New APPROVED УТВЕРЖДАЮ - Skoltechcrei.skoltech.ru/.../5.1_Gas-Hydrates-and-Flow-Assurance.pdf · 2016. 9. 7. · 2 . 1. Course description 1. Описание дисциплины

APPROVED Dean of Education ______________ Clement Fortin «___»_________201___ г.

УТВЕРЖДАЮ Декан по образованию __________Клеман Фортин

«___»_________201___ г.

COURSE STEERING DOCUMENT Gas Hydrates and Flow Assurance

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Газовые гидраты и осложнения в нефтегазодобыче

GENERAL PROVISIONS ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Educational Program Cluster Кластер ОOП Energy Энергетические науки и технологии Educational Program Track Направление ОOП 21.04.01. 21.04.01. Oil and Gas Engineering Нефтегазовое дело Educational Program Specialization Профиль подготовки Oil and Gas Engineering Нефтегазовое дело Qualification (degree) Квалификация Master Магистр Number of ECTS Количество кредитов 6 ECTS 6 з.е. Type of assessment Вид аттестации Graded (Letter Grade) Экзамен Course Сode Код дисциплины MA06110 Lead Instructor Ведущий преподаватель Bahman Tohidi Бахман Тохиди

Moscow Region, 2016 Московская область, 2016 г.

2

1. Course description 1. Описание дисциплины. This course covers various aspects of flow assurance (i.e. gas hydrate, wax, asphaltene, scale, corrosion, emulsion) with particular emphasis on gas hydrates. In each case the nature of the problem is discussed and the various testing techniques, risk evaluation, and preventive/remedial options are covered. In general, the focus is on the practical aspects of Flow Assurance to include: PVT phase behavior, finding the relevant data in PVT reports, identifying the associated risks and complimentary test requirements, evaluating the test results and their application to the field conditions, identifying the parameters that should be monitored during the life of the reservoir. Gas hydrate issues are the main focus of the course, including: hydrate formation conditions, inhibitor design strategies, the application of thermodynamic and low dosage hydrate inhibitors, and, hydrate blockage removal techniques. The importance of laboratory techniques and protocols for evaluating the performance of thermodynamic and low dosage hydrate inhibitors (LDHIs) will be discussed. Particular emphasis is placed on predicting gas hydrate formation conditions for different production scenarios and the design of appropriate hydrate prevention strategies. The course structure: lectures, seminars, written exam, final project.

Курс охватывает различные аспекты по обеспечению потока и борьбе с образованием пробок в трубах (газовые гидраты, парафины, асфальтены, соли, коррозия, эмульсия) с акцентом на газовые гидраты. Рассматриваются природа проблемы, методы диагностики, оценка рисков и профилактические мероприятия и методы по ликвидации засора. Особое внимание уделяется практическим аспектам, которые включают в себя фазовое определение физико-химических свойств пластовых флюидов, примеры поиска нужных данных в записях физико-химических свойств пластовых флюидов, выявление рисков, а также требований эксплуатации, оценку результатов тестирования и их применения в полевых условиях, выявление параметров, которые следует контролировать в течение всего периода разработки нефтяного месторождения. Следующие вопросы, связанные с образованием газовых гидратов в трубах, будут рассмотрены наиболее подробно: условия образования газовых гидратов, особенности применения ингибиторов, методы удаления гидратных пробок, а также лабораторные методы оценки эффективности термодинамических ингибиторов и ингибиторов, снижающих условия для возникновения газогидратов. Изучаются вопросы прогнозирования образования газовых гидратов для различных технологических схем и разработки мероприятий по профилактике образования

3

гидратов. Структура курса: лекции, семинары, письменный экзамен, итоговый проект.

2. Course location within the Structure of the educational program

2. Место дисциплины в структуре ОП

The course is a variable part of the educational program. It is included Module 1 «Science, technology and engineering». Prerequisites: course “Introduction to oil and gas engineering”.

Относится к базовой части. Является обязательным основным курсом. Включен в Модуль 1 «Наука, техника и технологии». Пререквизиты: курс «Введение в нефтегазовое дело».

3. Course learning outcomes 3. Результаты обучения по дисциплине

According to the course learning outcomes, after completion of the Course a student should exhibit the following learning outcomes: В соответствии с результатами обучения после окончания дисциплины студент будет обладать компетенциями, обеспечивающими достижение результатов освоения образовательной программы в соответствии с табл. 1:

4

Table 1 Таблица 1

Compliance of course learning outcomes to program learning outcomes Соответствие результатов обучения по дисциплине результатам освоения образовательной программы

Educational Program Learning Outcomes Планируемые результаты освоения ОП FSES Learning Outcomes Program Requirements Результаты обучения в

соответствии с ФГОС Программные требования

General Culture

LO

General Professional LO

Professional LO Program LO

Skoltech Framework

LO

№ Course Learning Outcomes Результаты обучения по дисциплине ОК ОПК ПК Результаты

освоения ОП (ПРО)

Компетенции в соответствии с требованиями Сколтеха (РО)

Overall, the discipline B целом по дисциплине 1, 2, 3 1,3,4,5 1,2,4 1,2,3 1.1, 1.4, 1.5, 2.1, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4,

4.1, 4.2 Knowledge Знать

1. Acquaintance with different aspects of Flow Assurance for oil and gas production and processing.

Основные способы борьбы с образованием пробок в трубах при нефтяной и газовой добыче и транспортировке.

1 3 1, 2 1, 3 1.1, 1.4, 2.1, 4.2

2. Mechanisms of gas hydrates formation in pipes and in porous media.

Механизмы формирования газовых гидратов в трубах

1 3 1, 2 1, 3 1.1, 1.4, 2.1, 4.2

3. Interrelation among various aspects in Flow Assurance.

Взаимосвязь между различными факторами, влияющими на бесперебойную транспортировку нефти и газа в трубопроводах.

1 3,4 1, 2 1, 3 1.1, 1.4, 2.1, 4.2

Skill Уметь 4. Prediction of hydrate formation and

selection inhibitor to prevent this. Оценивать возможность образования гидратных пробок и

1,3 1,3,4 1 - 1.1, 1.2, 2.1

5

выбирать ингибитор для предотвращения их образования.

5. Identify wax formation conditions and propose techniques for avoiding wax problems.

Выявлять условия образования парафинов и предлагать меры по устранению этой проблемы

1 1 1 - 1.1, 1.2, 2.1, 3.1, 4.1

6. Propose methods to evaluate the risks associated with asphaltene precipitation and deposition.

Оценивать риски образования и накопления асфальтенов.

1 1 1 - 1.1, 1.2, 2.1, 3.1, 4.1

7. Forecast scale formation and propose methods to control them.

Прогнозировать образование солевых пробок и предложить методы борьбы с ними

1 1 1 1 1.1, 2.1, 3.1, 4.1

8. Identify causes of corrosion and options for avoiding and mitigating associated problems.

Выявлять предпосылки проявления коррозии и предлагать способы борьбы с ней.

1,2 1 - 1,2

9. Propose options for reducing the emulsion problems .

Предлагать методы предотвращения образования эмульсий.

2 1 1,2,4 - 1.4, 3.2

Experience Владеть 10. Ability to make oral and written

presentations. Навыками проведения устных и письменных презентаций.

1,3 1,3 1 - 1.1, 1.2, 2.1

11. Ability to work with research literature on petroleum engineering and flow assurance.

Навыками работы с научно-исследовательской литературой по нефтегазовой специальности и обеспечению непрерывного потока в трубах при добыче и транспортировке углеводородов.

1,3,5 1,3 1 - 1.1, 1.2, 2.1,3.3

4. Structure and Content of the Course 4. Структура и содержание дисциплины

Total discipline workload is 6 credits, 162 astronomical hours.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 162 астрономических часа.

6


Course structure Структура дисциплины

Виды учебных занятий, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость в часах

Instructor-based learning activities, hours1 Independent

student learning activities

Контактное обучение, часов2 Самостоятельная работа студентов

Topic #

Lectures

Active learning

Examinations - TOTAL

Non-laboratory

based activities

Laboratory based

activities

№ п/п Topic Тема Лекции Активное обучение Экзамен/

зачеты СРС ИТОГО Практические занятия Лабораторные занятия

1. Introduction to phase behavior, PVT reports, flow assurance.

Введение в проблематику образования пробок в системах добычи, сбора и транспортировки углеводородов.

2 4 - - 14 20

2. Gas Hydrates Газовые гидраты 6 8 - - 16 30 3. Gas Hydrates

in porous media

Газовые гидраты в пористой среде

2 3 - - 13 18

4. Waxes Парафины (Воск) 3 3 - - 11 17 5. Asphaltenes Асфальтены 3 3 - - 11 17

1 Astronomic hours 2 Астрономические часы

7

6. Scales Образование солей 3 3 - - 11 17 7. Corrosion Коррозия 3 3 - - 11 17 8. Emulsion Эмульсия 3 3 - - 12 18

Total by types of activity

Всего по видам активности

25 *40%

30 0 8

TOTAL in course

ИТОГО по дисциплине 63 39%

99 61%

162 100%

* -доля лекционных часов в общем количестве часов контактного обучения * - the ratio of the lecture hours to the total number of contact hours

8


Course content Cодержание дисциплины

Topic Annotated Topic content Тема Содержание темы 1. Introduction to phase

behavior, PVT reports, flow assurance.

Acquaintance with the basic concepts (oil and gas flow, processing, flow assurance). The history of Flow assurance. Structure and mechanism of flow. Phase transferring and PVT diagrams for pure, binary and multi-component systems. PVT conditions. Main aspects of Flow Assurance for Russian industry.


Знакомство с основными понятиями (поток нефти и газа, транспортировка углеводородов, проблемы, связанные с закупоркой труб, и тд.). История развития методов борьбы с образованием пробок при транспортировке углеводородов. Структура и механизм потока. Фазовые переходы и фазовые диаграммы для одно-, двух и многомпонентных систем. ДОТ-характеристики. Основные проблемы, связанные с образованием пробок при транспортировке углеводородов в практике российских компаний.

2. Gas Hydrates Conditions necessary for their formation. Hydrate dissociation versus hydrate formation. Hydrates in low water content systems. Inhibitors. Calculation of thermodynamic inhibitor required. Risk of hydrates in CCS (Carbon Capture and Storage) and prevention options.

Газовые гидраты Условия образования гидратов. Механизмы образования и разложения газовых гидратов. Расчет термодинамических ингибиторов. Риски в системах извлечения и хранения углеводородов и методы их снижения.

3. Gas Hydrates in porous media

Gas hydrate formation in porous media. Natural gas hydrates and relevance of studying. Ecological aspects.


Гидратообразование в поровом пространстве. Природные газовые гидраты и актуальность их изучения. Экологические вопросы, связанные с природными газогидратами.

4. Waxes Introduction to waxes. Conditions that could lead to wax formation. Testing techniques to evaluate the risks associated with wax precipitation and

Парафины (Воск) Общие сведения о парафинах. Условия парафинообразования. Методы оценки риска возникновения парафинов в трубах. Методы частичного устранения и удаления парафинов в

9

deposition. Techniques for avoiding and/or mitigating wax problems.

трубах.

5. Asphaltenes Introduction to asphaltenes. Conditions that could lead to asphaltene formation. Testing techniques to evaluate the risks associated with asphaltene precipitation and deposition. Techniques for avoiding and/or mitigating asphaltene problems

Асфальтены Общие сведения об асфальтенах. Условия образования асфальтенов. Методы оценки риска возникновения асфальтенов в трубах. Методы частичного устранения и удаления асфальтенов в системах извлечения и транспортировки нефти.

6. Scales Introduction to scales, various types of scale. Risk of scale in water flooding. Testing techniques to evaluate the risks associated with scale precipitation and deposition. Risk of halite in gas reservoirs and/or gas storage. Techniques for avoiding and/or mitigating scale problems

Образование солей Общие сведения об процессах выпадения солей. Риски выпадения солей при смешивании вод различного состава. Методы оценки риска возникновения и аккумуляции солевых отложений в трубах. Оценка риска, связанная с образованием галита в газовых пластах или газохранилищах. Методы частичного устранения и удаления солевых скоплений в системах извлечения и транспортировки углеводородов.

7. Corrosion Introduction to corrosion, various types of corrosion. Risk of corrosion in oil and gas production. Testing techniques to evaluate the risks associated with corrosion. Techniques for avoiding and/or mitigating corrosion problems

Коррозия Общие сведения о коррозии трубопроводов. Оценка рисков возникновения коррозии при добыче нефти и газа. Методы оценки риска коррозии. Методы борьбы с коррозией в трубах.

8. Emulsion Introduction to emulsions. Conditions that could lead to emulsion formation. Techniques for evaluation risk of emulsions. Options for reducing the problems associated with emulsion

Эмульсия Общие сведения об эмульсиях. Условия, которые приводят к образованию эмульсии. Методы оценки риска появления эмульсий. Методы снижения осложнений, связанных с эмульсиями.

10

5. Instructions and guidelines for Independent student learning activities

5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

Independent student work on discipline includes preparation for lectures, seminars, as well as implementation of home assignments and individual projects.

Educational and methodical support of Independent student work presented by topics of all kinds of tasks and guidelines for their implementation.

Самостоятельная работа по дисциплине включает подготовку к лекциям, семинарам, а также выполнение домашних заданий и индивидуальных проектов по завершении курса. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы представлено темами всех видов заданий и указаниями по их выполнению.


List of instructions for independent student learning activities Перечень инструкций по выполнению самостоятельной работы студентов

№ Topic Тема List of instructions for Independent student

learning activities

Виды самостоятельной работы студентов и их список

Instructions and guidelines references Перечень учебно-методических указаний и

рекомендаций по их выполнению 1. Introduction to

phase behavior, PVT reports, flow assurance.


Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 1 Essay «Difference in flow assurance for oil and gas industries»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 1 Эссе «Различия в процессах обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти и газа»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the second week of the course. The sample of the task structure is given in section 7. Recommendations and instructions are included in the task. Цель задания: продемонстрировать умение работать с

11

информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца второй недели курса. Образец оформления приведен в разделе 7. Рекомендации по выполнению самостоятельной работы находятся в задании.

2. Gas Hydrates Газовые гидраты Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 2 Essay «Gas hydrates problems in wells and pipelines in Russia» Essay (Self-activity) «Novel methods of gas transportation in gas hydrate form»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 2 Эссе «Трудности, возникающие при образовании газовых гидратов в скважинах и трубопроводах в России», «Новейшие методы по транспортировке природного газа в газогидратной форме»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the third week of the course. The sample of the task structure is given in section 7. Recommendations and instructions are included in the task. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца третьей недели курса.

12

Образец оформления приведен в разделе 7. Рекомендации по выполнению самостоятельной работы находятся в задании.

3. Gas Hydrates in porous media


Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 3 Essay «Natural gas hydrates and relevance of studying»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 3 Эссе «Природные газовые гидраты и актуальность их изучения»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the fourth week of the course. The sample of the task structure is given in section 7. Recommendations and instructions are included in the task. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца четвертой недели курса. Образец оформления приведен в разделе 7. Рекомендации по выполнению самостоятельной работы находятся в задании.

4. Waxes Парафины (Воск) Lecture materials review

Работа с конспектом лекции

Purpose of the task: show ability to work with information, think

13

Recommended literature review Individual home assignment 4 «Waxes»

Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 4 «Парафины»

critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the fourth week of the course. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца четвертой недели курса.

5. Asphaltenes Асфальтены Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 5 «Asphaltenes»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 5 «Асфальтены»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the fifth week of the course. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца пятой недели курса.

14

6. Scales Образование солей

Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 6 «Scales»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 6 «Образование солей»»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the fifth week of the course. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца пятой недели курса.

7. Corrosion Коррозия Lecture materials review Recommended literature review Individual home assignment 7 «Corrosion»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 7 «Коррозия»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the sixth week of the course. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца

15

шестой недели курса. 8. Emulsion Эмульсия Lecture materials review

Recommended literature review Individual home assignment 8 «Emulsion»

Работа с конспектом лекции Дополнение конспекта рекомендованной литературой Индивидуальная домашняя работа 8 «Эмульсия»

Purpose of the task: show ability to work with information, think critically and express competently. Requirements: A4 format, the title page. Deadline: the task has to be handed over until the end of the sixth week of the course. Цель задания: продемонстрировать умение работать с информацией, критически мыслить, грамотно изъясняться. Требования: формат А4, наличие титульного листа. Сроки: работа должна быть сдана до конца шестой недели курса.

9. Application period

Период финальных проектов

Individual project Examples of the topics: 1. Main aspects of flow

assurance. 2. Gas Hydrates. 3. Gas Hydrates in

porous media. 4. Waxes. 5. Scales. 6. Corrosion. 7. Emulsion.

Индивидуальный проект Примеры тем проектов: 1. Основные аспекты в

процессах обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти и газа.

2. Газовые гидраты 3. Газовые гидраты в

поровом пространстве 4. Парафины 5. Солеобразование 6. Коррозия 7. Эмульсия

Purpose of the project: write an analytical report on the chosen topic. Deadline: individual project task has to be handed over until the end of the eighth week of the course. Recommendations and instructions are included in the project task. Цель: написать аналитический отчет по выбранной теме. Сроки: работа должна быть сдана до конца восьмой недели. УМУиР по выполнению итогового проекта представлены в самом задании.

16

6. Type of Assessment of learning outcomes achievement 6. Методы оценивания результатов обучения по

дисциплине


Assessment methods for intended learning outcomes Методы оценки запланированных результатов обучения

Types of Assessment

Методы и средства оценки результатов

Final project

Report on homework

Written Exam

№ Course Learning Outcomes

Результаты освоения дисциплины Итоговый проект

Отчет по домашней

работе

Письменный экзамен

1. Acquaintance with different aspects of Flow Assurance for oil and gas production and processing.

Знать основные способы борьбы с образованием пробок в трубах при нефтяной и газовой добыче и транспортировке. + + +

2. Mechanisms of gas hydrates formation in pipes and in porous media

Знать механизмы формирования газовых гидратов в трубах + - -

3. Interrelation among various aspects in Flow Assurance during oil and gas processing

Знать взаимосвязь между различными факторами, влияющими на бесперебойную транспортировку нефти и газа в трубопроводах.

+ + +

4. Prediction of hydrate formation and selection inhibitor to prevent this

Уметь оценивать возможность образования гидратных пробок и выбирать ингибитор для предотвращения их образования.

+ - +

5. Identify wax formation conditions and propose techniques for avoiding wax problems

Уметь выявлять условия образования парафинов и предлагать меры по устранению этой проблемы. + + +

17

6. Propose methods to evaluate the risks associated with asphaltene precipitation and deposition

Уметь оценивать риски образования и накопления асфальтенов. + - -

7. Forecast scale formation and propose methods to control them

Уметь прогнозировать образование солевых пробок и предлагать методы борьбы с ними. + - +

8. Identify causes of corrosion and options for avoiding and mitigating associated problems

Уметь выявлять предпосылки проявления коррозии и предлагать способы борьбы с ней. + + +

9. Propose options for reducing the emulsion problems

Уметь предлагать методы предотвращения образования эмульсий. + - -

10. Ability to make oral and written presentations.

Владеть навыками проведения устных и письменных презентаций. + + -

11. Ability to work with research literature on petroleum engineering and flow assurance.

Владеть навыками работы с научно-исследовательской литературой по нефтегазовой специальности и обеспечению непрерывного потока в трубах при добыче и транспортировке углеводородов.

+ + -

7. Fund of Assessment tools

7. Фонд оценочных средств

7.1. Summary of assessment tools for formative assessment

7.1. Оценочные средства текущего контроля

Students represent results of their independent work in compliance with table 4. Home assignment should be done in the form of a written report. The sample of the task structure: • title page; • task solution; • program code (if necessary).

По мере изучения курса студенты представляют результаты самостоятельной работы в соответствии с таблицей 4. Домашнее задание сдается в виде письменного отчета. Образец оформления: • титульный лист; • решение задания; • код программы, если имеется.

18

Essay equirements: 1) Volume: 1500-300 words, 2) Contents structure: • Introduction

o prove the relevance of the chosen topic o point out the purpose of the essay o give a summary of the main points

• Body o use information obtained from different sources during the

research o show inaccuracy of the opposite points of view

• Conclusion • List of references Examples of home assignments:

Требования к эссе: 1) Объём: 1500 – 3000 слов; 2) Структура содержания:

• Введение o Обосновать актуальность выбранной темы o Указать цель реферата o Привести краткое изложение основных пунктов

• Основная часть o Использовать информацию, полученную из

источников за время проведения исследования o Продемонстрировать ошибочность

противоположных точки зрения • Заключение • Список литературы

Примеры домашних заданий:

Homework 1 Домашнее задание 1 Write an essay on a given topic and give an answer to one of the questions below.

Essay: Difference in flow assurance for oil and gas industries.

Questions:

1) What is Flow Assurance? Main aspects? Interest for Russian industry. 2) Analyze phase behavior of pure, binary and multi-component systems 3) What is PVT report? How to identify key data? 4) Describe Basic PVT, bubble point, dew point, flash calculations and

phase envelope 5) How to calculate the amount of condensed/produced water?

Напишите эссе на данную тему и дайте письменный ответ на один вопрос из списка ниже. Тема эссе: Различия в процессах обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти и газа. Примеры вопросов: 1) Что такое обеспечение бесперебойного режима подачи потока нефти и газа? Каковы основные направления? Актуальность для российских нефтегазовых компаний. 2) Анализ фазовых переходов чистой, двухкомпонентной и многокомпонентной систем. 3) Что такое PVT фазовая диаграмма? Как с ней работать? 4) Описать PVT, точку кипения, точку конденсации, варианты

19

расчётов фазовых переходов. 5) Как рассчитать количество водяного конденсата / пластовой воды?

Homework 2 Write an essay on a given topic and give two answers to any two questions below.

Essay: Gas hydrates problems in wells and pipelines in Russia. Questions: 1) What are gas hydrates and the necessary conditions for their

formation? 2) Evaluating gas hydrate risks in various scenarios, including drilling,

well intervention, cleaning, testing, start-ups, normal operations, shut-downs

3) Discuss various options for avoiding gas hydrate problems 4) What are inhibitors? How can they prevent gas hydrate problems? 5) What are low dosage hydrate inhibitors? 6) What we need to do if we have already had gas hydrate block in

pipe? Submit a model for gas field in Permafrost. 7) How prevent gas hydrate problems? How to estimate the effectivity

of using method? 8) What difference in kinetics of hydrate formation and dissociation at

positive and negative temperatures? 9) What are the ideal conditions for application of Kinetics Hydrate

Inhibitors (KHIs) 10) Risk of hydrates in CCS (Carbon Capture and Storage) and

prevention options.

Домашнее задание 2

Напишите эссе на данную тему и дайте письменные ответы на два вопроса из списка ниже.

Тема эссе: Трудности, возникающие при образовании газовых гидратов в скважинах и трубопроводах в России.

Примеры вопросов: 1) Что такое газовые гидраты, и каковы необходимые условия для

их образования? 2) Оцените риски, связанные с газовыми гидратами, в процессе

бурение скважин, добычи, сбора, очистки и транспортировки углеводородов, а также на начальном этапе и при остановках разработки.

3) Рассмотрите различные способы предупреждения гидратообразования.

4) Что такое ингибиторы? Как они помогают предотвратить газогидратные проблемы?

5) Что такое ингибиторы снижения возможности гидратообразования?

6) Какие мероприятия необходимо провести для ликвидации уже имеющейся газогидратной пробки в трубе? Предложить модель по ликвидации газогидратных пробок в системах сбора и транспортировки газа, расположенного в области распространения многолетнемерзлых пород.

7) Как избежать трудностей, связанных с газовыми гидратами? Как оценить эффективность того или иного метода?

20

8) В чем различия в кинетике между накоплением и разложением газовых гидратов при положительной и при отрицательной температурах.

9) Какие условия являются идеальными для применения ингибиторов типа KHIs.

10) Риски, связанные с газовыми гидратами в системах CCS (добычи и хранения углеводородов) и методы по предупреждению рисков.

Homework 3

Write an essay on a given topic.

Essay (Self-activity): Novel methods of gas transportation in gas hydrate form. Homework 4

Write an essay on a given topic.

Essay: Natural gas hydrates and relevance of studying.

Homework 5

Give comments on the following topics in written form: 1) Conditions that could lead to wax formation. 2) Testing techniques to evaluate the risks associated with wax

precipitation and deposition. 3) Techniques for avoiding and/or mitigating wax problems.


Напишите эссе на данную тему. Тема эссе (материал для самостоятельного изучения): Новейшие методы по транспортировке природного газа в газогидратной форме.


Напишите эссе на данную тему.

Тема эссе: Природные газовые гидраты и актуальность их изучения.


Сделайте письменный отчет по следующим темам: 1) Условия, которые приводят к образованию воска. 2) Экспериментальные методики для оценки рисков, связанных с

осаждением и накоплением воска. 3) Методы предотвращения и/или сокращения трудностей,

связанных с образованием воска.

21

Homework 6

Give comments on the following topics in written form: 1) Conditions that could lead to asphaltene formation. 2) Testing techniques to evaluate the risks associated with asphaltene

precipitation and deposition. 3) Risk of asphaltene in EOR. 4) Techniques for avoiding and/or mitigating asphaltene problems.

Homework 7 Give comments on the following topics in written form: 1) Risk of scale in water flooding. 2) Testing techniques to evaluate the risks associated with scale

precipitation and deposition. 3) Risk of halite in gas reservoirs and/or gas storage. 4) Techniques for avoiding and/or mitigating scale problems.

Homework 8 Give comments on the following topics in written form: 1) Various types of corrosion. 2) Risk of corrosion in oil and gas production. 3) Testing techniques to evaluate the risks associated with corrosion. 4) Techniques for avoiding and/or mitigating corrosion problems.


Сделайте письменный отчет по следующим темам: 1) Условия, которые приводят к образованию асфальтенов. 2) Экспериментальные методики для оценки рисков, связанных с

осаждением и накоплением асфальтенов. 3) Риски, связанные с образованием асфальтенов при применении

методов увеличения нефтеотдачи пластов. 4) Методы предотвращения и/или сокращения трудностей,

связанных с образованием асфальтенов.

Домашнее задание 7 Сделайте письменный отчет по следующим темам:

1) Риски образования накипи в трубах при обводнении пласта. 2) Экспериментальные методики для оценки рисков,

связанных с образованием и развитием накипи на стенках труб.

3) Риск образования соли в газовом пласте или газовом хранилище.

4) Методы предотвращения и/или сокращения трудностей, связанных с накипью.

Домашнее задание 8 Сделайте письменный отчет по следующим темам: 1) Типы коррозии 2) Риски связанные с образованием коррозии в нефтяной и газовой

промышленности. 3) Экспериментальные методики для оценки рисков, связанных с

образованием коррозии. 4) Методы предотвращения и/или сокращения трудностей,

связанных с образованием коррозии.

22

Homework 9 Give comments on the following topics in written form: 1) Conditions that could lead to emulsion formation. 2) Techniques for evaluation risk of emulsions. 3) Options for reducing the problems associated with emulsion.


Сделайте письменный отчет по следующим темам: 1) Условия, которые приводят к появлению эмульсий. 2) Методы для оценки рисков появления эмульсии. 3) Методы сокращения трудностей, связанных с образованием

эмульсии.

7.2 Summary of assessment tools of summative assessment. 7.2 Описание оценочных средств итогового контроля по курсу.

Summative assessment includes written exam and final project.

Итоговая аттестация по дисциплине включает письменный экзамен и индивидуальный итоговый проект, защищаемый после успешной сдачи письменного экзамена.

Final exam Письменный экзамен Examples of questions:

1. What is Flow Assurance? Main aspects? 2. Flow Assurance Challenges in Russia. 3. Discuss Flow Assurance differences for oil and gas production? 4. Name Flow Assurance challenges in oil production. 5. What are the main Flow Assurance issues in gas production? 6. What are gas hydrates and the necessary conditions for their

formation? 7. Discuss various options for avoiding gas hydrate problems. 8. What are low dosage hydrate inhibitors? 9. How do Anti-Agglomerants prevent gas hydrate problems? 10. What are the ideal conditions for application of Kinetics Hydrate

Inhibitors (KHIs). 11. Self-preservation effect of gas hydrates.

Примеры вопросов письменного экзамена:

1. В чем заключается процесс обеспечения бесперебойного

режима подачи потока нефти и газа? Каковы его основные аспекты?

2. Актуальные для России проблемы, связанные с обеспечением бесперебойного режима подачи потока нефти и газа.

3. Различия в процессах обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти и газа для нефтяной и газовой промышленности.

4. Трудности, связанные с процессом обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти, возникаемые при ее добыче.

5. Трудности, связанные с процессом обеспечения бесперебойного режима подачи потока газа, возникаемые при его добыче.

6. Газовые гидраты и условия, необходимые для их образования

23

12. Natural gas hydrates. 13. Waxes and conditions that could lead to wax formation. 14. Asphaltenes, conditions of formation and techniques for avoiding. 15. What is scale? Various types of scale and risk of scale in water

flooding. 16. Corrosion, conditions of formation and techniques for avoiding. 17. Conditions that could lead to emulsion formation and options for

reducing the problems associated with emulsion. 18. What is PIG? Why we need to use PIG? Types of PIGs.

7. Методы по преодолению трудностей, связанных с газовыми гидратами.

8. Что такое ингибиторы по снижению гидратообразования? 9. Как организовать мероприятия по предотвращению и

ликвидации газогидратных пробок? 10. Каковы идеальные условия для использования KHIs? 11. Эффект самоконсервации газовых гидратов 12. Газовые гидраты в природе 13. Парафины и условия их образования 14. Асфальтены, условия их образования и методы предотвращения

их образования. 15. Что такое солеобразование? Различные типы солеобразования и

риск солеобразования при заводнении газового месторождения. 16. Коррозия, условия появления и методы предотвращения. 17. Условия возникновения эмульсий и методы их устранения 18. Что представляет собой скребок для очистки трубопровода?

Зачем он нужен? Назовите виды скребков для очистки трубопровода.

Final project Each student chooses one project topic.

Итоговый индивидуальный проект Каждый студент выбирает тему из предложенных для индивидуального проекта.

Examples of topics:

8. Main aspects of flow assurance. 9. Gas Hydrates. 10. Gas Hydrates in porous media. 11. Waxes. 12. Scales. 13. Corrosion. 14. Emulsion.

Примеры тем проектов:

1. Основные аспекты в процессах обеспечения бесперебойного режима подачи потока нефти и газа.

2. Газовые гидраты. 3. Газовые гидраты в поровом пространстве. 4. Парафины. 5. Солеобразование. 6. Коррозия. 7. Эмульсия.

24

Requirements to the report: 1. Volume: 15-20 pages. 2. Contents:

a. statement of the problem; b. description of the current situation in this field regarding traditional and nontraditional stocks; c. example of new technologies implementation in the field; d. economic benefit justification; e. branch development consideration; f. conclusion; g. list of references.

Requirements to the presentation: Students should use PowerPoint to create a presentation generalizing results of the individual project. The presentation must consist of 7-10 slides. The main assessment criteria and maximum points: 1) The general literacy and style of the report — 10%; 2) Analytical/scientific methods and approaches — 20%; 3) Depth of the subject understanding— 45%; 4) The presentation and answers to questions — 25%.

Требования к отчету: 1. Объем: 15-20 страниц. 2. Содержание:

a. постановка проблемы; b. описание текущей ситуации в данной отрасли относительно

традиционных и нетрадиционных запасов; c. пример внедрения новых технологий в данной области; d. обоснование экономической выгоды внедрения; e. предложение по развитию отрасли; f. выводы; g. список литературы.

Требования к презентации: Использовать PowerPoint для создания презентации, обобщающей результаты индивидуального проекта. Презентация должна состоять из 7-10 слайдов. Основные критерии выставления оценки и максимальные баллы: 1) Общая грамотность и стиль отчёта — 10%; 2) Аналитические/научные методы и подходы — 20%; 3) Глубина понимания предмета — 45%; 4) Презентация и ответы на вопросы — 25%.

25

8. Final Grading 8. Оценка результатов освоения дисциплины


Grading structure Структура оценки

% of the Final Grade Derived from Each Component № Grade Component Составляющие оценки Доля в итоговой оценке (%)

1. Home assignments Домашние задания (9) 20% 2. Written Exam Письменный экзамен 40% 3. Project Индивидуальный проект 40%

9. Information and Methodological Resources Required for the Course Study

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Main references: 1. Clathrate Hydrates of Natural Gases / by Sloan E.D., Koh C.A. 3rd

edition. CRC Press: Taylor & Francis Group, 2008. ISBN 978-0-8493-9078-4.

2. Natural Gas Hydrates in Flow Assurance / by Sloan E.D., Koh C.A. & A. Sum. Gulf Professional Publishing. 2010.

3. Fundamentals of petroleum refining / by Mohamed A. Fahim ... [et al.] [eBook]. Amsterdam ; London : Elsevier Science, c2010.

4. Oil and security: a world beyond petroleum / Ernst Gabriel Frankel. Dordrecht : Springer Verlag, 2007.


Основная литература: 1. Clathrate Hydrates of Natural Gases / by Sloan E.D., Koh C.A. 3rd

edition. CRC Press: Taylor & Francis Group, 2008. ISBN 978-0-8493-9078-4.

2. Natural Gas Hydrates in Flow Assurance / by Sloan E.D., Koh C.A. & A. Sum. Gulf Professional Publishing. 2010.

3. Fundamentals of petroleum refining / by Mohamed A. Fahim ... [et al.] [eBook]. Amsterdam ; London : Elsevier Science, c2010.



Additional references: Дополнительная литература: 1. Introduction to oil and gas technology / edited by Francis A.

Giuliano. Englewood Cliffs, N.J. Prentice Hall, 1989. ISBN: 0134743547.

2. Developments in petroleum engineering - 1 / edited by R.A. Dawe and D.C. Wilson. Elsevier Applied Science, 1985.

1. Introduction to oil and gas technology / edited by Francis A. Giuliano. Englewood Cliffs, N.J. Prentice Hall, 1989. ISBN: 0134743547. 2. Developments in petroleum engineering - 1 / edited by R.A. Dawe and D.C. Wilson. Elsevier Applied Science, 1985. 3. Fundamentals of gas reservoir engineering / by Jacques Hagoort.

26

3. Fundamentals of gas reservoir engineering / by Jacques Hagoort. Elsevier, 1988. ISBN: 0444429913

4. Fundamentals of reservoir engineering / by L.P. Dake. Elsevier, 1978. ISBN: 044441830X

Elsevier, 1988. ISBN: 0444429913 4. Fundamentals of reservoir engineering / by L.P. Dake. Elsevier, 1978. ISBN: 044441830X

Internet-resources: Internet-ресурсы: 1. Scopus http://www.scopus.com/ 2. Springer www.springer.com 3. ScienceDirect http://www.sciencedirect.com/ 4. State Public Scientific and Technical Library of Russia

http://www.gpntb.ru 5. Prola - American Physical Society http://prola.aps.org

1. Scopus http://www.scopus.com/ 2. Springer www.springer.com 3. ScienceDirect http://www.sciencedirect.com/ 4. State Public Scientific and Technical Library of Russia

http://www.gpntb.ru 5. Prola - American Physical Society http://prola.aps.org

10. Materials and Equipment Required for the Course Study

10. Материально-техническое обеспечение учебного элемента

Equipment, facilities, materials, etc.: Оборудование, помещения, материалы, другое: Audience (till 20 persons): 421, 408.

Syllabus documents and materials on the topics of discipline.

The library, including electronic publications. Access to the Internet through a computer class and Wi-Fi network of the institute. Whiteboard/Flipchart Projector

Аудитория (до 15 человек): 421, 408.

Учебно-методическая документация и материалы по разделам дисциплины.

Библиотечный фонд, в том числе электронные издания.

Доступ к сети Интернет через компьютерный класс и Wi-Fi сеть института.

Проектор

Доска для письма маркерами Software: Программное обеспечение: Microsoft Office Microsoft Office

http://www.scopus.com/http://www.springer.com/http://www.sciencedirect.com/http://www.gpntb.ru/http://prola.aps.org/http://www.scopus.com/http://www.springer.com/http://www.sciencedirect.com/http://www.gpntb.ru/http://prola.aps.org/

27

Course steering document developed by (Authors)

_________________________________________________

Course steering document approved by Educational Program

Coordinator _______________________________________

Reviewer _________________________________________

Рабочая программа дисциплины разработана (авторы)

_______________________________________________

Рабочая программа одобрена координатором

образовательной программы ________________________

Рецензент ________________________________________

Documents

New APPROVED УТВЕРЖДАЮ - Skoltechcrei.skoltech.ru/.../5.1_Gas-Hydrates-and-Flow-Assurance.pdf · 2016. 9. 7. · 2 . 1. Course description 1. Описание дисциплины