[发明专利]一种复合型水合物抑制剂

说明书

技术领域

本发明属于气体储运领域，特指气体储运过程中抑制水合物发生的添加剂。

背景技术

在石油、天然气的开采、运输过程中，由于其特殊的高压和低温环境，各种低沸点的烃类气体（如甲烷、乙烷、丙烷）和非烃类气体（二氧化碳、硫化氢）很容易和石油流体中的水形成气体水合物。气体水合物是由水分子通过氢键连接形成的笼形结构，气体小分子通过范德华力作用被包围在笼形结构内，形成的冰状化合物。它在一定条件下聚集在一起，形成块状，严重时会堵塞管道、井筒、阀门和仪表等设备，这对油气工业生产及储运造成极大威胁，主要表现在以下三个方面：

（1）水合物在管道中生成，则会堵塞管道、增大管线的压差、损坏管件等；

（2）水合物在地层多孔介质中形成，则会堵塞油气井、减低油气藏的孔隙度和相对渗透率、改变油气藏的油气分布、降低油气井产量；

（3）水合物在井筒中形成，则会堵塞井筒、损坏井筒内部部件，减少油气产量甚至停产。

自1934年Hammersdhmidt发现水合物堵塞天然气管道以来，如何在油气生产和运输过程中抑制水合物的形成，成为石油、天然气工业急需解决的问题。

天然气水合物形成的主要条件是：(1)天然气的含水量处于饱和状态，液相水的存在是产生水合物的必要条件；(2)足够高的压力和足够低的温度，天然气中不同组分形成水合物的临界温度是该组分水合物存在的最高温度；(3)在具备上述条件时，水合物的形成，还要求有一些辅助条件，如天然气压力的波动，气体因流向的突变而产生的搅动，以及晶种的存在等。

针对水合物形成条件，抑制水合物生成的最有效的方法就是破坏其生成条件，总的来说，水合物防治措施是创造出与水合物形成相背的条件：高温、低压、除去白由水(或降低水露点)。根据对天然气水合物形成条件的研究水合物的防治措施主要有：加热法、脱水法、降压控制法、添加化学抑制剂法。

通过对管线加热，可以使体系温度高于系统压力下的水合物生成温度，避免堵塞管线。但难点是很难确定水合物堵塞的位置，而一旦水合物已经生成再进行加热处理，会导致水合物分解而造成局部高压，造成管线破裂。脱水技术是通过去除引起水合物生成的水分来消除生成水合物的风险，是目前天然气输送前通常采用的预防措施。天然气脱水可以显著降低水露点，从热力学角度来说就是降低了水的分逸度或活度，使水合物的生成温度显著下降，从而消除管道输送过程中生成水合物的风险。但是难点在于受到季节影响而且难于控制，风险比较大。

由于为了保持一定的输送能力，管线的压力一般不能随意的降低，所以降压控制只是从理论上可以实现的一种方法。

添加化学抑制剂法具有简单、经济、效果好等优点，是防止水合物生成使用最广泛的方法。鉴于水合物的严重危害和其他三种水合物防治方法的局限性，开发出高效的水合物抑制剂具有重大意义。

实际生成中为达到有效的水合物抑制效果，常采用加入足量的化学添加剂的方法，提高水合物的平衡生成压力（高于管线的操作压力），或降低水合物的平衡生成温度（低于管线的操作温度），以此来抑制水合物的生成，改变水合物形成的热力学条件、结晶速率或聚集形态，来达到保持流体流动的目的，水合物抑制剂类型主要分为热力学抑制剂、动力学抑制剂和防聚剂，甲醇、乙二醇等醇类或电解质等传统热力学抑制剂可以改变水合物平衡条件，但采用热力学抑制剂，加入量大，在水溶液中的浓度（质量分数）一般需达到10%-60%，有的甚至达到50%，成本较高，同时抑制剂的损失也较大，并带来环境污染问题。防聚剂可以使生成的气体水合物难以聚结成块，能在封闭管线或者过冷度较大的情况工作，但是存在局限性，只有在油和水同时存在时才起作用。因此，从20世纪90年代起，国内外学者开始研究低剂量的动力学抑制剂，用以取代热力学抑制剂的使用。动力学抑制剂是通过抑制或延缓水合物的生长时间，从而抑制水合物生成，而不会影响水合物生成的热力学条件。但是动力学抑制剂受过冷度的影响较大，目前动力学抑制剂适用的最高过冷度只有10-12℃，在更高的过冷度下，抑制活性偏低，必须与热力学抑制剂联合使用才经济、有效。鉴于以上原因，本发明在充分考虑各种天然气水合物抑制剂方法的优点和不足的基础上，我们提出一种复合型水合物抑制剂制备方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种投资费用小、运行经济、不受过冷度限制的高效复合型水合物抑制剂制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：