一种评价水合物抑制剂性能的新方法

水合物抑制剂的现行评价方法需要在低温、高压条件下进行,且要在体系内通入气体（如甲烷、乙烷、丙烷等）,需要大型的实验设备,实验时间较长。本文以相对分子质量相近的类烃液体（四氢呋喃）代替天然气,在其形成水合物的临界温度下进行实验,忽略压力对形成水合物的影响,根据水合物晶体析出时间的长短来考察水合物抑制剂抑制性的好坏。     

新型天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能

针对现有水合物动力学抑制剂存在的缺点,以N-乙烯基吡咯烷酮为单体,双氧水为引发剂,在氮气作用下,采用溶液聚合法合成了一种动力学抑制剂,利用实验室水合物动力学实验装置,考察了抑制剂的添加量、过冷度等因素对抑制剂性能的影响,研究了新型动力学抑制剂与乙二醇复配的复合型抑制剂的性能。实验结果表明,抑制剂添加量为1 500 mg/L时,在5℃、6 MPa条件下的诱导时间达213 min,抑制剂溶液在过冷度为9.1℃时的诱导时间达59 min;10 000 mg/L动力学抑制剂与15%(w)的乙二醇进行复配,所得复合型抑制剂的诱导时间比单独使用动力学抑制剂的诱导时间延长了234.0%,具有良好的复配效果。     

改性PVP天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能评价

针对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在低温下抑制天然气水合物效果变差,甚至丧失的问题,以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEG2000)为原料,采用沉淀聚合法制备一种低相对分子质量改性PVP天然气水合物动力学抑制剂MNVP。通过单因素法考察了不同反应条件对MNVP相对分子质量的影响,并采用蓝宝石高压可视化装置对MNVP的抑制性能进行了评价。评价结果表明,在4℃、7 MPa(即过冷度为5 K)下,MNVP对天然气水合物的抑制效果明显。当MNVP平均相对分子质量为15.0×10⁴,加量为1.5%时,天然气水合物形成的诱导时间可长达401min。     

基于PVP改性的水合物抑制剂的合成与应用

在聚乙烯基吡络烷酮(PVP)的基础上合成了两种低剂量水合物动力学抑制剂羧基改性的聚乙烯基吡络烷酮(PVPCOOH)和氨基改性的聚乙烯基吡络烷酮(PVPNH_2)。采用FTIR,13C NMR,XPS,GPC等方法对合成的PVPCOOH和PVPNH_2进行表征。在蓝宝石高压定容反应釜中研究了PVPCOOH和PVPNH_2对甲烷水合物生成过程的影响,并与动力学抑制剂PVP进行了比较;同时考察了PVPCOOH和PVPNH_2含量和过冷度对其抑制效果的影响,并对PVPCOOH和PVPNH_2的抑制机理进行了分析。表征结果显示,合成的两种物质PVPNH_2和PVPCOOH分别为氨基改性的PVP和羧基改性的PVP;根据13C NMR谱图计算出PVPCOOH和PVPNH_2的纯度均大于99%;PVPNH_2,PVPCOOH,PVP三者的相对分子质量分布均较集中。实验结果表明,PVPCOOH和PVPNH_2比PVP的水溶性好;PVPCOOH跟PVP的抑制效果相当,但PVPNH_2比PVP的抑制效果差;PVPCOOH和PVPNH_2的浓度对最大过冷度的测定无明显影响。     

高持液率下抑制剂对天然气水合物生成与浆液流动的影响

搭建了一套高压可视流体环路,研究了在80%高持液率下NaCl溶液、动力学抑制剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）及其复配体系对天然气水合物的生成、浆液流动及形态变化的影响。实验结果表明,NaCl溶液对天然气水合物的初始成核速率具有很好的抑制作用,当NaCl含量为5%(w)时,水合物生成诱导时间比纯水体系延长了186%;随着NaCl含量的增加,生成的水合物量不断减少,浆液流动性增强;PVP可延长天然气水合物生成的诱导时间,仅0.025%(w)的PVP即可使诱导时间延长近50%;0.500%(w)PVP的抑制效果最佳,生成的水合物量最少;3%(w)NaCl溶液与PVP的复配体系对天然气水合物的生成速率具有显著的抑制作用,与纯PVP体系相比,在PVP含量为0.10%(w)时,水合物生成诱导时间延长了66.9%,固相分数减少了23.5%,水合物浆液呈细泥沙状,流动性较好。     

陕北气田动力学型水合物抑制剂研究

实验研究了PVP,PCVap,VC-713,BCS及其复配物对抑制陕北气田天然气水合物生成的影响。发现抑制剂为单一组分时,PVP的综合性能最佳,抑制时间为800min。复配使用可大大提高性能,质量比为1∶1的PVP/VC3713组合抑制剂抑制时间达5800min,质量比为2∶1∶1的PVP/VC-713/BCS组合抑制剂抑制时间达14700min。PVP覆盖在水合物晶粒表面形成孔道较为疏松多孔膜,而VC-713形成膜的孔道更为致密,同时BCS分子进一步阻止水分子参与水合物笼的形成,三者共同作用增强了抑制能力。     

动力学水合物抑制剂复配效果

目前的水合物抑制方法主要有除水法、加热法、降压控制法和添加化学抑制剂法。动力学抑制剂(LDHI)是相对于传统的热力学抑制剂而言的,通过动力学抑制剂的加入,主要降低水合物的形成速率,延长水合物晶核形成的诱导时间或改变晶核的聚集过程。动力学抑制剂PVCap与甲醇可复配作为钻完井及深水管道中的水合物抑制。降低温度、增加压力、减小浓度,复配抑制效果变差。抑制剂PVCap与醇或盐复配,温度较高(4℃)时,复配效果较好,与NaCl复配效果要好于甲醇,而且可减少成本;温度较低(1℃)时,复配需慎重,加入NaCl或甲醇,可能会降低抑制效果。     

国外动力学水合物抑制剂研究进展

主要介绍了国外动力学水合物抑制剂的研究与使用的现场情况,以及动力学水合物抑制剂使用的各种管道输送条件(包括现场管道输送压力、温度、油气水流量和比例、管道直径与长度等)对其使用效果的影响.     

水合物抑制剂NADN的合成及抑制性能评价北大核心CSCD

目的解决天然气在集输和开采过程中形成的天然气水合物堵塞管道、井筒以及地层中的多孔介质等问题。方法用N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、烯丙基聚乙二醇(APEG-1000),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-羟甲基丙烯酰胺(N-HAM)合成了一种动力学水合物抑制剂NADN,利用单因素实验法得到其最优合成条件。结果单体配比n(NVP)∶n(DMDAAC)∶n(N-HAM)∶n(APEG-1000)=1∶2∶2∶0.3,反应温度60℃,反应时间6 h,单体质量分数35%,引发剂加量为单体总质量的0.3%,通过红外谱图与核磁共振氢谱验证其结构与最初设计结构一致。结论经实验证明,当抑制剂质量分数达1.05%时,能够在环境温度为-18℃时表现出优良的抑制效果,其水合物的结冰温度可低至-7.5℃。     

新型天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能

以N-乙烯基己内酰胺(NVCL)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基咪唑(NVI)及丙烯酰胺(AM)为单体,偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(AIBI)为引发剂,无水乙醇(AE)为溶剂,通过溶液聚合法制备了PNVCL和几种共聚物。用凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物分子量(Mn)进行了测定,通过高压恒容法评价了聚合物对天然气水合物的抑制性能,并与商业抑制剂VC-713进行了对比。结果表明:加入少量抑制剂即可有效抑制NGH生成;抑制剂对NGH生成的抑制时间随搅拌转速的增大而减小,随分子量和浓度的增大而增加;在聚合物Mn为30000,w(抑制剂)为2%,4℃,搅拌转速200r/min的测试条件下,PNVCL、P(NVCL/NVP)、P(NVCL/NVI)、P(NVCL/NVP/NVI)、VC-713对水合物的抑制时间分别为22h、23.5h、30h、19.5h。     

新型天然气水合物抑制剂的开发与应用

概述了近几年来国外对新型天然气水合物抑制剂的开发动向,其中包括水合物动力学抑制剂和防聚剂的开发、现场试验和应用。     

动力学水合物抑制剂GHI-1的研制及性能评价

随着近年来国内外大量高含硫酸性气田的不断开发,天然气水合物的形成与堵塞防治问题引起了科研生产工作者的极大关注。甲醇、乙二醇等传统热力学抑制剂有毒、药剂用量大,会产生大量酸性污水难于处理,不能完全满足防止高含硫酸性天然气水合物形成的需要。本文介绍了新型动力学水合物抑制剂GHI—1的制备、性能评价方法及对含硫酸性天然气水合物形成抑制的性能评价结果。评价结果表明,动力学抑制剂GHI-1对于防止高含硫化氢酸性气体的甲烷天然气Ⅰ型结构水合物的形成具有较好的抑制效果。对于H2S含量为0．82%、CO2含量为2．43％的低合硫甲烷天然气,在8．0MPa、5℃（过冷度为8．2℃）的条件下,加注5％的动力学抑制剂GHI—1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于乙二醇加量的1／4。对于H2S含量为7．92％、CO2含量为1．61％的高含硫甲烷天然气,在8．0MPa、10℃（过冷度为9．85℃）的条件下,加注10％的动力学抑制剂GHI-1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于甲醇加量的1／2和乙二醇加量的1／3。     

An Experimental Study on the Synergetic Effects of Kinetic and Thermodynamic Gas Hydrate Inhibitors

Gas hydrate can be inhibited by using hydrate inhibitors, such as thermodynamic inhibitors (e.g., methanol and salts) and kinetic inhibitors (KHIs; polymer based). The study of kinetic hydrate inhibitors is paid growing attention in recent years because of its low dosage and environment friendly features, but its application is restricted at high sub-cooling conditions. In this study, the combination of kinetic hydrate inhibitor (polyvinylcaprolactam based) and thermodynamic inhibitors (methanol and NaCl) was investigated in terms of the synergetic effect of the two types of hydrate inhibitors and the effects of pressure and sub-cooling time on the kinetic inhibition effect. The results show that the combined system has a good synergetic effect, which can make the KHIs to stand at higher sub-cooling conditions. The performance of polyvinylcaprolactam and methanol is better than that of polyvinylcaprolactam and NaCl, and the combined system can be also greatly affected by high pressure and long sub-cooling time.     

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。     

新型天然气水合物抑制剂的研究

采用溶液聚合法合成了新型动力学抑制剂聚N-乙烯己内酰胺共聚物(P(VCL-A),VCL为N-乙烯基己内酰胺,A为含酯基单体),并用IR和GPC表征了其结构。将P(VCL-A)分别与甲醇、乙二醇等增效剂进行复配,通过四氢呋喃法研究了复合型抑制剂对天然气水合物的抑制性能,探讨了增效剂种类及添加量、抑制剂添加量等对抑制性能的影响。实验结果表明,增效剂的加入显著提高了P(VCL-A)的抑制能力,当3%(w)P(VCL-A)分别与5%(w)甲醇、5%(w)乙二醇复配时,诱导时间分别超过75 h和60 h。复合型抑制剂能承受较高的过冷度,当过冷度超过10℃时还有明显的抑制作用。     

天然气水合物新型抑制剂的研究进展

概述了天然气水合物新型抑制剂相对于传统的热力学抑制剂的优点,介绍了新型抑制剂的类型、发展现状、抑制机理和常用抑制剂的合成及新型抑制剂的结合使用,并指出今后研究工作的发展方向。     

复合型天然气水合物抑制剂的研究进展

简要介绍了抑制天然气水合物生成的动力学抑制剂、热力学抑制剂和防聚剂;综述了复合型水合物抑制剂的最新研究现状;着重阐述了以动力学抑制剂为主剂、以热力学抑制剂和防聚剂为助剂的复合型水合物抑制剂的复配方案和抑制性能,以及复合型水合物抑制剂中不同组分之间的协同作用机理;同时指出了当前复合型水合物抑制剂存在的问题及今后的研究方向。     

天然气水合物抑制过程中甲醇用量的影响

采用可视化高压流体测试装置,考察了甲醇含量对陕北某气田天然气水合物生成条件的影响。实验结果表明,气体组成对其水合物的生成条件有较大的影响,大分子气体或液态烃的存在可显著降低水合物的生成压力;甲醇含量对水合物生成的温度降有较大影响,甲醇含量越高,水合物生成温度降越大;水合物生成压力的对数(lgp)与温度(t_e)呈线性关系,不同甲醇含量时水合物生成条件的lgp～t_e曲线相互平行;甲醇质量分数小于30%时,Hammerschmidt方程和Nielsen-Bucklin方程对水合物生成温度降的预测偏差较小,但甲醇质量分数大于30%时,预测偏差较大;采用Nielsen-Bucklin修正式,预测甲醇用量的偏差小于2%。     

温黄气田冬季生产水合物堵塞原因分析及防治对策

针对温黄气田天然气集输系统冬季生产水合物堵塞现状,结合水合物形成条件及现场集输工艺,分析了温黄气田天然气生产管线发生水合物堵塞的主要原因,介绍了动力学水合物抑制剂CT5-54的现场试验情况以及四年来在水合物堵塞防治方面取得的成功经验与认识。