing field in a single system and enables further processing and/or transport of the desired products through a transport system, which includes one or more pipelines.
I et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av en strøm av fluide hydrokarboner som inneholder vann, hvor strømmen av fluide hydrokarboner innføres i en første separator og separerer i det minste fritt vann fra nevnte strøm av fluide hydrokarboner, hvor en rest av nevnte fluide hydrokarbon-strøm innføres i et system som konverterer fritt/kondensert vann i den fluide hydro-karbonstrømmen i nevnte system til gasshydrater, og som tilveiebringer minst en første fluidstrøm og en andre fluidstrøm, hvor nevnte første fluidstrøm vil være en væskefase som omfatter gasshydrater, nevnte første fluidstrøm resirkuleres inn i den første separatoren, og hvor den andre fluidstrømmen har et innhold av tørr gass og/eller kondensat/olje. In a first aspect, the invention provides a method for treating a stream of fluid hydrocarbons containing water, where the stream of fluid hydrocarbons is introduced into a first separator and separates at least free water from said stream of fluid hydrocarbons, where a residue of said fluid hydrocarbon stream is introduced into a system which converts free/condensed water in the fluid hydrocarbon stream in said system into gas hydrates, and which provides at least a first fluid stream and a second fluid stream, where said first fluid stream will be a liquid phase comprising gas hydrates, said first fluid stream is recycled into the first separator, and where the second fluid stream has a content of dry gas and/or condensate/oil.
Fluidstrømmen vil kunne være en produksjonsstrøm fra minst ett brønnhull. Strømmen av hydrokarbonfluider vil alternativt kunne være en produksjonsstrøm fra et gassfelt, og hvori separering i den første separatoren omfatter å separere fritt vann og flytende kondensatfra nevnte produksjonsstrøm og introdusere en gassfase inn i det konverterende systemet. Den første fluidstrømmen vil kunne inneholde gasshydratpartikler og kondensat/olje. The fluid flow could be a production flow from at least one wellbore. The stream of hydrocarbon fluids could alternatively be a production stream from a gas field, and in which separation in the first separator comprises separating free water and liquid condensate from said production stream and introducing a gas phase into the converting system. The first fluid flow may contain gas hydrate particles and condensate/oil.
I en utførelsesform vil den første separatoren kunne ha en temperatur som er høyere enn en hydratlikevektstemperatur for fluidstrømmen. Gasshydratene vil kunne smeltes i nevnte første resirkulerte fluidstrøm, til fritt vann og/eller til fri gass/kondensat/olje i den første separatoren. Varme vil kunne settes til den første separatoren hvis temperaturen i strømmen av hydrokarbonfluider er for lav. Den resirkulerte første fluidstrømmen vil også kunne brukes som en motstrømsflyt som nedkjøler den resterende hydrokarbonfluidstrømmen fra den første separatoren før den resterende hydrokarbonstrømmen går inn i reaktoren. In one embodiment, the first separator will be able to have a temperature that is higher than a hydrate equilibrium temperature for the fluid stream. The gas hydrates will be able to be melted in said first recycled fluid flow, into free water and/or into free gas/condensate/oil in the first separator. Heat can be added to the first separator if the temperature in the stream of hydrocarbon fluids is too low. The recycled first fluid stream will also be able to be used as a countercurrent flow that cools the remaining hydrocarbon fluid stream from the first separator before the remaining hydrocarbon stream enters the reactor.
En vandig fase av overskuddsvann vil kunne skilles ut fra nevnte første separator, hvori nevnte overskuddsvann blir reinjisert inn i et reservoar, eller blir trykkavlastet, renset for hydrokarboner og sluppet ut til omgivelsene, eller det vil kunne brukes til et hvilket som helst annet passende formål. Kondensat/olje vil også kunne skilles ut fra nevnte første separator, hvori nevnte kondensat/olje vil bli lagret på feltet, transportert i et skip eller en separat rørledning eller blandet med en fluidstrøm som inneholder kondensat/olje fra nevnte konverteringssystem. For et væskedominert system, vil den tørre gassen og/eller det avvannede oljen/kondensatet kunne skilles ut fra nevnte første separator, hvori nevnte tørre gass og/eller avvannede olje/kondensat vil bli videre prosessert eller tilveiebrakt til en rørledning for transport. An aqueous phase of excess water can be separated from said first separator, in which said excess water is reinjected into a reservoir, or is depressurized, cleaned of hydrocarbons and released to the environment, or it can be used for any other suitable purpose . Condensate/oil will also be able to be separated from said first separator, in which said condensate/oil will be stored in the field, transported in a ship or a separate pipeline or mixed with a fluid stream containing condensate/oil from said conversion system. For a liquid-dominated system, the dry gas and/or the dewatered oil/condensate will be able to be separated from said first separator, in which said dry gas and/or dewatered oil/condensate will be further processed or supplied to a pipeline for transport.
Salt vil kunne tilsettes nevnte gjenværende hydrokarbonfluidstrøm og redusere et delvis vanndamptrykk (duggpunkt for vann) over hydrat samt kontrollere veksten av nevnte hydrater. Det tilsatte saltet vil kunne være ett av formasjonsvann fra første separator, havvann eller direkte saltinjeksjon. Et duggpunkt for vann i nevnte andre fluidstrøm vil kunne bli redusert ved bruk av minst én molekylær sil. Salt will be able to be added to said remaining hydrocarbon fluid stream and reduce a partial water vapor pressure (dew point for water) above hydrate as well as control the growth of said hydrates. The added salt could be one of formation water from the first separator, seawater or direct salt injection. A dew point for water in said second fluid stream will be able to be reduced by using at least one molecular sieve.
I en utførelsesform vil konverteringssystemet innebære å blande den gjenværende hydrokarbonfluidstrømmen i en reaktor med partikler av gasshydrater som også vil bli innført til nevnte reaktor, der utløpsstrømmen av hydrokarboner fra reaktoren vil bli nedkjølt i en varmeveksler for å sikre at alt vannet deri, som kan konverteres til hydrater, er i form av gasshydrater. Nevnte strøm vil deretter bli behandlet i en andre separator for å deles inn i den første strømmen og den andre strømmen, og videre separere en tredje strøm fra nevnte første strøm, hvori nevnte tredje strøm vil bli resirkulert til reaktoren for å tilveiebringe partikler av gasshydrater, og hvori den gjenværende delen av den første strømmen vil bli resirkulert inn i den første separatoren. Den flytende fluidfasen i konverteringssystemet vil kunne oppstå fra kondenserte flytende hydrokarboner fra nevnte strøm av hydrokarbonfluider eller et hvilket som helst annen egnet fluid. In one embodiment, the conversion system will involve mixing the remaining hydrocarbon fluid stream in a reactor with particles of gas hydrates that will also be introduced to said reactor, where the outlet stream of hydrocarbons from the reactor will be cooled in a heat exchanger to ensure that all the water therein, which can be converted to hydrates, is in the form of gas hydrates. Said stream will then be processed in a second separator to split into the first stream and the second stream, and further separate a third stream from said first stream, wherein said third stream will be recycled to the reactor to provide particles of gas hydrates, and wherein the remaining portion of the first stream will be recycled into the first separator. The liquid fluid phase in the conversion system could arise from condensed liquid hydrocarbons from said stream of hydrocarbon fluids or any other suitable fluid.
En første konsentrasjon av gasshydrat i nevnte første strøm og en andre konsentrasjon av gasshydrater i nevnte tredje strøm kan reguleres. Videre, den første strømmen kan omfatte en første konsentrasjon av gasshydrater og den tredje strøm kan omfatte en andre konsentrasjon av gasshydrater, hvori nevnte første konsentrasjon er mindre enn den andre konsentrasjonen. Den andre konsentrasjonen av nevnte gasshydrater vil fortrinnsvis være større enn 0,5 vol %. A first concentration of gas hydrate in said first stream and a second concentration of gas hydrates in said third stream can be regulated. Furthermore, the first stream may comprise a first concentration of gas hydrates and the third stream may comprise a second concentration of gas hydrates, wherein said first concentration is less than the second concentration. The second concentration of said gas hydrates will preferably be greater than 0.5% by volume.
En konsentrasjon av salt i nevnte gjenværende hydrokarbonstrøm av nevnte tredje resirkulerte fluidstrøm vil kunne økes og dermed tilveiebringe en reduksjon av partialt vanndampstrykk (duggpunkt for vann) over hydrat i nevnte hydrokarbon-strøm og regulere veksten av nevnte hydrater. Temperaturen i nevnte andre separator kan holdes nært opptil eller litt over en minimumstemperatur i en eksportrør-ledning for nevnte tørre gass og/eller kondensat/olje. A concentration of salt in said remaining hydrocarbon stream of said third recycled fluid stream will be able to be increased and thus provide a reduction of partial water vapor pressure (dew point of water) over hydrate in said hydrocarbon stream and regulate the growth of said hydrates. The temperature in said second separator can be kept close to or slightly above a minimum temperature in an export pipeline for said dry gas and/or condensate/oil.
I et andre aspekt vil oppfinnelsen tilveiebringe et system for behandling av en strøm av fluid hydrokarbonfluid som inneholder vann. Nevnte system innbefatter de følgende elementene, listet opp i strømningsretningen og koblet til hverandre: tilkobling til en produksjonskilde for hydrokarbon, en første separator som er operativ for å separere i det minste fritt vann fra nevnte fluidstrøm, et konverteringssystem for å konvertere fritt/kondensert vann fra gasshydrat, en rørledning for å transportere en tørr gass og kondensat/olje; og i tillegg en ledning som går fra konverteringssystemet til den første separatoren og tilveiebringer en første resirkuleringsstrøm som omfatter gasshydrater. In another aspect, the invention will provide a system for treating a stream of fluid hydrocarbon fluid containing water. Said system includes the following elements, listed in the flow direction and interconnected: connection to a hydrocarbon production source, a first separator operative to separate at least free water from said fluid stream, a conversion system for converting free/condensed water from gas hydrate, a pipeline to transport a dry gas and condensate/oil; and in addition a conduit extending from the conversion system to the first separator and providing a first recycle stream comprising gas hydrates.
En trykkreguleringsventil eller strupeventil (choke) kan tilveiebringes mellom hydrokarbonkilden og den første separatoren, som vil tilveiebringe en senking av fluidstrømmens trykk og temperatur før den går inn i separatoren. A pressure control valve or choke valve may be provided between the hydrocarbon source and the first separator, which will provide a lowering of the pressure and temperature of the fluid stream before it enters the separator.
Den første separatoren kan utstyres med et utløp for et overskudd av vandig fase. Den første separatoren kan tilveiebringes med et utløp for en hydrokarbonvæske av kondensat/olje, hvori nevnte flytende kondensat/olje deretter kan lagres, transporteres, eller blandes med den tørre gassfluidstrømmen i rørledningen. The first separator can be equipped with an outlet for an excess of aqueous phase. The first separator can be provided with an outlet for a hydrocarbon liquid of condensate/oil, in which said liquid condensate/oil can then be stored, transported, or mixed with the dry gas fluid stream in the pipeline.
En første kjøler for å kjøle ned fluidstrømmen før den går inn i konverteringssystemet, kan tilveiebringes. Den første resirkuleringsstrømmen kan være en motstrøms-strømning i nevnte første kjøler. A first cooler to cool the fluid stream before it enters the conversion system may be provided. The first recycling flow can be a countercurrent flow in said first cooler.
Videre, kan en tilsetningsanordning for å tilsette forskjellige kjemikalier til hydro-karbonstrømmen, kunne bli tilveiebrakt. En andre tilsetningsanordning for å tilsette salt til fluidstrømmen for å redusere et partielt vanndampstrykk (duggpunkt for vann) over hydrat, og for å kontrollere hydratpartikkelstørrelse og morfologi vil også kunne bli tilveiebrakt. Saltet vil kunne være ett av formasjonsvann fra den første separatoren, tilstrekkelig rent havvann eller tilveiebrakt fra direkte saltinjeksjon. I det minste kan en molekylsil kunne bli tilveiebrakt i fluidstrømledningen som leder fra konverteringssystemet for å redusere vannets duggpunkt. Furthermore, an addition device for adding various chemicals to the hydrocarbon stream could be provided. A second addition device for adding salt to the fluid stream to reduce a partial water vapor pressure (dew point of water) above hydrate, and to control hydrate particle size and morphology would also be provided. The salt could be one of formation water from the first separator, sufficiently clean seawater or supplied from direct salt injection. At the very least, a molecular sieve could be provided in the fluid flow line leading from the conversion system to reduce the dew point of the water.
I en utførelsesform, kan konverteringssystemet kunne omfatte en reaktor, en kjøler og en andre separator som tilveiebringer den første resirkuleringsstrømmen i ledningen som leder fra konverteringssystemet til den første separatoren. Konverteringssystemet kan videre omfatte en tredje separator i nevnte ledning som separerer nevnte første resirkuleringsstrøm i en andre resirkuleringsstrøm, som fører tilbake til reaktoren, og en resterende del av den første resirkuleringsstrømmen som går til den første separatoren. Konverteringssystemet kan utstyres med en pumpeanordning i nevnte ledning mellom den andre separatoren og den tredje separatoren. Konverteringssystemet kan tilveiebringes med minst én pumpe eller kompressor. Systemet kan plasseres undervann (subsea), på en plattform eller på land. Den første separatoren, andre separatoren og tredje separatoren og pumpen kan plasseres på en plattform eller et skip. Reaktoren og kjøleren kan være en uisolert rørledning på en havbunn. Den flytende fluidfasen i konverteringssystemet kan ha sitt opphav fra kondenserte flytende hydrokarboner fra fluidstrøm eller et hvilket som helst annet fluid som egner seg for prosessen i konverterings systemet. Hydrokarbonproduksjonskilden kan være et gassfelt eller kondensat/oljefelt, og hvor minst en satellittbrønn er direkte koblet til konverteringssystemet. In one embodiment, the conversion system may comprise a reactor, a cooler and a second separator which provides the first recycle stream in the conduit leading from the conversion system to the first separator. The conversion system can further comprise a third separator in said line which separates said first recycling stream into a second recycling stream, which leads back to the reactor, and a remaining part of the first recycling stream which goes to the first separator. The conversion system can be equipped with a pump device in said line between the second separator and the third separator. The conversion system may be provided with at least one pump or compressor. The system can be placed underwater (subsea), on a platform or on land. The first separator, the second separator and the third separator and the pump can be placed on a platform or a ship. The reactor and cooler can be an uninsulated pipeline on a seabed. The liquid fluid phase in the conversion system may originate from condensed liquid hydrocarbons from the fluid stream or any other fluid suitable for the process in the conversion system. The hydrocarbon production source can be a gas field or condensate/oil field, and where at least one satellite well is directly connected to the conversion system.
En mer kompakt og økonomisk prosess for kondensat- og vannuttak fra en gasstrøm i brønnhodet, eller fjerning av vann fra en oljestrøm, kan oppnås ved at den foreliggende oppfinnelsen plasseres ved/i nærheten av brønnhode-/produksjons-plattformen/skipet eller under vann. Varmt brønnhodefluid (gass/kondensat/olje/vann) sendes inn i en første separator hvor fritt vann eller kondensat/olje og fritt vann separeres fra fluidstrømmen. I motsetning til en tradisjonell første separator, for eksempel brukt i en TEG prosess for et gassfelt, vil denne separatoren også inneholde et innløp for fluidstrøm av kondensat/olje og gasshydrater. Temperaturen i separatoren vil være over hydratlikevektstemperatur og dermed sikre smelting av alle innkommende hydrater. Det hydratinneholdende fluidet vil oppnås ved tørking av gassen eller gass-/kondensat-/oljestrømmen fra gitte første separator med et system som for eksempel beskrevet i US 6,774,276 som nevnt over. Mens US 6,774,276 har til hensikt å gjøre vann transporterbart, vil den foreliggende oppfinnelsen fortrinnsvis fjerne vann fra produksjonsstrømmen. Tørr gass fra den foreliggende oppfinnelsen vil fortrinnsvis bli eksportert til en rørledning. Overskuddskondensat/-olje vil bli drenert fra separatoren og eksportert i en rørledning eller avgasset før lagring. Flytende vann fra den gitte separator reinjiseres i et felt eller varmes opp/avgasses og renses før det blir sluppet ut i havet. Alternativt, for et væskedominert system, vil den tørre gassen og den avvannede oljen eller kondensatet kunne fortsette til videre prosessering, eller til rørledningstransport. A more compact and economical process for condensate and water withdrawal from a gas stream in the wellhead, or removal of water from an oil stream, can be achieved by placing the present invention at/near the wellhead/production platform/vessel or underwater. Hot wellhead fluid (gas/condensate/oil/water) is sent into a first separator where free water or condensate/oil and free water are separated from the fluid stream. In contrast to a traditional first separator, for example used in a TEG process for a gas field, this separator will also contain an inlet for fluid flow of condensate/oil and gas hydrates. The temperature in the separator will be above the hydrate equilibrium temperature and thus ensure melting of all incoming hydrates. The hydrate-containing fluid will be obtained by drying the gas or the gas/condensate/oil stream from a given first separator with a system as, for example, described in US 6,774,276 as mentioned above. While US 6,774,276 intends to make water transportable, the present invention will preferably remove water from the production stream. Dry gas from the present invention will preferably be exported to a pipeline. Excess condensate/oil will be drained from the separator and exported in a pipeline or degassed before storage. Liquid water from the given separator is re-injected into a field or heated/degassed and cleaned before being released into the sea. Alternatively, for a liquid-dominated system, the dry gas and the dewatered oil or condensate could continue for further processing, or for pipeline transport.
Den foreliggende oppfinnelsen kan utføres på eller nær et brønnhodetrykk, som kan eliminere behovet for eksportkompressorer på feltet. Behovet for kjemikalier (for eksempel MEG) til eksportrørledningen kan elimineres eller reduseres til for eksempel å kunne håndtere korrosjon. The present invention can be performed at or near a wellhead pressure, which can eliminate the need for export compressors in the field. The need for chemicals (eg MEG) for the export pipeline can be eliminated or reduced to, for example, handle corrosion.
I mange tilfeller vil det være fordelaktig å tilsette forskjellige kjemikalier til hydro-karbonstrømmen. Systemet vil følgelig inneholde en anordning for å tilsette slike kjemikalier i strømmen. In many cases it will be beneficial to add different chemicals to the hydrocarbon stream. The system will therefore contain a device for adding such chemicals to the flow.
I den foreliggende oppfinnelsen kan systemet (5) være et hvilket som helst system som egner seg til formålet, men kan fortrinnsvis kunne bruke US 6,774,276 som en integrert del. Andre systemer for konvertering av fritt vann/kondensert vann til gasshydrater vil alternativt kunne brukes, som for eksempel beskrevet i US patent-søknad 2002/0120172, US patent no. 5,460,728 (eller en av de mange lignende patentsøknadene), WO 2007/095399, WO 2008/056250, eller ved bruk av struping for å kjøle ned strømmen og felle ut hydrater, eller en hvilken som helst annen egnet anordning for å oppnå en strøm av slurry lastet med hydratpartikler. In the present invention, the system (5) can be any system suitable for the purpose, but can preferably use US 6,774,276 as an integral part. Alternatively, other systems for converting free water/condensed water into gas hydrates can be used, as for example described in US patent application 2002/0120172, US patent no. 5,460,728 (or one of the many similar patent applications), WO 2007/095399, WO 2008/056250, or using throttling to cool the stream and precipitate hydrates, or any other suitable means to obtain a stream of slurry loaded with hydrate particles.
Et ytterligere nytt oppfinnerisk aspekt sammenlignet med US 6,774,276 blir introdusert ved den foreliggende oppfinnelsen gjennom effektene fra vannets duggpunkt, som kan finne sted ved eventuell tilstedeværelse av salt i den vandige fasen. I tillegg til å senke vannets duggpunkt (og dermed regulere hydratformasjon) kan andre gunstige effekter av saltinneholdende vann bidra som nyhet for denne oppfinnelsen. Som beskrevet i provisorisk patentsøknad US 61/312,790, vil tilstedeværelse av salt, eller tillegging av salt (eller annen termodynamisk hydrat-hemmende sammensetning, som for eksempel metanol eller glykol) hjelpe til i å regulere hydratdannelsesprosessen ved å holde lokale betingelser nær termodynamisk likevekt. Salt alene vil også hjelpe til med å regulere og begrense stør-relsen på hydratpartikler og hjelper til med å unngå innelukket, ureagert vann som ellers ville ha gitt en deponerings- og agglomereringsrisiko. A further new inventive aspect compared to US 6,774,276 is introduced by the present invention through the effects of the dew point of the water, which may take place in the event of the presence of salt in the aqueous phase. In addition to lowering the water's dew point (and thus regulating hydrate formation), other beneficial effects of salt-containing water can contribute as a novelty to this invention. As described in Provisional Patent Application US 61/312,790, the presence of salt, or the addition of salt (or other thermodynamic hydrate-inhibiting compound, such as methanol or glycol) will assist in regulating the hydrate formation process by keeping local conditions close to thermodynamic equilibrium. Salt alone will also help to regulate and limit the size of hydrate particles and helps to avoid trapped, unreacted water that would otherwise have given rise to a deposition and agglomeration risk.
Sammenlignet med tidligere teknikk i glykolinjeksjons/-adsorpsjons- og regenereringssystemer, vil den foreliggende oppfinnelsen forenkle problemet betydelig ved å tillate en enklere utforming for førstetrinns separator, ettersom nedstrømssystemet her er mye mindre sensitivt for innholdet i produksjons-strømmen. Førstetrinns separator vil her bare ha behov for å fjerne hoveddelen av fritt, kondensert vann og virke som en varmebeholder for genererte gasshydrater, uten noe behov for forkjøling for å fremme kondensering. Compared to the prior art in glycol injection/adsorption and regeneration systems, the present invention will greatly simplify the problem by allowing a simpler design for the first stage separator, as the downstream system here is much less sensitive to the content of the production stream. The first-stage separator will here only need to remove the main part of free, condensed water and act as a heat container for generated gas hydrates, without any need for pre-cooling to promote condensation.
Vannkondensering er i den foreliggende oppfinnelsen fremmet oppå gasshydrater i senere stadier av prosessen, med mye høyere vannfjerningseffektivitet enn de fleste førstetrinns separatorer. I systemer med saltvann, vil den foreliggende oppfinnelsen også oppnå en ytterligere mengde av beskyttelse ved senking av vannets duggpunkt godt under driftstemperaturene, ettersom vann fremmes ved tilstedeværelse av salte løsninger. Denne forenklingen betyr også at den foreliggende oppfinnelsen vil være en energetisk gunstig teknologi sammenlignet med glykolsystemer, både for onshore- og offshoreapplikasjoner. In the present invention, water condensation is promoted on top of gas hydrates in later stages of the process, with much higher water removal efficiency than most first-stage separators. In saltwater systems, the present invention will also achieve an additional amount of protection by lowering the dew point of the water well below operating temperatures, as water is promoted in the presence of saline solutions. This simplification also means that the present invention will be an energetically favorable technology compared to glycol systems, both for onshore and offshore applications.
Evnen til å la produksjonsstrømmen flyte under høyt trykk gjennom hele systemet i den foreliggende oppfinnelsen betyr også at energi vil bli spart sammenlignet med de av og til store rekompresjonsbehov i tradisjonell teknologi. I tillegg vil vektbe-sparing på offshore-fasiliteter (gjennom for eksempel fjerning av et glykolregenere-ringssystem) være viktig, og kan gjøres mulig med den foreliggende oppfinnelsen. The ability to allow the production stream to flow under high pressure throughout the system of the present invention also means that energy will be saved compared to the sometimes large recompression requirements of traditional technology. In addition, weight savings on offshore facilities (through, for example, the removal of a glycol regeneration system) will be important, and can be made possible with the present invention.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGER BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Eksempelvise utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de følgende tegninger, hvor: Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et behandlings- og transporteringssystem for produserte hydrokarboner som inneholder vann ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, og Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av en enda ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av salteffekter på hydratformasjon i et system ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Exemplary embodiments of the invention will now be described with reference to the following drawings, where: Figure 1 is a schematic illustration of a treatment and transport system for produced hydrocarbons containing water according to an embodiment of the invention. Figure 2 is a schematic illustration of a further embodiment of the invention, and Figure 3 is a schematic illustration of an even further embodiment of the invention. Figure 4 is a schematic illustration of salt effects on hydrate formation in a system according to the present invention.
DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION
De samme henvisningstallene er brukt for lignende eller tilsvarende trekk i alle tegningene. The same reference numbers are used for similar or corresponding features in all the drawings.
Det vil nå bli gjort henvisning til Figur 1. En produksjonsfluidstrøm av hydrokarboner og vann (1) introduseres i en første separator (3) sammen med en fluid-strøm (7) som inneholder gasshydrat og kondensat/olje. I separator (3) vil temperaturen være tilstrekkelig høy (20 °C eller høyere) til å kunne smelte alle innkommende hydrater til fritt vann. I separator (3) vil mesteparten av det frie vannet (mer enn 99 %) bli separert fra produksjonsstrømmen (1). Samtidig vil hydrater i fluidstrømmen (7) bli smeltet til fritt vann og gass/kondensat/olje i separator (3). Det resterende av produksjonsstrømmen (1) og fluidstrømmen (7), som er gass/kondensat/olje, vil bli tatt ut (4) av separator (3) og introdusert i et system (5). Kondensat/olje vil også kunne bli tatt ut (8) fra separator (3) og lagret på feltet, transportert i et skip eller en separat rørledning, eller blandet med en fluid- Reference will now be made to Figure 1. A production fluid stream of hydrocarbons and water (1) is introduced into a first separator (3) together with a fluid stream (7) containing gas hydrate and condensate/oil. In separator (3), the temperature will be sufficiently high (20 °C or higher) to be able to melt all incoming hydrates into free water. In separator (3), most of the free water (more than 99%) will be separated from the production stream (1). At the same time, hydrates in the fluid flow (7) will be melted into free water and gas/condensate/oil in separator (3). The remainder of the production stream (1) and the fluid stream (7), which is gas/condensate/oil, will be taken out (4) by the separator (3) and introduced into a system (5). Condensate/oil will also be able to be taken out (8) from separator (3) and stored in the field, transported in a ship or a separate pipeline, or mixed with a fluid
strøm (18) som inneholder kondensat/olje fra system (5). Separator (3) vil kunne være en hvilken som helst type separator. stream (18) containing condensate/oil from system (5). Separator (3) could be any type of separator.
I system (5), som vil kunne være et hvilket som helst system egnet til formålet, vil fluidstrømmen (4) bli kjølt ned for å konvertere alt av fritt eller kondensert vann fra fluidstrøm (4) til gasshydrater. Den resulterende fluidstrømmen i system (5) vil da, etter behandling, bli delt opp i en hovedsaklig tørr gass (6) (med et duggpunkt for vann som er under omgivelsesbetingelser), en kondensat-/oljefase (18) In system (5), which will be any system suitable for the purpose, the fluid flow (4) will be cooled down to convert all free or condensed water from fluid flow (4) into gas hydrates. The resulting fluid stream in system (5) will then, after treatment, be split into a mainly dry gas (6) (with a water dew point that is under ambient conditions), a condensate/oil phase (18)
(kondensat-/oljefelt), og flytende slamfase (7) bestående av hydrokarbonvæske og gasshydrater. Fluidstrømmer (6) og (18) vil kunne kombineres til en enkel fluidstrøm. (condensate/oil field), and liquid mud phase (7) consisting of hydrocarbon liquid and gas hydrates. Fluid flows (6) and (18) will be able to be combined into a single fluid flow.
Nevnte strøm (1) av hydrokarbonfluider (gass/kondensat/olje), vil normalt komme fra en eller flere borehullsbrønner og vil være relativt varme og vil være under trykk. Det vil noen ganger kunne være fordelaktig å oppnå lavere trykk og temperatur i fluidstrøm (1) ved å sende fluidstrømmen gjennom en struping (2) før fluidstrømmen føres inn i separator (3). Struping (2) vil kunne være en hvilken som helst type struping. Said stream (1) of hydrocarbon fluids (gas/condensate/oil) will normally come from one or more borehole wells and will be relatively hot and will be under pressure. It can sometimes be advantageous to achieve a lower pressure and temperature in fluid flow (1) by sending the fluid flow through a throttle (2) before the fluid flow is fed into separator (3). Throat (2) could be any type of throat.
Strøm (9) som er separert ut fra den første separatoren (3), bestående av hovedsaklig vann fra produksjonsstrøm (1) og fra smeltede hydrater i den flytende slamfasen (7), vil kunne bli reinjisert inn i et reservoar, den vil kunne bli trykkavlastet, renset for hydrokarboner og sluppet ut til omgivelsene, eller den vil kunne bli brukt til et hvilket som helst annet egnet formål. Stream (9) which is separated from the first separator (3), consisting mainly of water from production stream (1) and from molten hydrates in the liquid sludge phase (7), will be able to be reinjected into a reservoir, it will be able to be depressurized, cleaned of hydrocarbons and released to the environment, or it could be used for any other suitable purpose.
I noen utførelsesformer vil saltvann med fordel kunne legges til et system (5) for å forbedre vannets duggpunktsreduksjon i den tørre gassen (6) separert ut fra system (5). Effekten av saltvann vil senere bli forklart i detalj. In some embodiments, salt water can advantageously be added to a system (5) to improve the water's dew point reduction in the dry gas (6) separated from system (5). The effect of salt water will be explained in detail later.
Med henvisning til Figur 2, vil en produksjonsstrøm (1) fra et gassfelt, i denne ut-førelsesformen, komme inn i en første separator (3). Den første separatoren har en temperatur som er over hydratlikevektstemperaturen for fluidstrømmen. En andre fluidstrøm (7), som inneholder gasshydratpartikler og kondensat vil også bli introdusert i separator (3). I den første separatoren (3) vil flytende kondensat og fritt vann bli separert fra produksjonsstrømmen (1). Samtidig vil hydrater i den andre fluidstrømmen (7) bli smeltet til fritt vann og gass i den første separato- With reference to Figure 2, a production stream (1) from a gas field will, in this embodiment, enter a first separator (3). The first separator has a temperature that is above the hydrate equilibrium temperature of the fluid stream. A second fluid stream (7), containing gas hydrate particles and condensate will also be introduced into separator (3). In the first separator (3), liquid condensate and free water will be separated from the production stream (1). At the same time, hydrates in the second fluid stream (7) will be melted into free water and gas in the first separate
ren (3). Det gjenværende av produksjonsstrømmen, som er en gassfase, vil bli tatt ut (4) og ført inn i system (5). I system (5), vil alt av fritt vann i gassfasestrøm-men (4) eller kondensert vann i system (5) bli konvertert til gasshydrat før det returneres til separator (3) som den andre fluidstrømmen (7). Eventuelt kondensat i gassfasestrømmen (4) eller kondensat som blir kondensert i system (5) vil også returneres til separator (3) med den andre fluidstrømmen (7). Kondensat i separator (3) vil bli tatt ut (8) og lagret på feltet, transportert i skip eller en separert rør-ledning, eller blandet med en fluidstrøm (6) som inneholder tørr gass fra system (5). Vann i separator (3) vil bli tatt ut gjennom et utløp (9) og enten bli prosessert eller reinjisert i et reservoar. clean (3). The remainder of the production stream, which is a gas phase, will be taken out (4) and fed into system (5). In system (5), all free water in gas phase stream (4) or condensed water in system (5) will be converted to gas hydrate before being returned to separator (3) as the second fluid stream (7). Any condensate in the gas phase flow (4) or condensate that is condensed in system (5) will also be returned to the separator (3) with the other fluid flow (7). Condensate in separator (3) will be withdrawn (8) and stored in the field, transported in ships or a separated pipeline, or mixed with a fluid stream (6) containing dry gas from system (5). Water in separator (3) will be withdrawn through an outlet (9) and either processed or reinjected into a reservoir.
I system (5), som vil kunne være et hvilket som helst system egnet til formålet, vil gassfasefluidstrøm (4) bli nedkjølt for å kunne konvertere alt av fritt eller kondensert vann fra gassfasefluidstrøm (4) til et gasshydrat. Damp av hydrokarboner i (4) vil også kunne kondenseres til væske i denne prosessen. Den resulterende fluid-strømmen i system (5) vil da, etter behandling, bli separert i system (5) til en hovedsaklig tørr gass (6) (med et duggpunkt for vann som er under omgivelsesbetingelser), og en flytende slamfase (7) bestående av hydrokarbonvæske og gasshydrater. I gjennomsnitt vil like mengder (bortsett fra den gjenværende dampen i (6)) vann (i form av hydrater og vann) og kondensat som er tilsatt system (5) i fluidstrøm (4) blir returnert fra system (5) til separator (3) av den andre fluidstrømmen (7) (flytende slamfase). I separator (3) vil hydratene bli smeltet til flytende vann og fri gass av temperaturnivået. In system (5), which can be any system suitable for the purpose, gas phase fluid flow (4) will be cooled in order to convert all free or condensed water from gas phase fluid flow (4) into a gas hydrate. Vapors of hydrocarbons in (4) can also be condensed into liquid in this process. The resulting fluid flow in system (5) will then, after treatment, be separated in system (5) into a mainly dry gas (6) (with a dew point for water that is under ambient conditions), and a liquid sludge phase (7) consisting of hydrocarbon liquid and gas hydrates. On average, equal amounts (apart from the remaining steam in (6)) of water (in the form of hydrates and water) and condensate added to system (5) in fluid stream (4) will be returned from system (5) to separator (3) ) of the second fluid flow (7) (liquid sludge phase). In separator (3), the hydrates will be melted into liquid water and free gas by the temperature level.
Produksjonsstrømmen (1) vil generelt komme fra en eller flere borehullsbrønner, og vil være relativt varme og vil være under trykk. Det vil være fordelaktig å kunne oppnå et lavere trykk og samtidig kjøle noe ned produksjonsstrømmen, ved å la den strømme gjennom en ekspansjonsventil (2) før den føres inn i separator (3). The production stream (1) will generally come from one or more borehole wells, and will be relatively hot and will be under pressure. It would be advantageous to be able to achieve a lower pressure and at the same time cool down the production flow somewhat, by allowing it to flow through an expansion valve (2) before it is fed into the separator (3).
Strøm (9) som er separert fra den første separatoren (3), som består hovedsaklig av vann fra produksjonsstrøm (1) og fra smeltede hydrater i den flytende slamfasen (7), vil kunne bli reinjisert i et reservoar, den vil kunne bli trykkavlastet, renset for hydrokarboner og sluppet ut til omgivelsene, eller den vil kunne brukes til et hvilket som helst annet egnet formål. Stream (9) that is separated from the first separator (3), which consists mainly of water from production stream (1) and from molten hydrates in the liquid sludge phase (7), will be able to be reinjected into a reservoir, it will be able to be depressurized , cleaned of hydrocarbons and released to the environment, or it will be able to be used for any other suitable purpose.
I noen utførelsesformer, vil saltvann med fordel kunne tilsettes system (5) for å forbedre reduksjonen av vannets duggpunkt i den tørre gassen (6) separert ut fra system (5). Effekten av saltvann vil bli forklart senere. In some embodiments, salt water can advantageously be added to system (5) to improve the reduction of the water dew point in the dry gas (6) separated from system (5). The effect of salt water will be explained later.
Det vil nå bli gjort henvisning til Figur 3. I denne utførelsesformen, vil en fluidstrøm av hydrokarboner og vann (1) bli innført i en første separator (3) sammen med en fluidstrøm (7) som inneholder gasshydrat og kondensat. I separator (3) vil temperaturen være tilstrekkelig høy til å smelte alle innkommende hydrater til fritt vann. Hvis temperaturen fra fluidstrøm (1) er for lav for dette formålet, vil varme kunne tilføres separator (3) med en hvilken som helst gitt anordning. Separator (3) vil kunne være en hvilken som helst type separator. Reference will now be made to Figure 3. In this embodiment, a fluid stream of hydrocarbons and water (1) will be introduced into a first separator (3) together with a fluid stream (7) containing gas hydrate and condensate. In separator (3), the temperature will be sufficiently high to melt all incoming hydrates into free water. If the temperature from fluid flow (1) is too low for this purpose, heat can be supplied to separator (3) by any given device. Separator (3) could be any type of separator.
Nevnte strøm (1) av hydrokarbonfluider vil normalt komme fra en eller flere bore-hullsbrønner, og vil være relativt varm og vil være under trykk. Det vil noen ganger kunne være fordelaktig å oppnå et lavere trykk og temperatur i fluidstrøm (1) ved å sende fluidstrømmen gjennom en struping (2) før fluidstrømmen føres inn i separator (3). Struping (2) vil kunne være en hvilken som helst type struping. Gassfasen (4), fra separator (3), vil normalt inneholde damp av hydrokarboner og vanndamp. Gassfasen (4) blir ført inn i system (5), som i utførelsesformen i Figur 3 blir illustrert ved bruk av reaktorsystem med tilbakeføringssløyfe (10, 11, 12,13, 14, 16) som beskrevet i US 6,774,276, og som herved er innbefattet ved refe-ranse i sin helhet. I Figur 3, blir gassfasefluidstrøm (4) ført inn i reaktor (10), hvor den blandes med kaldt (temperatur som er under gasshydratets smeltetemperatur) fluid (16) fra separator (15). Nevnte kalde fluid (16) fra separatoren (15) inneholder partikler av tørr hydrat. Said stream (1) of hydrocarbon fluids will normally come from one or more borehole wells, and will be relatively hot and will be under pressure. It can sometimes be advantageous to achieve a lower pressure and temperature in fluid flow (1) by sending the fluid flow through a throttle (2) before the fluid flow is fed into separator (3). Throat (2) could be any type of throat. The gas phase (4), from separator (3), will normally contain steam of hydrocarbons and water vapour. The gas phase (4) is fed into system (5), which in the embodiment in Figure 3 is illustrated using a reactor system with return loop (10, 11, 12,13, 14, 16) as described in US 6,774,276, and which is hereby incorporated by reference in its entirety. In Figure 3, gas phase fluid flow (4) is fed into reactor (10), where it is mixed with cold (temperature below the gas hydrate's melting temperature) fluid (16) from separator (15). Said cold fluid (16) from the separator (15) contains particles of dry hydrate.
Vanndamp og tyngre hydrokarbonkomponenter som er til stede i gassfasen (4), vil kondensere ved kjøling i reaktor (10). Som beskrevet i US 6,774,276, vil dette vannet fukte hydrat (16) fra separatoren (15) i reaktoren (10) og i kjøleren (11). I reaktoren (10) og kjøleren (11) vil vannet som fukter hydratet bli konvertert til hydrat. Nytt hydrat som blir dannet vil tilsvarende vokse på hydratpartiklene fra separatoren (15) og vil dessuten danne nye hydratpartikler når store hydratpartikler bryter opp. Nye hydratkjerner vil også kunne bli dannet andre steder i reaktoren (10) og kjøleren (11). Water vapor and heavier hydrocarbon components that are present in the gas phase (4) will condense during cooling in the reactor (10). As described in US 6,774,276, this water will wet hydrate (16) from the separator (15) in the reactor (10) and in the cooler (11). In the reactor (10) and the cooler (11), the water that moistens the hydrate will be converted to hydrate. New hydrate that is formed will similarly grow on the hydrate particles from the separator (15) and will also form new hydrate particles when large hydrate particles break up. New hydrate nuclei will also be able to form elsewhere in the reactor (10) and the cooler (11).
Fluidstrøm (4) vil kunne bli blandet med slam av væske og gasshydratpartik- Fluid flow (4) will be able to be mixed with sludge of liquid and gas hydrate particles
ler (16) på forskjellige måter i reaktor (10), som vil innbefatte at det bobles gjennom en væskeslamkolonne, eller ved en hvilken som helst annen egnet mekanisk eller annen blandingsanordning. clay (16) in various ways in reactor (10), which will include bubbling through a liquid slurry column, or by any other suitable mechanical or other mixing device.
Underkjøling (den faktiske temperaturen vil da være lavere enn hydratlikevektstemperaturen) for fluidet (normalt under 20°C) vil være nødvendig for å kunne danne hydrater. Underkjølingen for hydratdannelse i reaktoren (10) vil kunne oppnås ved tilsetting av kaldt fluid fra separatoren (15) og fra kjøleren (11). Subcooling (the actual temperature will then be lower than the hydrate equilibrium temperature) for the fluid (normally below 20°C) will be necessary to be able to form hydrates. The subcooling for hydrate formation in the reactor (10) can be achieved by adding cold fluid from the separator (15) and from the cooler (11).
På havbunnen eller under arktiske betingelser eller i andre kalde miljøer, vil nevnte reaktor (10) og nevnte kjøler (11) kunne være et uisolert rør. Kjøleren (11) vil også kunne være en hvilken som helst type kjøler som til og med vil kunne være en integrert del av reaktoren (10). On the seabed or under arctic conditions or in other cold environments, said reactor (10) and said cooler (11) could be an uninsulated pipe. The cooler (11) could also be any type of cooler which could even be an integral part of the reactor (10).
I separatoren (12) vil tørr gass bli separert ut fra den resulterende fluidstrømmen fra reaktor/kjøler (10), (11), og bli ført ut til ytterligere prosessering og/eller transport gjennom for eksempel en rørledning (6) for eksport til en sentral plattform eller til land. Temperaturen i separator (6) vil kunne tillates å nærme seg eller være litt over (vanligvis 0,5 til 5°C avhengig av det totale trykket) minimums-temperaturen (vanligvis -2 til 4°C) i eksportrørledningen (6), slik det fra litteraturen er kjent at vanndampens partialtrykk over hydrat vil være mindre enn over vann/is. Separator (12) vil kunne være en hvilken som helst type separator. In the separator (12), dry gas will be separated from the resulting fluid flow from the reactor/cooler (10), (11), and will be taken out for further processing and/or transport through, for example, a pipeline (6) for export to a central platform or to shore. The temperature in the separator (6) may be allowed to approach or be slightly above (typically 0.5 to 5°C depending on the total pressure) the minimum temperature (typically -2 to 4°C) in the export pipeline (6), as it is known from the literature that the partial pressure of water vapor over hydrate will be less than over water/ice. Separator (12) could be any type of separator.
Resterende fluid fra separator (12) vil bli resirkulert gjennom en ledning (13) ved pumpeanordninger (14) til en separator (15). Pumpen (15) vil kunne være en hvilken som helst type pumpe som er i stand til å håndtere hydratpartiklene. Pumpen vil også kunne bli plassert før separator (12). En eller flere pumper eller kompressorer vil kunne bli plassert andre steder i systemet (3) til (17). Remaining fluid from separator (12) will be recycled through a line (13) by pump devices (14) to a separator (15). The pump (15) could be any type of pump capable of handling the hydrate particles. The pump can also be placed before the separator (12). One or more pumps or compressors will be able to be placed elsewhere in the system (3) to (17).
I separator (15) vil overskudd av hydrater og hydrokarbonkondensat, som ikke behøver å blandes med (4), bli separert fra fluidfasen og ført inn gjennom rørledning (7) (som en flytende slamfase) til separator (3). En ytterligere pumpe vil kunne bli innbefattet i ledningen (7). Restmengder av den totale mengden av hydratpartikler og resterende fluid fra separatoren (15) vil bli resirkulert gjennom en ledning (16) til reaktoren (10). En ytterligere kjøler vil kunne bli innbefattet i ledningen (16). Overskudd av hydrokarbonfluider vil også kunne bli ført fra separator (15) til rørledning (6) gjennom en ledning (17). Separator (15) vil kunne være en hvilken som helst type separator og vil kunne innbefatte eventuelle anordninger for å konsentrere hydratpartikler fra fluidstrøm (13) til den flytende slamfasen i fluidstrøm (7). Separatorer (12) og (15) vil kunne bli kombinert i én separator. In separator (15), excess hydrates and hydrocarbon condensate, which do not need to be mixed with (4), will be separated from the fluid phase and introduced through pipeline (7) (as a liquid sludge phase) to separator (3). A further pump could be included in the line (7). Residual amounts of the total amount of hydrate particles and residual fluid from the separator (15) will be recycled through a line (16) to the reactor (10). A further cooler could be included in the line (16). Surplus hydrocarbon fluids will also be able to be led from separator (15) to pipeline (6) through a line (17). Separator (15) could be any type of separator and could include any devices for concentrating hydrate particles from fluid flow (13) to the liquid sludge phase in fluid flow (7). Separators (12) and (15) will be able to be combined in one separator.
Den tredje separatoren (15), med strømmene (7) og (16) som avløp, vil kunne bli bygget på en måte som vil tillate at den største delen (vanligvis over 80 vol %) av strømmen (13) vil gå inn i ledning (16). Konsentrasjonen av hydratpartikler i strømmene (7) og (16) vil kunne være tilsvarende, eller vil med hensikt kunne bli laget forskjellige med forskjellige separatorutforminger, avhengig av det systemet som blir behandlet. Separatoren (15) vil også kunne innbefatte et utløp (17) for hydrokarbonvæske. Hydrokarbonvæsken (17) vil også kunne inneholde et overskudd av gasshydratpartikler som vil kunne blandes med den tørre gasstrømmen (6) for transport. The third separator (15), with the streams (7) and (16) as drains, will be able to be built in a way that will allow the largest part (usually over 80 vol%) of the stream (13) to enter the line (16). The concentration of hydrate particles in the streams (7) and (16) could be similar, or could be deliberately made different with different separator designs, depending on the system being treated. The separator (15) will also be able to include an outlet (17) for hydrocarbon liquid. The hydrocarbon liquid (17) will also be able to contain an excess of gas hydrate particles which will be able to be mixed with the dry gas stream (6) for transport.
I separator (3) vil eventuelle hydratpartikler fra fluidstrømmen (7) fra separator (15) bli smeltet til vann og gasskomponenter når temperaturen i separatoren kommer over hydratlikevektstemperatur (normalt over 20°C). Smelteprosessen av hydrater vil redusere temperaturen på fluidet fra fluidstrøm (1). In separator (3), any hydrate particles from the fluid flow (7) from separator (15) will be melted into water and gas components when the temperature in the separator rises above the hydrate equilibrium temperature (normally above 20°C). The melting process of hydrates will reduce the temperature of the fluid from fluid flow (1).
Vann fra separator (3) vil bli ført til ledning (9) hvor det vil kunne bli injisert inn i et reservoar, eller bli trykkavlastet, renset og sluppet ut til omgivelsene. Water from separator (3) will be led to line (9) where it will be able to be injected into a reservoir, or be depressurized, cleaned and released to the environment.
Flytende hydrokarbonfluid fra separator (3) vil også kunne bli tatt ut og ført til en ledning (8) hvor det vil kunne bli trykkavlastet og lagret eller kjølt ned og ført til rørledning (6). Liquid hydrocarbon fluid from separator (3) will also be able to be taken out and led to a line (8) where it will be depressurized and stored or cooled down and led to pipeline (6).
Den flytende fluidfasen i sløyfen fra reaktor (10) til ledning (16) vil kunne oppstå fra kondenserte flytende hydrokarboner fra fluidstrøm (1) eller eventuell annet fluid som egner seg for prosessen. The liquid fluid phase in the loop from reactor (10) to line (16) could arise from condensed liquid hydrocarbons from fluid stream (1) or any other fluid that is suitable for the process.
Saltvann vil kunne tilsettes den nevnte sløyfen ((10) til (16)) for å ytterligere redusere partialtrykket for vanndamp (duggpunkt for vann) over hydrat i den andre separatoren (12). Effekten av å ha hydrater dannet fra vannfasen og dermed øke konsentrasjonen av salt i det flytende hydrokarbonfluidet, vil være å forbedre effekten som senker vannets duggpunkt. Senking av duggpunktet vil gjøre det vanskeligere å felle ut hydrat i nedstrømsplasseringer, og således skape en bedre beskyttelse mot lavere temperaturer og mulig vannkondensering andre steder i systemet. Salttilsettingene vil også med fordel kunne bidra i regulering av partik-kelstørrelse (liten) og overflateareal (stort). Salt (eller andre termodynamiske inhibitorer) i systemet vil ha spesifikke effekter som vil kunne reguleres for å oppnå visse resultater, slik som beskrevet nedenfor. Salt water could be added to the aforementioned loop ((10) to (16)) to further reduce the partial pressure of water vapor (dew point of water) over hydrate in the second separator (12). The effect of having hydrates formed from the water phase and thereby increasing the concentration of salt in the liquid hydrocarbon fluid will be to improve the effect that lowers the water's dew point. Lowering the dew point will make it more difficult to precipitate hydrate in downstream locations, thus creating better protection against lower temperatures and possible water condensation elsewhere in the system. The salt additions will also be able to contribute to the regulation of particle size (small) and surface area (large). Salt (or other thermodynamic inhibitors) in the system will have specific effects that can be regulated to achieve certain results, as described below.
Salt eller saltvann vil kunne tilsettes systemer uten salt, eller med saltkonsentra-sjoner på under 3 vol % i strømmen av hydrokarbonfluider, for å kunne regulere mengden av hydrater som blir dannet (gjennom termodynamisk inhibering), og dessuten for å sikre at prosessen av krystallvekst alltid finner sted på eller i nærheten av hydratlikevekten (hver partikkel vil være i lokal likevekt med dens umid-delbare omgivelser). Dette sikrer at det vil være en buffer mot plutselige forand-ringer (for eksempel når et vannstøt eller lignende kommer inn i systemet). Det som også oppnås er at eventuell videre vekst også vil være på eller i nærheten av likevekt, og dermed sikre at vekstforløpet vil være i form av vanlige faste krystaller fremfor dendritter eller andre krystallformer som vil kunne innelukke vann og/eller være utsatt for mekanisk opphopning på grunn av vekstformen. Når hydrater dannes i saltvann, vil salt bli ekskludert fra krystallene og saltholdigheten i vannet vil øke som følge av krystallveksten. Vekstprosessen vil stoppe når saltholdigheten når en konsentrasjon som er tilstrekkelig for termodynamisk inhibering av hydratene. Dette nivået vil variere med det faktiske trykket og temperaturbetingel-sene, men vil være velkjent og vil kunne regnes ut i hvert tilfelle. Således vil en høyere saltholdighet i vannet fra starten av krystallvekstprosessen (innledende saltholdighet) bety at veksten vil stoppe på et tidligere stadium, og med mindre hydratpartikler enn i tilfeller der den innledende saltholdigheten er sammenlignet lavere, mens andre betingelser er like. Hydratpartikkelstørrelser vil således kunne reguleres på en lignende måte, ved å tilpasse saltnivået. Mer salt vil resultere i mindre partikler, mens mindre salt vil føre til større partikler. Fortrinnsvis vil 5 til 10 vektprosent av salt eller saltvann bli tilsatt i systemer uten salt for å oppnå effektene nevnt ovenfor. Salt or salt water can be added to systems without salt, or with salt concentrations of less than 3 vol% in the flow of hydrocarbon fluids, in order to be able to regulate the amount of hydrates that are formed (through thermodynamic inhibition), and also to ensure that the process of crystal growth always takes place at or near the hydrate equilibrium (each particle will be in local equilibrium with its immediate surroundings). This ensures that there will be a buffer against sudden changes (for example when a water surge or similar enters the system). What is also achieved is that any further growth will also be at or close to equilibrium, thus ensuring that the growth process will be in the form of ordinary solid crystals rather than dendrites or other crystal forms that will be able to contain water and/or be exposed to mechanical accumulation due to the growth form. When hydrates form in salt water, salt will be excluded from the crystals and the salinity of the water will increase as a result of the crystal growth. The growth process will stop when the salinity reaches a concentration sufficient for thermodynamic inhibition of the hydrates. This level will vary with the actual pressure and temperature conditions, but will be well known and will be able to be calculated in each case. Thus, a higher salinity in the water from the start of the crystal growth process (initial salinity) will mean that growth will stop at an earlier stage, and with smaller hydrate particles than in cases where the initial salinity is comparatively lower, other conditions being equal. Hydrate particle sizes will thus be able to be regulated in a similar way, by adjusting the salt level. More salt will result in smaller particles, while less salt will result in larger particles. Preferably, 5 to 10 percent by weight of salt or salt water will be added in systems without salt to achieve the effects mentioned above.
Hydratslam i ledning (7) vil kunne være motstrøms i en kjøler til fluidstrøm i ledning (4) for å kjøle ned fluid i ledning (4) før det går inn i reaktor (10) og smelter hydrater i ledning (7) før det går inn i separator (3). Hydrate sludge in line (7) could be countercurrent in a cooler to fluid flow in line (4) to cool down fluid in line (4) before it enters reactor (10) and melt hydrates in line (7) before it goes into separator (3).
Oppfinnelsen vil kunne bli plassert undervann, på en plattform eller på land. En del av oppfinnelsen, for eksempel separatorer (3) og deler av system (5) (Figur 3), for eksempel (12) og (15) og pumpe (14) i Figur 3, vil kunne bli plassert offshore på for eksempel en plattform/skip, mens reaktor (10) og kjøler (11) i Figur 3 for eksempel vil kunne være en uisolert rørledning på havbunnen. The invention will be able to be placed underwater, on a platform or on land. A part of the invention, for example separators (3) and parts of system (5) (Figure 3), for example (12) and (15) and pump (14) in Figure 3, will be able to be placed offshore on, for example, a platform/ship, while reactor (10) and cooler (11) in Figure 3, for example, could be an uninsulated pipeline on the seabed.
Oppfinnelsen vil kunne anvendes på en hydrokarbonfluidstrøm (1) med et hvilket som helst trykk som er i stand til å danne gasshydrater. The invention will be able to be applied to a hydrocarbon fluid flow (1) with any pressure that is capable of forming gas hydrates.
Duggpunkt for vann i fluidstrøm (6) vil etter separator (12) ytterligere kunne bli redusert av en hvilken som helst egnet anordning som er kjent i teknikken, for eksempel av molekylsiler, hvis det skulle være ønskelig eller nødvendig. After separator (12), the dew point of water in fluid flow (6) can be further reduced by any suitable device known in the art, for example by molecular sieves, if it should be desired or necessary.
I for eksempel et gass-/kondensatfelt, vil satellittbrønner kunne bli koblet til (10) eller (11) uten noen tidligere behandling, kun begrenset av hydratsmeltings-kapasiteten i separator (3). In, for example, a gas/condensate field, satellite wells will be able to be connected to (10) or (11) without any previous treatment, only limited by the hydrate melting capacity in separator (3).
Saltets virkninger The effects of salt
Figur 4 viser en konseptuell betraktning av et system der vannet har en viss konsentrasjon av salt eller en annen termodynamisk inhibitor. Figure 4 shows a conceptual consideration of a system where the water has a certain concentration of salt or another thermodynamic inhibitor.
I Figur 4 (a) ser vi situasjonen umiddelbart etter blanding av en kald strøm med hydratpartikler og en varm strøm med fritt vann. Hydratoverflaten (skyggelagt areal) har allerede et lag av vann med en saltkonsentrasjon påCi, på grunn av det faktum at salt blir ekskludert fra en voksende hydratkrystallstruktur, og derfor vil øke i konsentrasjon under vannfasen helt til termodynamisk inhibering har blitt oppnådd ved den virkelige temperaturen og trykket for partikkelen. SaltkonsentrasjonenCipå den resirkulerte partikkelen vil således være høyere enn konsentrasjonenC2i det innkommende produserte vannet. Hydrofile prosesser vil sikre at det produserte vannet legger seg rundt de våte partiklene og vi vil i en kort periode ha en tolags saltkonsentrasjon og en partikkel på den lave resirkuleringstempera-turen T4, høyere bulk blandingstemperaturen Ti og systemtrykket Pi. Av generali-tetshensyn vil vi anta at Ti vil være over likevektssmeltetemperaturen for hydrat ved saltinnholdetC2. Den delen av Figur 4 (a) som er lengst til høyre indikerer likevektslinjene som tilsvarer de forskjellige saltkonsentrasjonene. In Figure 4 (a) we see the situation immediately after mixing a cold stream with hydrate particles and a warm stream with free water. The hydrate surface (shaded area) already has a layer of water with a salt concentration of Ci, due to the fact that salt is excluded from a growing hydrate crystal structure, and therefore will increase in concentration under the water phase until thermodynamic inhibition has been achieved at the real temperature and the pressure for the particle. The salt concentration Ci on the recycled particle will thus be higher than the concentration C2 in the incoming produced water. Hydrophilic processes will ensure that the produced water settles around the wet particles and we will for a short period have a two-layer salt concentration and a particle at the low recycling temperature T4, higher bulk mixture temperature Ti and system pressure Pi. For reasons of generality, we will assume that Ti will be above the equilibrium melting temperature for hydrate at the salt content C2. The part of Figure 4 (a) which is furthest to the right indicates the equilibrium lines corresponding to the different salt concentrations.
Figur 4 (b) viser situasjonen på et senere tidspunkt enn Fig. 1 (a), etter at blanding (diffusjon som følge av konsentrasjonsforskjeller) også har funnet sted i vannlaget på hydrat (partikkel) overflaten. SaltkonsentrasjonenC3vil ligge mellom ogC2. Temperaturen, T2, vil være litt lavere enn Ti (bulkfasen kjøles ned), men vil allike-vel være høy nok til at hydrater vil smelte under disse betingelsene. Hydratoverflaten vil således begynne å smelte, og dermed utløse friskt vann og hydrokarbon (som vil kunne være i form av gass eller væske - se senere diskusjon). De utløste fasene vil ha et større volum enn det smeltede hydratet, og vil indusere ekspan-sjon (som vil bli relevant ved neste stadium, og dessuten ved den senere diskusjo-nen). Saltkonsentrasjonen vil begynne å bli fortynnet og vil dermed føre den lokale likevektskurven til høyre, mot høyere temperaturer og vil således i virkeligheten minimere drivkreftene for smelting av hydratpartiklene. Figure 4 (b) shows the situation at a later time than Fig. 1 (a), after mixing (diffusion as a result of concentration differences) has also taken place in the water layer on the hydrate (particle) surface. The salt concentration C3 will lie between and C2. The temperature, T2, will be slightly lower than Ti (the bulk phase is cooled), but will still be high enough for hydrates to melt under these conditions. The hydrate surface will thus begin to melt, thereby releasing fresh water and hydrocarbon (which could be in the form of gas or liquid - see later discussion). The released phases will have a larger volume than the molten hydrate, and will induce expansion (which will become relevant at the next stage, and also at the later discussion). The salt concentration will begin to be diluted and will thus move the local equilibrium curve to the right, towards higher temperatures and will thus in reality minimize the driving forces for melting the hydrate particles.
I Figur 4 (c), er neste trinn i prosessen vist. Smelting av hydrat er svært endoter-misk, noe som betyr at temperaturen raskt vil falle og tillate systemet å nå en like-vektstemperatur T3- i det minste lokalt. Vannhinnen vil på dette punktet være overmettet med hydratdannere og sannsynligvis også med hydratkjerner og/eller forløpere som har overlevd smelteprosessen på overflaten. Ny vekst vil således ikke kreve nukleasjon eller høy overkjøling, og vil starte raskt. Det vil kanskje mest sannsynlig skje på grensesnittet vann-bulk, hvor momentan tømming av hydratdannere på enklest vis kan overvinnes. Denne veksten vil raskt resultere i hydrat som omgir partikkelen og vannlaget. Den nye saltkonsentrasjonen i det nå fang-ede vannlaget, vil nå være høyere enn bulktrykket Pi. Dette vil være på grunn av effekten fra volumekspansjonen fra den smeltende hydratkjernen (så lenge de omsluttende lagformene,C4øker, og kjernesmelting fortsetter). In Figure 4 (c), the next step in the process is shown. Melting of hydrate is highly endothermic, meaning that the temperature will drop rapidly and allow the system to reach an equilibrium temperature T3- at least locally. The water film will at this point be supersaturated with hydrate formers and probably also with hydrate nuclei and/or precursors that have survived the melting process on the surface. New growth will thus not require nucleation or high supercooling, and will start quickly. It will perhaps most likely happen at the water-bulk interface, where momentary emptying of hydrate formers can be overcome in the simplest way. This growth will quickly result in hydrate surrounding the particle and the water layer. The new salt concentration in the now trapped water layer will now be higher than the bulk pressure Pi. This will be due to the effect of volume expansion from the melting hydrate core (as long as the enclosing layers, C4, increase and core melting continues).
Figur 4 (d) har utviklet seg enda lengre i tid, og termodynamisk og mekanisk likevekt vil nå ha blitt nådd: temperaturen har nådd T4, den kalde resirkulasjons-temperaturen (som omgir rørledningen), og hydratlagsdannelsen og kjernesmelt-ingen har nå kommet til at vannlaget har nådd en forhøyet saltkonsentrasjon,C5som vil tilsvare likevektsbetingelsen i T4 og P4(som vil være lik Pi) og som derfor vil være lik Ci. Figure 4 (d) has progressed even further in time, and thermodynamic and mechanical equilibrium will now have been reached: the temperature has reached T4, the cold recirculation temperature (surrounding the pipeline), and hydrate layer formation and core melting have now occurred that the water layer has reached an elevated salt concentration, C5 which will correspond to the equilibrium condition in T4 and P4 (which will be equal to Pi) and which will therefore be equal to Ci.
Denne idealiserte likevektssituasjonen er tatt videre i Figur 4 (e), hvor vi indikerer hvordan det inerte glidende laget vil kunne bli brutt opp av ganske små skjær-krefter, som vil resultere i et stort antall av svært små hydratpartikler, med sitt eget vannlag med en saltkonsentrasjon påCi- i hovedsak identisk med den "originale" partikkelen i Fig. 4 (a), bortsett fra størrelsen. En slik prosess burde resultere i et stort antall av veldig små partikler med størrelser på mindre enn en mikrometer eller noen få mikrometer. Dette vil bli observert i våre eksperimenter som mer eller mindre en hydraftåke", med partikler som vil være utenfor de praktiske observa-sjonsgrensene for det utstyret som har blitt brukt så langt. En slik utvikling vil selv-følgelig også bli hjulpet av ekspansjonskreftene og volumforandringene som kort ble nevnt tidligere. Det ytre hydratlaget vil for eksempel oppleve en volumforand-ring på rundt 16 % [ Stern et al. Polycrystalline Methane Hydrate: Synthesis from Superheated lee, and Low- Temperature Mechanical Properties, Energy & Fuels 1998, 12, 201-211] når det fryser til fast hydrat. Hvis hydrokarbon-hydratdanner blir tatt fra utsiden av det sfæreformede skallet, vil denne prosessen kunne ha en netto ekspansjonseffekt, som vil kunne resultere i spenningsoppsprekking og/eller knekking av hydratskallet - spesielt for veldig små partikler (noen få mikrometer i diameter). This idealized equilibrium situation is taken further in Figure 4 (e), where we indicate how the inert sliding layer will be able to be broken up by fairly small shear forces, which will result in a large number of very small hydrate particles, with its own water layer with a salt concentration of Ci- essentially identical to the "original" particle in Fig. 4 (a), except for the size. Such a process should result in a large number of very small particles with sizes of less than a micrometer or a few micrometers. This will be observed in our experiments as more or less a "hydraulic fog", with particles that will be outside the practical observation limits of the equipment that has been used so far. Such a development will naturally also be aided by the expansion forces and volume changes as was briefly mentioned earlier. The outer hydrate layer will, for example, experience a volume change of around 16% [Stern et al. Polycrystalline Methane Hydrate: Synthesis from Superheated lee, and Low-Temperature Mechanical Properties, Energy & Fuels 1998, 12, 201 -211] when it freezes into solid hydrate If hydrocarbon hydrate formers are taken from the outside of the spherical shell, this process could have a net expansion effect, which could result in stress cracking and/or cracking of the hydrate shell - especially for very small particles (a few micrometers in diameter).
Som en generell observasjon for systemer med saltvann, vil vi kunne fastslås at eventuell smelting vil fortynne saltkonsentrasjonen, og derved vil tilveiebringe et større stabilitetsområde, som vil redusere drivkraften for smelting. Dette vil være en klassisk negativ tilbakeføringssløyfe, som vil resultere i en dempende effekt på eventuell smelting av hydratpartikkelfasen. As a general observation for systems with salt water, we will be able to determine that any melting will dilute the salt concentration, thereby providing a larger stability area, which will reduce the driving force for melting. This will be a classic negative feedback loop, which will result in a dampening effect on any melting of the hydrate particle phase.
Den store dannelsesvarmen for hydrater vil holde systemtemperaturen veldig nært likevekt for en betydelig tid, og vil dermed sikre at drivkraften for agglomerering vil være svært treg. Dessuten vil vekstmorfologi således bli mer regelmessig, med liten sjanse for å fange opp ureagert vann mellom krystalldendritter og lignende. For de saltinneholdende systemene, vil vi ha de ytterligere effektene av at det også vil være en lokal likevekt for det hydratsaltige vannsystemet, med vekstpro-gresjon helt til inhibisjon er oppnådd. Dette vil bety at en hvilken som helst temperaturøkning i et stabilt partikkel-/vannlag vil gi opphav til smelting. Saltinneholdende systemer vil være på sin lokale likevekt ved en hvilken som helst realistisk temperatur-/trykkpunkt inni den innledende likevektsledningen for systemet (som vil være basert på gass-/oljesammensetningen og saltholdigheten i det produserte vannet). The large heat of formation for hydrates will keep the system temperature very close to equilibrium for a considerable time, and will thus ensure that the driving force for agglomeration will be very slow. Moreover, growth morphology will thus become more regular, with little chance of capturing unreacted water between crystal dendrites and the like. For the saline systems, we will have the additional effects that there will also be a local equilibrium for the hydrate-saline water system, with growth progression until inhibition is achieved. This would mean that any increase in temperature in a stable particle/water layer would give rise to melting. Saline systems will be at their local equilibrium at any realistic temperature/pressure point within the initial equilibrium line for the system (which will be based on the gas/oil composition and salinity of the produced water).
I hydrokarbonfluidsystemer med omsluttet vann innenfor hydratdekkede vann-dråper eller mellom en hydratpartikkel og et ytre hydratskall, vil en måte å bryte opp hydratskallet på være ved tilsetting av ferskvann eller saltvann i systemet. Med en forskjell i saltkonsentrasjon mellom tilsatt vann og det hydratomsluttede vannet, vil en osmotisk trykkforskjell kunne bryte hydratskallene og slippe fri det omsluttede vannet. Med det mest konsentrerte saltvannet på utsiden av et hydratskjell, vil den osmotiske trykkraften komme fra innsiden og gå mot utsiden av skallet. Med lavere saltkonsentrasjon i vannet på utsiden av et hydratskjell, vil det osmotiske trykket komme fra utsiden og gå innover. Denne fremgangsmåten vil kunne være en enkeltstående fremgangsmåte for regulering av hydrategenskaper og -atferd i et hydrokarbonfluidsystem. Injeksjon av vann eller salt (eller begge) på en kontrollert måte på et riktig punkt i en hydrokarbonfluidstrøm som inneholder fritt vann i en nedkjølingsprosess vil kunne bryte opp "tradisjonelt" dannede hydratpartikler (med omsluttet vann), og gi et "passende" kaldt hydratslam med partikler som ikke vil feste seg på for eksempel ledningsvegger eller agglomerere. In hydrocarbon fluid systems with enclosed water within hydrate-covered water droplets or between a hydrate particle and an outer hydrate shell, one way to break up the hydrate shell is by adding fresh water or salt water to the system. With a difference in salt concentration between the added water and the hydrate enclosed water, an osmotic pressure difference will be able to break the hydrate shells and release the enclosed water. With the most concentrated salt water on the outside of a hydrate shell, the osmotic pressure force will come from the inside and go towards the outside of the shell. With a lower salt concentration in the water on the outside of a hydrate shell, the osmotic pressure will come from the outside and go inwards. This method could be a stand-alone method for regulating hydrate properties and behavior in a hydrocarbon fluid system. Injection of water or salt (or both) in a controlled manner at an appropriate point in a hydrocarbon fluid stream containing free water in a cooling process will be able to break up "traditionally" formed hydrate particles (with entrained water), producing a "suitable" cold hydrate mud with particles that will not stick to, for example, pipe walls or agglomerate.
Hydratpartikler vil kunne bli flytende i løpet av smelteprosessen. Dette vil med fordel kunne utnyttes i for eksempel separasjonsprosesser i prosesseringsfasiliteter topside, som for eksempel en plattform eller en rørledningsterminal på land. I stedet for å tilsette nok varme til å smelte alle hydrater i en fluidstrøm og før stand-ard separasjonsteknologi, vil hydrater i en fluidstrøm kunne bli delvis smeltet ved å tilsette varmt vann og derved få partiklene til å flyte opp til toppen av fluidfasen. Her vil hydratpartikler kunne bli skummet av, eller på andre måter bli mekanisk separert ut fra bulkfluidet. Tilsatt vann vil også kunne inneholde magnetiske partikler som etter å ha blitt adsorbert til smeltende hydratpartikler vil kunne separere hydratene fra fluidfasen ved bruk av en magnet. I tillegg til flyteeffekten som vil bli oppnådd på denne måten, vil den samme handlingen kunne bli brukt som en flokkuleringshjelp - ved å få partiklene til å feste seg bedre sammen gjennom virkningen av vannbrobygging. Hvis flyteeffekten av delvis hydratsmelting er negativ (avhengig av hydratdanningskomponenter), vil hydratpartikler og fritt vann synke til bunnen av fluidfasen hvor de vil kunne bli skummet av eller fjernet ved hjelp av en hvilken som helst praktisk prosedyre. Saltinnholdet i det injiserte vannet vil kunne bli tilpasset til å kunne oppnå ulike nivåer av smelting (og flyte-egenskaper) av hydratpartiklene, og vil dermed regulere prosessen. Denne sepa-rasjonsprosessen vil også kunne bli utført ved delvis smelting av hydratpartikler ved å øke temperaturen i fluidstrømmen, ved å redusere trykket i systemet, eller ved eventuelle andre egnede midler. Hydrate particles may become liquefied during the melting process. This would be advantageously used in, for example, separation processes in upstream processing facilities, such as a platform or a pipeline terminal on land. Instead of adding enough heat to melt all hydrates in a fluid stream and prior to standard separation technology, hydrates in a fluid stream could be partially melted by adding hot water, thereby causing the particles to float to the top of the fluid phase. Here, hydrate particles can be skimmed off, or mechanically separated from the bulk fluid in other ways. Added water may also contain magnetic particles which, after being adsorbed into melting hydrate particles, will be able to separate the hydrates from the fluid phase using a magnet. In addition to the buoyancy effect that would be achieved in this way, the same action could be used as a flocculation aid - by making the particles stick together better through the effect of water bridging. If the buoyancy effect of partial hydrate melting is negative (depending on hydrate-forming components), hydrate particles and free water will sink to the bottom of the fluid phase where they can be skimmed off or removed by any convenient procedure. The salt content of the injected water will be able to be adapted to achieve different levels of melting (and flow properties) of the hydrate particles, and will thus regulate the process. This separation process could also be carried out by partial melting of hydrate particles by increasing the temperature in the fluid flow, by reducing the pressure in the system, or by any other suitable means.
Ytterligere mulige utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen kan illustreres gjennom de følgende eksemplene. Dette er ikke en omfattende liste av mulige implementeringer, og er kun inkludert herfor å tjene som informative eksempler, og skal på ingen måte bli sett som begrensende for fremtidige eller alternative utførelsesformer. Further possible embodiments of the present invention can be illustrated through the following examples. This is not an exhaustive list of possible implementations, and is included only to serve as informative examples, and should in no way be construed as limiting future or alternative embodiments.
Eksempel 1: Gassproduksjon fra et offshore-felt med en produksjonsplattform eller et skip (eller onshore gassproduksjon i et kaldt område). Example 1: Gas production from an offshore field with a production platform or a ship (or onshore gas production in a cold area).
En gjennomføring av den foreliggende oppfinnelsen vil kunne innbefatte de følgende trinnene: An implementation of the present invention could include the following steps:
• Gassproduksjonen vil bli strupet ned til et egnet trykk, hvis nødvendig. • Gas production will be throttled down to a suitable pressure, if necessary.
• Gassen og en hvilken som helst væske vil først passere gjennom en varm (vanligvis over 20°C) separator (som også vil bli brukt til å smelte over-skuddshydrat fra senere trinn i prosessen). • Gass (4) og kondensat (8) fra den varme separatoren (3) vil gå videre til blandingspunktet (10) (Figur 3), hvor de vil møte et kaldt (vanligvis -2 til 8 °C) gasshydratslam (16) fra en kald separator (15). • Blandingen vil bli strømmet gjennom en rørledning (11) som vil bruke varmeveksling med kaldt vann utenfra (eller luft) som et middel for nedkjøling. • Når det måtte være passende, vil satellittbrønner kunne bli koblet til strømmen (11) med kortere eller lengre tilbakekoblinger, eller alternativt kunne bli ført inn i den varme separatoren (3) som en ekstra produksjons-strøm (direkte fra satellitten til plattformen). • Ledningen (11), der fluidene blir kjølt ned, og hydratene blir felt ut, vil ende i den kalde separatoren (12) på plattformen, med en riktig nedkjølt blanding (vanligvis rundt -2 til 8 °C) hvor vannet har blitt felt ut som gasshydrater (eller konsentrert til høyere saltholdighet ifølge hydratlikevektsbetingelsene)). • Gassutløpet (6) fra den kalde separatoren (12) vil bestå av nedkjølt gass, som vil være tørr nok for direkte eksport fra plattformen (vann vil bli fjernet til hydrat, og vannets duggpunkt vil bli senket ytterligere (avhengig av gassammensetning, trykk og temperatur) av eventuelt gjenværende høyt saltholdig (ifølge hydratlikevektsbetingelser) vann i sløyfen (11) og den • The gas and any liquid will first pass through a hot (typically above 20°C) separator (which will also be used to melt excess hydrate from later stages in the process). • Gas (4) and condensate (8) from the hot separator (3) will proceed to the mixing point (10) (Figure 3), where they will meet a cold (typically -2 to 8 °C) gas hydrate slurry (16) from a cold separator (15). • The mixture will be flowed through a pipeline (11) which will use heat exchange with outside cold water (or air) as a means of cooling. • When appropriate, satellite wells could be connected to the stream (11) with shorter or longer feedback links, or alternatively could be fed into the hot separator (3) as an additional production stream (directly from the satellite to the platform). • The line (11), where the fluids are cooled, and the hydrates are precipitated, will end in the cold separator (12) on the platform, with a properly cooled mixture (usually around -2 to 8 °C) where the water has been precipitated out as gas hydrates (or concentrated to higher salinity according to the hydrate equilibrium conditions)). • The gas outlet (6) from the cold separator (12) will consist of cooled gas, which will be dry enough for direct export from the platform (water will be removed to hydrate, and the water's dew point will be further lowered (depending on gas composition, pressure and temperature) of any remaining highly saline (according to hydrate equilibrium conditions) water in the loop (11) and the
kalde separatoren (12). cold separator (12).
• Om nødvendig, vil saltvann kunne bli tilsatt som formasjonsvann fra den varme separatoren (3), som tilstrekkelig rent havvann eller ved direkte saltinjeksjon, for å oppnå et fordelaktig lavere duggpunkt for vann og/eller mindre partikkelstørrelser og mer partikkelflateareal, og for å unngå • If necessary, salt water can be added as formation water from the hot separator (3), as sufficiently pure seawater or by direct salt injection, to achieve an advantageous lower water dew point and/or smaller particle sizes and more particle surface area, and to avoid
inneslutninger av vann. inclusions of water.
• Overskuddskondensatet (17) fra den kalde separatoren (15) vil også kunne bli transportert med gassen i eksportrørledningen (6). Den vil kunne inneholde en liten (mindre enn 5 vol. %) fraksjon av hydratpartikler, men ikke • The excess condensate (17) from the cold separator (15) will also be able to be transported with the gas in the export pipeline (6). It could contain a small (less than 5 vol. %) fraction of hydrate particles, but it does not
nok til å kunne påvirke strømningsbetingelsene merkbart. enough to be able to affect the flow conditions noticeably.
• Strømningsmønsteret i eksportledningen (6) vil, om nødvendig, kunne bli regulert på en måte som vil minimere muligheten for deponering og opphopning av hydratpartikler, foreksempel gjennom å sikre ringromstrøm. • Hydratslam fra den kalde separatoren (15) pumpes til det tidligere nevnte blandingspunktet (10), hvor det møter gass- (4)/kondensat- (8) strømmen fra den varme separatoren (3), og starter den nedkjølende strømnings-sløyfen (11). • Konsentrert (vanligvis over 10 vol. %) hydratslam fra den kalde separatoren (15) pumpes til den varme separatoren (3) for å bli smeltet tilbake til gass, kondensat, og vann. (Ytterligere konsentrasjon av slammet i for eksempel en syklon vil kunne være fordelaktiv før det blir injisert inn i den varme separatoren (3)). • Vannet som vil bli separert ut i den varme separatoren (3) vil inneholde minimale mengder av hydrokarboner, og vil sannsynligvis kunne bli reinjisert direkte inn i reservoarformasjonen, eller bli sluppet ut i havet etter eventuell nødvendig rensing. • The flow pattern in the export line (6) will, if necessary, be able to be regulated in a way that will minimize the possibility of deposition and accumulation of hydrate particles, for example by ensuring annulus flow. • Hydrated sludge from the cold separator (15) is pumped to the previously mentioned mixing point (10), where it meets the gas (4)/condensate (8) flow from the hot separator (3), and starts the cooling flow loop ( 11). • Concentrated (usually over 10 vol. %) hydrate sludge from the cold separator (15) is pumped to the hot separator (3) to be melted back into gas, condensate, and water. (Further concentration of the sludge in, for example, a cyclone could be beneficial before it is injected into the hot separator (3)). • The water that will be separated out in the hot separator (3) will contain minimal amounts of hydrocarbons, and will probably be able to be re-injected directly into the reservoir formation, or be released into the sea after any necessary cleaning.
Eksempel 2: Gassproduksjon fra en undervannsinstallasjon. Example 2: Gas production from an underwater installation.
For de fleste formål i denne utførelsesformen, vil prosesstrømmen være den samme som beskrevet i Eksempel 1 ovenfor. Hovedforskjellen vil være at alt utstyr vil bli flyttet undervann, til en sentral plassering hvor produksjon fra de mest gass-rike og formasjonsvannrike produksjonsbrønnene vil være samlet, og dermed tillate at nok varme vil kunne bidra i smeltetrinnet for overskudd av hydratslam i varmeseparatoren (3). De gjenværende produksjonsbrønnene (mindre gass, mindre formasjonsvann) vil ganske enkelt kunne gradvis bli ført inn i nedkjølings-sløyfe (11) gjennom kortere eller lengre tilbakekoblinger. For most purposes in this embodiment, the process flow will be the same as described in Example 1 above. The main difference will be that all equipment will be moved underwater, to a central location where production from the most gas-rich and formation water-rich production wells will be gathered, thus allowing enough heat to be able to contribute in the melting stage for excess hydrate sludge in the heat separator (3) . The remaining production wells (less gas, less formation water) will simply be able to be gradually fed into the cooling loop (11) through shorter or longer feedback connections.
Eksempel 3: Oljeproduksjon fra en undervannsinstallasjon, eller en plattform, med prosesseringsmuligheter både under vann og over vann. Example 3: Oil production from an underwater installation, or a platform, with processing options both underwater and above water.
En implementering av den foreliggende oppfinnelsen vil i mange henseender være identisk med den foregående, og vil kunne innbefatte, men ikke være begrenset til, de følgende trinnene: • produksjonsstrømmen (1), som inneholder olje, gass, vann, og/eller kondensat, strupes (2) ned til et egnet trykk, om nødvendig. • Fluidstrømmen (1) passerer først gjennom en varm (vanligvis over 20 °C) separator (3) (som også brukes til å smelte overskuddshydratfra senere trinn i prosessen). • Flytende hydrokarbon (8) og gass (4) (som inneholder vanndamp) fra den varme separatoren (3) går videre til blandingspunktet (10) (Figur 3), hvor de møter et kaldt (vanligvis -2 til 8°C) gasshydratslam (16) fra en kald An implementation of the present invention will in many respects be identical to the preceding one, and may include, but not be limited to, the following steps: • the production stream (1), which contains oil, gas, water, and/or condensate, throttled (2) down to a suitable pressure, if necessary. • The fluid stream (1) first passes through a hot (usually above 20 °C) separator (3) (which is also used to melt excess hydrate from later stages in the process). • Liquid hydrocarbon (8) and gas (4) (containing water vapor) from the hot separator (3) proceed to the mixing point (10) (Figure 3), where they meet a cold (typically -2 to 8°C) gas hydrate mud (16) from a cold
separator (15). separator (15).
• Blandingen strømmes gjennom en rørledning (11) som benytter varmeveksling med kaldt vann utenfra (eller luft) som et middel for nedkjøling. • Når det måtte være passende, vil satellittbrønner kunne bli koblet til strømmen (11) med kortere eller lengre tilbakekoblinger, eller alternativt kunne bli innført i den varme separatoren (3) som en ekstra produksjons-strøm (direkte fra satellitten til plattformen). • Ledningen (11), der fluidene blir kjølt ned, og hydratene blir felt ut, ender i den kalde separatoren (12) på plattformen (eller alternativt undervann), med riktig nedkjølt blanding (vanligvis rundt -2 til 8 °C) hvor vannet har blitt felt ut som gasshydrater (eller konsentrert til høyere saltholdighet ifølge • The mixture flows through a pipeline (11) which uses heat exchange with cold water from outside (or air) as a means of cooling. • When appropriate, satellite wells could be connected to the stream (11) with shorter or longer feedback links, or alternatively could be introduced into the hot separator (3) as an additional production stream (directly from the satellite to the platform). • The line (11), where the fluids are cooled, and the hydrates are precipitated, ends in the cold separator (12) on the platform (or alternatively underwater), with properly cooled mixture (usually around -2 to 8 °C) where the water have been precipitated as gas hydrates (or concentrated to higher salinity according to
hydratlikevektsbetingelsene)). the hydrate equilibrium conditions)).
• Gassutløpet (6) fra den kalde separatoren (12) vil bestå av nedkjølt gass, som vil være tørr nok for direkte eksport, slik som i tidligere eksempler. Alternativt, vil gassen kunne bli brent i en avbrenningsfakkel eller på andre • The gas outlet (6) from the cold separator (12) will consist of cooled gas, which will be dry enough for direct export, as in previous examples. Alternatively, the gas could be burned in an incinerator or on others
måter avhendes. ways are disposed of.
• Oljen og kondensatet (17) fra den kalde separatoren (15) vil kunne bli transportert i en eksportrørledning (6). Det vil kunne inneholde en liten (mindre enn 5 vol %) fraksjon av hydratpartikler, men ikke nok til å merkbart kunne påvirke strømbetingelsene. Den tørkede gassen (6) vil kunne bli • The oil and condensate (17) from the cold separator (15) will be able to be transported in an export pipeline (6). It may contain a small (less than 5 vol%) fraction of hydrate particles, but not enough to be able to noticeably affect the flow conditions. The dried gas (6) will be able to remain
kombinert med den strømmen om det skulle være ønskelig. combined with that current if desired.
• Hydratslam (16) fra den kalde separatoren (15) vil bli pumpet til det tidligere nevnte blandingspunktet (10), hvor det vil møte oljen/kondensatet (8) og gass- (4) strømmen fra den varme separatoren (3), og vil begynne den • Hydrated sludge (16) from the cold separator (15) will be pumped to the aforementioned mixing point (10), where it will meet the oil/condensate (8) and gas (4) stream from the hot separator (3), and will begin it
nedkjølende strømsløyfen (11). cooling current loop (11).
• Konsentrert (vanligvis over 10 vol. %) hydratslam fra den kalde separatoren (15) vil kunne bli pumpet til den varme separatoren (3) for å bli smeltet tilbake til olje, gass og vann. Det vil kunne bli konsentrert av ekstra midler • Concentrated (usually over 10 vol. %) hydrate mud from the cold separator (15) will be able to be pumped to the hot separator (3) to be melted back into oil, gas and water. It will be possible to concentrate additional funds
(for eksempel en syklon) for å minimere tilbakekomst av hydrokarbonvæske. Den kalde separatoren (15) vil derfor med fordel bli lagt i tett fysisk nærhet til den varme separatoren (3). (eg a cyclone) to minimize the return of hydrocarbon liquid. The cold separator (15) will therefore advantageously be placed in close physical proximity to the hot separator (3).
Vannet som blir separert ut i den varme separatoren (3), som vil være mesteparten av vannet i systemet, vil inneholde minimale mengder av hydrokarboner, og vil sannsynligvis kunne bli reinjisert direkte inni reservoarformasjonen, eller bli sluppet ut i havet etter eventuell nødvendig rensing. The water that is separated out in the hot separator (3), which will be the majority of the water in the system, will contain minimal amounts of hydrocarbons, and will probably be able to be reinjected directly into the reservoir formation, or be released into the sea after any necessary cleaning.
Claims (39)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121114A NO20121114A1 (en) | 2010-03-11 | 2012-10-01 | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31279010P | 2010-03-11 | 2010-03-11 | |
| US12/761,039 US9068451B2 (en) | 2010-03-11 | 2010-04-15 | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water |
| NO20100542 | 2010-04-15 | ||
| PCT/NO2011/000081 WO2011112102A1 (en) | 2010-03-11 | 2011-03-11 | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water |
| NO20121114A NO20121114A1 (en) | 2010-03-11 | 2012-10-01 | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20121114A1 true NO20121114A1 (en) | 2012-12-18 |
Family
ID=44065275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20121114A NO20121114A1 (en) | 2010-03-11 | 2012-10-01 | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2011224929B2 (en) |
| BR (1) | BR112012022730A2 (en) |
| DK (1) | DK201200561A (en) |
| NO (1) | NO20121114A1 (en) |
| RU (1) | RU2553664C2 (en) |
| WO (1) | WO2011112102A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106103885A (en) * | 2014-03-17 | 2016-11-09 | 国际壳牌研究有限公司 | Long away from gas condensate production system |
| US10578128B2 (en) | 2014-09-18 | 2020-03-03 | General Electric Company | Fluid processing system |
| US10233738B2 (en) * | 2015-08-06 | 2019-03-19 | Subcool Technologies Pty Ltd. | System and method for processing natural gas produced from a subsea well |
| CN109899326B (en) * | 2019-03-27 | 2020-03-24 | 中国石油大学(华东) | Online runner descaling method of centrifugal compressor for oilfield associated gas |
| CN110408445A (en) * | 2019-07-03 | 2019-11-05 | 北京科技大学 | A wellhead natural gas dehydration and dehumidification device and method |
| RU2765440C1 (en) * | 2021-01-11 | 2022-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Уренгой" | Method for optimizing process of preparing commercial condensate and device for its implementation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2735210B1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-07-18 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR RECYCLING A DISPERSING ADDITIVE USED FOR THE TRANSPORT OF A CONDENSATE GAS OR OF A PETROLEUM WITH ASSOCIATED GAS IN THE PRESENCE OF HYDRATES |
| FR2735211B1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-07-18 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR TRANSPORTING A FLUID SUCH AS A DRY GAS, LIKELY TO FORM HYDRATES |
| US6180843B1 (en) * | 1997-10-14 | 2001-01-30 | Mobil Oil Corporation | Method for producing gas hydrates utilizing a fluidized bed |
| NO985001D0 (en) * | 1998-10-27 | 1998-10-27 | Eriksson Nyfotek As Leiv | Method and system for transporting a stream of fluid hydrocarbons containing water |
| NO321097B1 (en) * | 2003-06-27 | 2006-03-20 | Sinvent As | Method and apparatus for purifying water and gas |
| US7222673B2 (en) * | 2004-09-23 | 2007-05-29 | Conocophilips Company | Production of free gas by gas hydrate conversion |
| FR2890395B1 (en) * | 2005-09-05 | 2009-05-01 | Inst Francais Du Petrole | METHOD AND THERMODYNAMIC INHIBITORS OF GAS HYDRATES IN WATER-BASED FLUIDS |
| WO2007066071A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-14 | Bp Exploration Operating Company Limited | Process for regasifying a gas hydrate slurry |
| WO2009058027A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Sinvent As | Method for handling of free water in cold oil or condensate pipelines |
-
2011
- 2011-03-11 AU AU2011224929A patent/AU2011224929B2/en active Active
- 2011-03-11 WO PCT/NO2011/000081 patent/WO2011112102A1/en not_active Ceased
- 2011-03-11 DK DKPA201200561A patent/DK201200561A/en not_active Application Discontinuation
- 2011-03-11 RU RU2012143399/04A patent/RU2553664C2/en active
- 2011-03-11 BR BR112012022730A patent/BR112012022730A2/en not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-10-01 NO NO20121114A patent/NO20121114A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112012022730A2 (en) | 2018-06-26 |
| RU2553664C2 (en) | 2015-06-20 |
| RU2012143399A (en) | 2014-04-20 |
| WO2011112102A1 (en) | 2011-09-15 |
| AU2011224929B2 (en) | 2016-09-22 |
| AU2011224929A1 (en) | 2012-11-08 |
| DK201200561A (en) | 2012-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO20121114A1 (en) | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water | |
| US7976613B2 (en) | Dehydration of natural gas in an underwater environment | |
| RU2417338C2 (en) | Method of fluid transfer, thermal pump and working fluid therefor | |
| DK179326B1 (en) | A wax control element for subsea processing of well fluids in a wellstream and a method of installing or developing a subsea oil or gas production system | |
| CN101506466B (en) | System, vessel and method for production of oil and heavier gas fractions from a reservoir below the seabed | |
| US20210214626A1 (en) | Method and System for Extracting Methane Gas, Converting it to Clathrates, and Transporting it for Use | |
| US6830682B2 (en) | Controlled cooling of input water by dissociation of hydrate in an artificially pressurized assisted desalination fractionation apparatus | |
| US10253471B2 (en) | Hydrocarbon production and storage facility | |
| CN102803651A (en) | Method of producing a combined gaseous hydrocarbon component stream and liquid hydrocarbon component streams, and an apparatus therefor | |
| KR20170136266A (en) | Offshore facility, floating production storage offloading facility and method of generating liquefied natural gas | |
| BR112018005050B1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING FLUID PRODUCED FROM A WELL | |
| AU2010204966B2 (en) | Cold flow center and centers | |
| AU2010251212B2 (en) | Method of protecting a flexible riser and an apparatus therefor | |
| US9068451B2 (en) | Treatment of produced hydrocarbon fluid containing water | |
| CA3176710A1 (en) | Method and system for extracting methane gas, converting the gas to clathrates, and transporting the gas for use | |
| NO325979B1 (en) | System and method for dressing a multiphase source stream | |
| AU2006100756A4 (en) | Dehydration of a natural gas in an underwater environment | |
| AU2006281990B2 (en) | Dehydration of a natural gas in an underwater environment | |
| NO20220606A1 (en) | Operation of an unmanned production platform | |
| CN119434938A (en) | A submarine supercritical carbon dioxide separation and reinjection integrated system and method | |
| Rocha et al. | Technological Innovations on FPSO P-63 for Operation at Papa Terra Field-Offshore Brazil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |