[发明专利]一种防止水合物阻聚剂失效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止水合物阻聚剂失效的方法。

背景技术

在进行海上石油和天然气开采时，天然气或石油运输管道中，悬浮在碳氢化合物中的小水滴在一定条件下很容易生成水合物，导致输油、气管道的堵塞。根据输油管线中水合物生成的条件，一般采用下列方法抑制水合物的生成：1、尽量除去天然气或石油中的水；2、升高体系温度；3、降低体系压力；4、加入一定的添加剂如甲醇，乙二醇。这些方法都是以热力学为基础发展起来的，这些方法时至今日在工业中应用的也相当的广泛，但这些方法具有耗能大、成本高、毒性强等缺点。

最近研究发现在油水体系中加入水合物阻聚剂，利用阻聚剂乳化和防止水合物聚结的双重作用，可以阻止水合物聚结、堵塞管道。与所需热力学抑制剂的加入量相比，少量的此类化合物通常可有效地防止管道被水合物阻塞。然而当体系的压力较高、温度较低、或富气时，水很容易被完全转化为水合物，阻聚剂容易失效，而使水合物全部从油相析出并沉积，进而堵塞管道。是否采用该方法的标准是在管道运行的温度、压力条件下，体系中的水能否全部转化为水合物。为保险起见，建议预测将有70％的水转化为水合物时，即采用本方法。管道运行的温度、压力条件下水的转化率可通过相平衡计算确定。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止水合物阻聚剂失效的方法。

本发明所提供的防止水合物阻聚剂失效的方法，是在水的体积百分含量为40％以下的石油和/或天然气的液相体系内加入阻聚剂和热力学抑制剂。

所述热力学抑制剂的用量是所述石油和/或天然气中水质量的2-15％时，可充分防止水合物阻聚剂失效。当所述热力学抑制剂的用量是所述石油和/或天然气中的水的质量的15％-50％时，虽然也可以防止水合物阻聚剂失效，但热力学抑制剂用量过高会造成污染环境和提高经济成本等问题。

所述的热力学抑制剂可降低水合物的生成温度和/或提高水合物生成压力；可为无机盐和/或醇类物质；所述醇类物质可为甲醇、乙醇、乙二醇和三甘醇中的一种或其一种以上任意混合物；所述无机盐为氯化钠、碳酸钠、氯化钙等中的一种或其一种以上任意混合物。

所述的阻聚剂可为文献报道的各种阻聚剂，如失水山梨醇单月桂酸酯(span20)、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯及壬基酚聚氧乙烯醚(Oπ-10)中的一种或其一种以上任意混合物。

所述阻聚剂的用量为所述石油和/或天然气中水的质量的0.1％-5％。

所述石油和/或天然气中的水的体积百分含量为30％以下。

上述石油和/或天然气是指石油体系、天然气体系、或者石油和天然气的混合体系。它们可为液相、或液相与气相的混合体系。

本发明的方法在使用水合物阻聚剂防止水合物聚结时，加入少量的热力学抑制剂，使水不能全部转化为水合物，从而使流体相保持为油-水微乳液状态，进而确保水合物在流体相中均匀分散而不析出沉积。而如果水被全部转化为水合物，流体相会变成单纯的油相而不是油-水微乳液，阻聚剂也迅速失效，水合物全部从油相析出并沉积。

是否采用该方法的标准是在管道运行的温度、压力条件下，体系中的水能否全部转化为水合物。为保险起见，建议预测将有70％的水转化为水合物时，即采用本方法。管道运行的温度、压力条件下水的转化率可通过相平衡计算确定。

本发明的方法通过加入热力学抑制剂，使阻聚剂保持防止水合物聚集的效能，解决了体系的压力较高、温度较低、或富气时，水很容易被完全转化为水合物，阻聚剂容易失效，而使水合物全部从油相析出并沉积，进而堵塞管道的问题，并且同时减少了对环境的污染。

具体实施方式

可通过下述方法检测原油水合物的聚结：

将阻聚剂和热力学抑制的混合物在水中完全溶解后，加入到凝析油或原油中，充分混合，使体系成为稳定的微乳液。将微乳液转移到全透明的高压反应釜中，再将高压反应釜安装在温度可调节的空气浴内。调节体系的温度到4℃并稳定后，将已知组成的甲烷、乙烷、丙烷混合气充入高压反应釜中，压力保持稳定值，在反应过程中保持恒温恒压。当气体充入反应器后，开始生成水合物。反应釜内有一个磁力搅拌子，通过磁力搅拌子上下的移动，可以清楚地观察生成水合物后所形成的水合物浆液的流动性能和水合物的颗粒形态。

下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。

下述实施例中所述的百分含量，如无特别说明，均为质量百分含量。

实施例1、用本发明的方法防止水合物阻聚剂失效的效果测试