Việc tìm hiểu các điều kiện cân bằng của sự tạo thành hydrat rất quan trọng trong việc phát triển các phương pháp bảo trì và ngăn chặn hydrat trong quá trình khai thác, vận hành. Điều kiện của sự tạo thành và tập trung của hydrat tại PS > PE
hay TS< TE, trong đó PS, TS là áp suất và nhiệt độ vận hành của hệ; PE, TE là áp suất và nhiệt độ cân bằng của hydrat tạo thành trong một thành phần xác định.
Áp suất đáy giếng trong trường hợp giếng ngừng hoạt động được xác định bởi công thức PB = PH exp(0.03415ρL/zCTAve (2.1) Hoặc PB = PHes Với S = 03415ρL/zCTAve Trong đó:
PH, PB là áp suất tại đầu giếng và tại một độ sâu xác định, Mpa, L là độ sâu của giếng tại đó áp suất được đo, m,
Ρ là tỷ trọng tương đối của khí,
zC là khả năng nén tại áp suất và nhiệt độ trung bình. Nhiệt độ trung bình được tính bằng
TAve = (TB-TH)/ln(TB/TH) (2.2) Trong đó:
TB, TH là nhiệt độ tại đầu và đáy giếng, K.
Áp suất đáy giếng được xác định thông qua áp suất đầu giếng bằng công thức:
Trong đó:
là hệ số của độ bền thủy lực,
dint là đường kính trong của ống khai thác, 10-2 m,
Q là sản lượng khí ở điều kiện chuẩn, 1.157 x10-3 m3/s.
Sự thay đổi nhiệt độ khí dọc thành giếng được xác định bởi nhiệt độ vỉa ban
đầu TL; đặc tính khai thác của vỉa (tốc độ dòng), và độ lớn của sản lượng vận hành Q, kg/s; cấu trúc giếng, và tính dẫn nhiệt của thành giếng; độ biến thiên địa nhiệt
của đá Γ, K/m; công suất nhiệt của khí, và hệ số Joule-Thompson Di
Trong quá trình tính toán sự thay đổi nhiệt độ của khí dọc thành giếng, một số vấn đề sau cần lưu ý:
- Sự có mặt của sự chuyển đổi pha của nước và khí trong giếng và trong đá xung quanh giếng,
- Sự tạo thành hydrat trong dòng khí,
- Sự phân hủy hydrat trong các lớp bão hòa hydrat, - Sự ngưng tụ và bay hơi của hydrocacbon.
Nhiệt độ trong một giếng ngừng hoạt động thay đổi thường xuyên và sau một khoảng thời gian nhất định, nó ổn định và đạt tới nhiệt độ tự nhiên của đá. Tính toán thực tiễn, sự thay đổi của nhiệt độ với một độ sâu trong một giếng sau quá trình ổn định được xác định bởi công thức:
TL = TS – Γ(L-l) (2.4)
Trong đó
TL là nhiệt độ tại độ sâu L, 0C;
TS là nhiệt độ vỉa, 0C;
Γ là sự biến thiên địa nhiệt trung bình, 0C/m;
Γ = (TS – T0)/(L-l0) (2.5) Trong đó