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。     

天然气水合物抑制剂

概述了抑制天然气水合物生成的方法,重点介绍了水合物生成温度降与抑制剂浓度的关系,列出了几个关系式,最后简介了水合物抑制剂的发展动态.     

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。     

组合型水合物抑制剂评价及应用

针对陕北地区冬季气温较低,天然气采气管线生产过程中容易形成水合物堵塞管道及设备的问题,为了替代甲醇,开展了新型水合物抑制剂的筛选评价室内研究,筛选出了一种用于防止采气管线水合物形成的组合型水合物抑制剂,并在此基础上进行了现场试验应用。试验结果表明,该型抑制剂加注量在2.0%(w)时,抑制时间超过1400 min;采出水处理后悬浮物(SS)的质量浓度降至4.8 mg/L,油质量浓度小于15 mg/L,pH值小于8,该抑制剂有助于水处理过程,处理后水质完全满足SY/T 6596-2016《气田水注入技术要求》。     

天然气水合物动力学抑制剂的评价方法

天然气水合物动力学抑制剂的开发对天然气(尤其是深海天然气)开采工业具有重要意义。本文介绍了国内外近年来新发展的动力学抑制剂评价方法,分析讨论了抑制效果研究中的测试原理,并展望各种评价方法在今后研究中的发展前景。     

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。     

组合型水合物抑制剂的评价及应用

针对陕北地区冬季气温较低,天然气采气管线生产过程中容易形成水合物堵塞管道及设备的问题,为了替代甲醇,开展了新型水合物抑制剂的筛选评价室内研究,筛选出了一种用于防止采气管线水合物形成的组合型水合物抑制剂,并在此基础上进行了现场试验应用。试验结果表明,该型抑制剂加注量在2.0%(w)时,抑制时间超过1400 min;采出水处理后悬浮物(SS)的质量浓度降至4.8 mg/L,油质量浓度小于15 mg/L,pH值小于8,该抑制剂有助于水处理过程,处理后水质完全满足SY/T 6596-2016《气田水注入技术要求》。     

通过HYSYS计算天然气水合物抑制剂注入量

在天然气处理工艺中,为了防止天然气在输送过程中形成水合物堵塞管路,有必要在管路系统中加入抑制剂,通过注入甲醇、乙二醇等抑制剂可以降低水合物形成温度,达到防止水合物生成的目的.通过HYSYS工艺模拟软件中的水合物形成预测模型可以找到一种抑制剂注入量的计算方法.软件计算是一种快速、有效的方法,在此基础上考虑工程经验和设计余量,为工程设计提供可靠保证.     

对天然气水合物抑制剂甲醇用量的实验研究

新近的现场实验表明：在抑制一的体系中比在完全不存在抑制剂的体系中更易形成水合物堵塞。为测定甲醇与乙二醇的低浓度溶液对水合物形成过程的影响所进行的实验室研究也表明：虽然在具备足够浓度的情况下甲醇与乙二醇都是有效的水合物抑制剂，但他们的低浓度溶液却反而会加快水合物的形成速度，增加水合物的形成数量。而且，这种低浓度溶液的存在进一步影响到所形成水合物的颗粒大小。     

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%。     

化学类添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究

在高压搅拌式定容反应釜中对几种单组分化学添加剂及组合型化学添加剂抑制天然气水合物形成的影响进行了实验研究,同时与动力学抑制剂PVP（聚乙烯吡咯烷酮）及inhibex501（乙烯基己内酰胺与乙烯基吡咯烷酮的共聚物溶于2-丁氧基乙醇）的抑制性能进行了对比。结果表明。单组分化学添加剂对天然气水合物的生成具有一定的抑制作用,而组合型化学添加剂抑制天然气水合物生成的时间大大延长,与动力学抑制剂PVP和inhibex501相比,在抑制期内组合型化学添加剂体系中天然气水合物平均生成速率大大降低,抑制效果优于动力学抑制剂PVP和inhibex501。     

油田天然气水合物的形成及预防

根据中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司长庆气田地面建设特点,介绍了该气田预防天然气水合物生成的方法及甲醇回收再生工艺技术。指出采用膜分离脱水、动力学抑制剂和混合型抑制剂法是预防天然气水合物的发展方向。     

含低剂量抑制剂的四氢呋喃水合物生成过程

在-5℃以下和常压条件下,以四氢呋喃(THF)水溶液(THF与水质量比为21∶79)为基础,采用金相显微镜研究了THF水合物的生成过程。实验结果表明,含有0.5%(w)抑制剂VC-713时,在9.4℃过冷度下需要温度突降才能激发生成THF水合物;THF水合物生成时先呈条状或枝状晶枝,之后水合物在晶枝之间填充,最终在观察区域内THF水合物呈絮状;实验条件下THF水合物形成迅速,在75 s内全部生成;随着过冷度和晶核的增加,初期生成THF水合物的反应速率较慢,随后反应速率迅速加快;不含抑制剂VC-713时,THF水合物可在9.4℃过冷度下迅速生成,水合物晶枝出现后,迅速以已有晶枝为中心扩展至整个观察区域。     

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。     

一种喷雾方式制备天然气水合物的实验系统

根据目前的水合物制备技术,设计了一套以喷雾强化方式制备天然气水合物的实验系统,并对水合物的制备过程进行了实验研究。整个系统包括实验装置的硬件组成和恒温控制与数据采集软件系统。实验证明,这套系统能很好地应用于天然气水合物制备过程的特性和工艺研究。     

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。     

Predicting Natural Gas Hydrate Formation Temperature Using Levenberg-Marquardt Algorithm

In this study, two new correlations are proposed to predict the natural gas hydrate formation temperature as a function of pressure and specific gravity. The first correlation has been developed using Vandermonde matrix and the coefficients of the second correlation have been obtained by Levenberg-Marquardt algorithm. The error analysis shows the good performance of the two new proposed correlations to predict hydrate formation temperature compared to correlations presented earlier and also the experimental values.     

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。     

天然气水合物成藏机理及主控因素

天然气水合物在世界范围内分布广泛,主要分布在海洋和冻土带地区,并与地质构造环境密切相关。目前已发现的天然气水合物矿点,主要是通过似海底反射地震显示进行识别的。天然气水合物的甲烷来源主要有生物气、热解气和无机成因气,大多数研究主要立足于甲烷气的成因来探究天然气水合物的聚集和成藏机理。分析了天然气水合物形成的主控因素,包括气源、沉积、构造、温压等条件,这些条件控制着天然气水合物的赋存状态、形成规律和规模大小,并对墨西哥湾天然气水合物成藏有利条件进行了分析,对我国天然气水合物的勘探有借鉴意义。