[发明专利]改进的聚(乙烯基己内酰胺)动力学气体水合物抑制剂及其制备方法

说明书

本发明提供了聚(乙烯基己内酰胺)聚合物，其通过在包含碳酸亚烷基酯和/或乳酸烷基酯的聚合溶剂体系和聚合引发剂中，使乙烯基己内酰胺化合物聚合来获得。该聚(乙烯基己内酰胺)聚合物混合有该聚合溶剂体系，可以用作动力学气体水合物抑制剂，以防止或抑制系统中天然气和/或液体烃水合物的形成。

发明领域

本发明涉及动力学水合物抑制剂，特别是动力学气体水合物抑制剂，和制备这样的水合物抑制剂的方法。该动力学水合物抑制剂应用于许多领域，包括但不限于在钻井、完井、天然气生产、加工、运输和存储中的气体水合物抑制。

发明背景

气体水合物的形成长期以来被公认是油气工业中的潜在问题。在近年中，工业中进行更有效的设计和使成本最小化的一般趋势在任何情况中有可能导致进行相当大的努力来理解水合物形成和防止或抑制这种形成的方法。

气体水合物是由水和一种或多种烃或非烃气体的结合形成的固体。在物理外观中，气体水合物看起来像压实的雪或冰。在气体水合物中，气体分子“笼封”在包含水分子的晶体结构中。有时候气体水合物被称作“气体笼形物”。笼形物是一种化合物的分子完全“笼封”在另一化合物的晶体结构中的物质。因此，气体水合物是笼形物的一种。

两种宽泛的技术通常用于克服或控制水合物的形成，即热力学和动力学，它们可以单独或结合使用。对于热力学方案，有许多报道的或尝试的方法，包括除水、升温、降压、向流体添加“防冻剂”和/或它们的组合。对于动力学方案，已经进行了尝试来(a)防止较小的烃水合物晶体聚集成较大的晶体(工业上称作防结块)和/或(b)抑制、延迟和/或防止初始的烃水合物晶体成核；和/或晶体生长(工业上称作动力学水合物抑制剂)。

控制水合物的动力学努力包括使用不同的材料作为抑制剂。例如，已经使用了具有至少四个碳取代基的鎓化合物来抑制气体水合物堵塞管道。同样，已经使用了添加剂例如具有内酰胺环的聚合物来控制流体系统中的水合物，例如：

美国专利6,867,262公开一种接枝聚合物气体水合物抑制剂，其中该接枝聚合物包含基础聚合物和接枝到该基础聚合物上的乙烯基己内酰胺(carpolactam)(在乙二醇中)；

美国专利6,451,892公开了一种组合物，其包括乙烯基己内酰胺的均聚物、二醇醚聚合溶剂、载体溶剂和任选的水或甲醇；

美国专利6,359,047公开一种组合物，其包含基于乙烯基己内酰胺和N,N-二乙基氨乙基甲基(丙烯酸酯)的共聚物，并且混合有低分子量二醇醚作为水合物抑制剂；

美国专利6,281,274公开了水合物抑制剂组合物的用途，其包含乙烯基己内酰胺和乙烯基吡啶在2-丁氧基乙醇中制造的共聚物；

美国专利6,242,518教导了一种气体水合物抑制剂组合物，其包含乙烯基己内酰胺在二醇醚和水的混合物中制造的均聚物；

美国专利6,194,622教导了一种使用表面活性剂单体和乙烯基己内酰胺的共聚物与醇或二醇的混合物，来抑制水合物形成的方法；

美国专利6,180,699公开了在二醇醚中制造的乙烯基己内酰胺的均聚物，和聚氧烷基二胺或聚氧芳基二胺作为水合物抑制组合物的用途；

美国专利6,096,815公开了一种用于防止气体水合物形成的组合物，该气体水合物包含乙烯基己内酰胺的均聚物和含有3-5个碳原子的醇；

美国专利5,880,319教导了一种使用N-乙烯基己内酰胺聚合物和醇来减小笼形物聚集的倾向的方法；

美国专利5,874,660公开了一种使用动力学水合物抑制剂来抑制水合物形成的方法，该抑制剂包含由N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和乙烯基己内酰胺在水、盐水或低分子量醇中形成的聚合物；和

美国专利5,432,292公开了一种使用包含N-乙烯基己内酰胺的三元共聚物来控制流体系统中笼形物水合物的方法。