هيدرات الغاز

 ** هيدرات الغاز**:

&عند درجة حرارة وضغط محددين ، تشكل الغازات الطبيعية مع الماء اتحادات صلبة تسمى الهيدرات ، شكلها مشابه للثلج المجمد بمظهره ، و كثافتها تتعلق بتركيبها.

 هذه الهیدرات هي اتحادات فيزيائية - كيمائية ، تتصف بإحلال جزيئات مادة في أخرى ، وبشكل خاص إحلال الهيدروكربونات في الماء عند أو تحت درجة الحرارة المسماة (درجة حرارة الهيدرات).&

**الشروط الأولية المحفزة لتشكل الهيدرات هي** :&

 1. الغاز عند أو تحت نقطة الندى للماء عندما يوجد بشكل حر.

 2. درجة حرارة منخفضة .

 3. ضغوط مرتفعة .&

**الشروط المساعدة لتشكل الهيدرات هي **:&

 1. السرعات العالية والارتجاج (الاضطراب ) .

 2. تأرجح الضغط .

 3. بداية هیدرات کریستالية صغيرة (نواة) .

4.موضع فيزيائي لتشكل الهيدرات (منعطفات أنابيب ، منظم الضغط ، فتحات)

5. تواجد الغازات (HS) و (CO2) .

يعيق تشكل الخيارات على جدران الأنابيب حركة الغاز ، بل ويشكل أحيانا سدادات لمنع حركته ، مما يضر بالصناعة الغازية نظرا لما يستهلكه البحث عن هذه السدادات الهيدراتية وإزالتها من زمن طويل و كلف كثيرة .

يمكن أن تتشكل الهيدرات الهيدروكربونية في الوسط المسامي للطبقة إما في المنطقة القريبة من قاع البئر ، عند الانخفاضات الكبيرة في الضغط و درجة حرارة الغاز حتى درجة حرارة تشكل الهيدرات ، أو بشكل مباشر في الطبقة قبل إدخال المكمن في الاستثمار عندما تكون درجة حرارة المكمن أقل من درجة حرارة التوازن لتشكلها.

يمكن أن تتشكل الهيدرات عند درجات حرارة مرتفعة ، ولكن توجد درجة حرارة حرجة لا تشكل الهيدرات في درجة أعلى منها ، على سبيل المثال ، درجة الحرارة الحرجة للميتان (22°C) أو (71°F) .

 يمكن تحديد درجة حرارة تشكل الهيدرات ، بالعلاقة مع الضغط والكثافة النسبية للغاز من الشكل التالي :

درجة الحرارة الحرجة لتشكل الهيدرات

في حال الانخفاض المفاجئ لدرجة الحرارة ، تتشكل الهيدرات عند شروط الضغط والحرارة إلى يسار خط الهيدرات كما هو واضح على الشكل السابق

يجب الإشارة إلى أن منحنيات الشكل المذكور طبق ، فقط ، للغازات الطبيعية الحلوة إذ ربما لا تعطي قيم دقيقة لتشكل الهيدرات عند وجود الغازات الحامضية .. حيث يتم تصنيف الغاز الطبيعي إلى حلو أو مر تبعا لنسبة غاز (HS) وغاز( CO2) فيه ، لذلك يجب الأخذ بالاعتبار نسبة وجود كل من (HS) والآزوت و غاز (CO2) في الغازات ، لأن وجودها يغير من شروط تشكل الهيدرات . إذ يرفع وجود كل من غاز (HS) و غاز (CO2) درجة حرارة التشكل بشكل كبير مما يزيد من إمكانية تشكل الهيدرات ، أما غاز الآزوت فتأثيره معاكس ، إذ يخفض وجوده من درجة حرارة التشكل .

كما يجب الإشارة إلى أن تشكل الهيدرات تفاعل ناشر للحرارة . تتشكل الهيدرات أيضا من مركبات الغازات الطبيعية ، وصيغتها كالآتي :

يوجد في الطبيعة ما يسمى بمكامن الهيدرات الغازية ، حقل "ميسايا خسكي" في روسيا ، وهناك اعتقاد بأن الاحتياطيات الكبيرة للغاز الطبيعي يرافقها مكامن الهیدرات تتوضع في الصخور المتجمدة الأزلية ، وفي قيعان المحيطات حيث تتراوح درجة الحرارة فيها من ( 2- 3°C) .&

**استخدام طرق مختلفة لمحاربة تشكل الهيدرات منها** :&

 1. الدعم الحراري لنظام الاستثمار .

 2. إدخال مثبطات خاصة في تيار الغاز ، کالميتانول .

 3. إبعاد بخار الماء من الغازات .

كما يمكن استخدام الطرق المذكورة مجتمعة في حال التمدد المفاجئ الذي يرافقه انخفاض في درجة الحرارة ، يمكن استخدام المنحنيات المبينة في الأشكال :  عند كثافة نسبية معينة لتحديد ظروف تشكل الهيدرات أثناء تغير درجة الحرارة و تغير الضغط من الأولي إلى النهائي .&

شروط تشكل الهيدرات عند الكثافة النسبية 0.6