天然气水合物生成溶液的表面张力研究

提出使用高性能的氟碳表面活性剂来促进天然气水合物的生成,并通过实验研究了氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂及其复配后的表面活性性能,分析了配比、浓度和温度对复配溶液表面张力的影响,提出相应的表面张力计算关联方法。最后分析研究了压力对天然气水合物溶液表面张力的影响,提出利用等张比容法(基团贡献法)计算表面张力。此研究为表面张力对天然气水合物形成的影响提供一定的研究基础。     

含天然气水合物的海底多相管输及其堵塞风险管控

为了提升深水油气开发海底输送系统多相流动的安全运行水平、推进"天然气水合物(以下简称水合物)浆液输送技术"的工业化应用进程,基于所搭建的水合物流动保障实验平台,结合水合物动力学生成机理、多相流动规律和可靠性理论,开展了含水合物的海底多相管输及其堵塞风险理论与技术研究。研究结果表明:①水合物颗粒的存在,会减少分层流区域,增强段塞流动趋势,更易形成环状流和波浪流,基于小扰动法所建分层流判别准则,能合理划分实验流型数据;②考虑水合物颗粒间聚并剪切,结合有效介质理论,建立了水合物浆液的黏度、阻力计算方法,预测精度均在±20%以内;③提出了含水合物多相管输的临界悬浮流速概念,分别建立了低于该流速的气浆、高于该流速的固液多相流动机理模型,能更加合理地描述水合物颗粒与多相流动耦合影响规律;④观察到水合物壁面沉积4阶段历程,通过不同实验条件下水合物沉积率的定量表征分析,揭示了各因素对水合物壁面沉积的作用机理;⑤定量分析了不同流型下水合物颗粒的聚并沉积状态,定性分析了各流型中水合物的堵塞机理及风险;⑥引入可靠性理论,建立了以水合物体积分数为判定条件的极限状态方程,耦合抽样及快速求解理论,实现了含水合物多...     

表面活性剂对天然气水合物合成影响的实验研究

为研究钻井液化学成分对天然气水合物的影响作用,利用天然气水合物人工合成实验系统进行了天然气水合物的人工合成实验.在天然气水合物的合成过程中,分别对天然气-水溶液体系中加入表面活性剂(Sodium Dodccyl Sulfate)与未加入表面活性剂时水合物的生成时间、生成温度、生成压力及表面活性剂的浓度等对生成过程的影响进行了实验.在加入表面活性剂的天然气-水溶液体系中,由于表面活性剂的存在加速了气体和水溶液体系的接触面,从而加速了水合物的生成、降低了水合物的生成压力、提高了相同条件下的生成温度,即表面活性剂的存在改变了天然气水合物的生成条件,而且增加了水合物中的含气率.因此,表面活性剂用于配置钻井液有利于保持天然气水合物井的井壁稳定.     

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天然气水合物是一种类似冰的笼型晶体水合物。它的生成与压力，温度，气水接触面积以及添加剂等因素有关。利用天然气水合物储气实验台，实验研究了不同类型的表面活性剂（包括阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂）对天然气水合物生成的影响，主要研究了它们对天然气水合物生成速度，储气密度，诱导时间以及虚拟水合数的影响。结果表明：不同类型的表面活性都不同程度提高了水合物生长速度和储气密度，缩短了水合物形成的诱导时间，并使虚拟水合数接近于理论值。     

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文章利用新建立的实验台研究了十二烷基硫酸钠（SDS）和烷基多糖苷（APG）对天然气水合物形成过程的影响。表面活性剂可促进天然气在水中的溶解，从而提高水合物的形成速度。根据表面活性剂对天然气水合物形成耗气量的影响，实验表明十二烷基硫酸钠和烷基多糖苷在水合物形成体系中的临界胶束浓度分别为300 ppm和500 ppm。在临界胶束浓度表面活性剂溶液体系中，实验结果表明微量的表面活性剂减少了水合物形成诱导时间，提高了水合物形成速度和水合物形成的耗气量，并使水合物在静止系统中快速生长。混合表面活性剂可进一步提高水合物的形成速度，但不利于提高水合物形成的耗气量。     

表面活性剂对天然气水合物的作用

概述了表面活性剂对天然气水合物的作用, 一方面可用表面活性剂来提高水合物的生成速率, 因天然气水合物的巨大储气特性和方便、安全的存储方式使其具有极大的工业应用前景; 另一方面, 可用表面活性剂来抑制水合物的生成, 在天然气的整个流动过程中, 一旦形成水合物, 就会造成设备及管道堵塞, 影响正常的生产和运输, 甚至造成停产等事故。所以, 加入少量的表面活性剂来避免水合物的生成显得尤为重要。     

表面活性剂对天然气水合物生成促进的研究

天然气水合物又称“可燃冰”,储气能力大,其生成与压力、温度、气水接触面积以及添加剂等因素有关。概述了天然气水合物生成的促进研究现状,介绍了不同类型的表面活性剂,包括阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠SDBS、十二烷基硫酸钠SDS）、非离子表面活性剂（烷基多糖苷APG）对天然气水合物生成的影响,主要研究了不同类型表面活性剂对天然气水合物表观水合数、储气密度以及诱导时间的影响,同时分析了表面活性剂加速天然气水合物生成的机理。结果表明：不同类型的微量表面活性剂都不同程度地促进了天然气水合物的生成,改变了水合物的形成机理;探索研究新的添加剂,有着重大意义。     

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通过实验研究了表面活性剂对水－天然气体系生成天然气水合物的影响情况。得出的结论是：表面活性剂能有效降低水气界面的界面张力，增快气体分子进入水气界面层的速率，极大地提高水合物生成速率；在一定的温度和压力下，当表面活性剂SDS的浓度为300ppm时，水气界面的界面张力最小，进入水气界面层的分子速率最大、数量最多；在水气界面层生成的水合物会向反应器壁移动，产生新的水气界面层，继续水合物的生成，当生成的水合物逐渐增多时，水合物将覆盖整个水气界面层，从而阻止水合物的生成。     

天然气水合物生成促进因素的研究进展

概述了天然气水合物生成过程中的影响因素,如添加剂(包括表面活性剂、纳米颗粒等)、气体组分及外场等,对水合物生成的影响。添加剂中的表面活性剂能促进水合物的生成,但低浓度的表面活性剂对水合物的生成热力学行为无影响;纳米颗粒通过加快水合物晶体结构的生长来促进水合物的生成。气体组分中除N2外,丙烷和H2S等其他气体对水合物的生成有明显的促进作用。外场中的磁场能提高水合率,扩展水合物的生长区域,利于水合物的生成;而有关电场、超声波及微波对水合物生成的作用,相关研究还较少,将是未来需要重点关注的领域。     

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在天然气输送,处理加工及轻烃回收工艺过程中,无论设计、试验、生产都必须防止水合物的形成,使过程正常进行。其形成的条件总是与操作温度。压力和相对密度有关。其相互关系的曲线见图1。当含     

非离子表面活性剂对天然气水合物形成过程的影响

天然气水合物是一种新型的燃料，影响它形成因素主要有压力、温度、气水接触面积以及添加荆等。利用新建立天然气水合物储气实验台，实验研究了新型非离子表面活性剂——烷基多糖苷(APG)对天然气水合物形成过程的影响，主要研究不同质量浓度的APG水溶液对天然气水合物形成速度、含气率φNG、诱导时间以及水合数的影响。实验结果表明非离子表面活性剂APG能提高水合物生长速度以及含气率，并缩短水合物形成的诱导时间。     

复配表面活性剂对气体水合物生成液表面张力的影响

为揭示表面活性剂促进气体水合物生成的机理,研究了复配表面活性剂对气体水合物生成液表面张力的影响。在273.15²83.15 K内,采用铂金板法测定了氟碳表面活性剂Intechem-01(FC-01)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配表面活性剂溶液的表面张力,研究了表面张力与温度、复配表面活性剂含量和复配比的关系,并分别利用线性方程、衰减指数函数式和二次多项式进行拟合。研究结果表明,FC-01的最低表面张力为16.8 mN/m,SDS的最低表面张力为34 mN/m,在低温下二者显示出良好的复配效果;复配表面活性剂溶液的表面张力随FC-01含量的增加而降低,当复配比(FC-01占表面活性剂总质量的比例)为0.6283.15 K内,采用铂金板法测定了氟碳表面活性剂Intechem-01(FC-01)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配表面活性剂溶液的表面张力,研究了表面张力与温度、复配表面活性剂含量和复配比的关系,并分别利用线性方程、衰减指数函数式和二次多项式进行拟合。研究结果表明,FC-01的最低表面张力为16.8 mN/m,SDS的最低表面张力为34 mN/m,在低温下二者显示出良好的复配效果;复配表面活性剂溶液的表面张力随FC-01含量的增加而降低,当复配比(FC-01占表面活性剂总质量的比例)为0.6⁰.7时,表面张力最低,达到最佳复配比;曲线拟合相关系数超过0.94,拟合效果良好。     

水合物应用

综述了国外水合物研究的现状，归纳总结了现有的水合物应用方式。主要剖析了天然气水合物储运天然气技术在国外的应用现状及其工业使用价值，目前该技术在国外已经有了三种比较完善和典型的工艺流程，其中有些工艺已经在油田上使用。通过对这些技术的对比，可从中学习和借鉴国外先进的经验和方法，对国内的天然气输送研究有极大的帮助。最后展望了水合物未来的研究前景和方向。     

天然气水合物新型抑制剂及水合物应用技术研究进展

天然气水合物的生成具有双重性，一方面在天然气开采和集输过程中，水舍物的生成会造成集输管线和生产设备堵塞，不仅直接影响油气工业的正常生产还会带来严重的安全问题；另一方面，基于天然气水合物的各种应用技术又具有诱人的工业应用前景。简要综述了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）两种低剂量水合物抑制剂（LDHI）以及水舍物在天然气储运和气体分离等方面应用技术的研究进展，着重介绍了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）的抑制机理、研究和应用现状及现场使用经验。     

天然气水合物和天然气脱水新工艺探讨

探讨了天然气水合物的发展过程、形成条件以及对天然气输送管道的腐蚀堵塞作用,对我国天然气脱水创新技术———膜法脱水、汽提脱水的原理与工艺过程进行了全面论述。考察了气体处理量及操作压力等对我国1.2×105m3/d天然气膜法脱水的工业试验装置的脱水过程的影响。     

气田采气管线天然气水合物生成条件预测

延长气田地面集气工程采用高压集气工艺,天然气在井口未经任何处理,经高压采气管线输送至集气站内进行集中处理。在一定温度和压力条件下,极易在采气管线中形成天然气水合物堵塞管道,影响采气管线的正常运行,因此,对采气管线水合物的生成条件进行预测是非常必要的。结合天然气管道动力学与天然气水合物统计热力学模型,利用VB编制了计算软件,以延长气田采气管线为例,对管线中天然气水合物的生成条件进行预测和分析,从计算结果可以看出,该水合物生成条件的计算方法在实际工程应用中具有一定的实用价值。     

海域天然气水合物的形成及其对钻井工程的影响

将气体生成水合物的条件与深水钻井井筒温度压力、地层温度压力分布相结合，证实了深水钻井过程中形成水合物和钻遇天然气水合物层的可能性。天然气水合物的形成会改变钻井液的性质、堵塞井筒、环空及防喷器；水合物层的分解会造成沉积物坍塌、井壁失稳，引起井漏、井喷等一系列问题，给钻井作业造成巨大的经济损失，甚至使钻进无法正常进行。国内外近几年在天然气水合物研究勘探方面的经验表明，解决水合物问题常用的方法是加入水合物抑制剂，或者是采取必要的措施来防止井喷，将钻井液中的气体循环出去。