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新型天然气水合物抑制剂的开发与应用

众所皆知,在采气过程中会出现天然气水合物堵塞井筒及管线的问题。为此,人们目前普遍采用注入甲醇、甘醇的方法来解决这一问题。这类化合物可改变水溶液或水合物相的化学势,使得水合物的分解曲线移向较低温度或较高压力,从而达到抑制水合物形成的目的,故称之为热力学抑制剂。热力学抑制剂的特点是加入量很多,在水溶液中浓度一般约为10%-to%(wt)。由于其本身用量多,成本较高,而且相应的运输、储存、泵送及注入成本也较高。因此,对一些中、小型油气田,特别是对处于后期开采或海上开采的油气田来讲,如何降低上述成本已成为一个需要考虑的重要因素。近年来国外又在开发一些新型的水合物抑制剂,即动力学抑制剂与防聚剂。它们抑制水合物形成的机理与热力学抑制剂不同,而且由于加入量很少(浓度一般小于lwt%),成本较低,经济可行,因而已在一些油气田得到试验与应用。尽管目前已开发的这些新型水合物抑制剂应用范围尚有一定限制,且不具备最佳的结构,但仍具有很好的发展前景。1动...  (本文共4页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

新型水合物抑制剂PVCL及其共聚物的制备与应用研究

天然气水合物是一种类似于冰的具有笼型结构的晶体。在低温和高压下,由水和天然气组分形成的冰状物。这种水合物一旦形成,将会给天然气生产造成极为不利的影响,会导致输送天然气管道的严重堵塞,从而造成停工停产,给企业和国家带来极大的经济损失。为了抑制水合物的形成,传统方法是通常采用热力学方法,即注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质以改变水合物热力学平衡条件(如温度的变化),来控制水合物的生成。但是,这种方法抑制剂的加入量大,一般高达40~50wt%,成本高、毒性大而且难以回收,将造成严重的环境污染。因此,研究开发低剂量、高效、无毒的新型动力学抑制剂来代替热力学抑制剂的使用,具有重大的现实意义。文中以乙烯己内酰胺单体(VCL)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂在水溶液中通过自由基聚合,合成了新型水合物抑制剂聚乙烯己内酰胺的均聚物(PVCL)。通过红外光谱和核磁共振对产品结构进行了表征,用721型分光光度计测定了其临界溶解温度(LCST)...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国石油大学
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深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究

为了解决油田作业中水合物封堵带来的系列问题,也为了更好的开发自然界的水合物资源,合理的利用水合物技术,在一定程度上能否较为准确的预测水合物生成的温度压力条件就成为一个关键。本文考察了多种现有的水合物预测方法,选择了以相平衡理论为基础,应用统计热力学理论建立的天然气水合物的分子热力学模型VDWP模型为基础模型,并应用Du-Guo模型计算Langmuir常数,编制基本程序,实现了气体在纯水体系中的水合物生成条件的准确预测。采用改进的Nasrifar et al模型计算有甲醇或(和)氯化钠存在的体系的水合物形成条件,并以甲醇(或氯化钠)作为基本参考物质,以实验为基础,通过对实验数据的分析,提出“有效当量浓度”概念,建立了部分无机盐、聚合醇等一系列油田化学剂相对于甲醇(或氯化钠)的有效当量浓度关系,提出了一种新的简单、快捷、准确性较高、预测范围较广的水合物预测方法。在理论和实验研究的基础上,开发了天然气水合物预测软件,针对加入的不同抑制...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国地质大学
中国地质大学

天然气水合物赋存地层钻井液试验研究

天然气水合物是由水分子和天然气分子在一定温度和压力下形成的具有笼状结构的似冰雪状结晶化合物。由于形成天然气水合物的气体主要为甲烷,通常也被称为甲烷水合物,其在自然界中主要分布于世界洋底和陆地或大陆架上的永久冻土带。随着我国国民经济的迅猛发展,能源消耗的迅速提高和我国以煤炭为主的能源消费结构,都将导致严重的环境问题。这就迫使我们必须大力开发和应用新型可替代能源,保持能源的可持续发展。天然气水合物被认为是21世纪潜在的新能源。自然界中,大量储存在天然气水合物中的甲烷等烃类提供的能源数量为其它所有化石燃料的2倍。根据前期勘探资料分析,我国南海天然气水合物资源量可达700亿吨。因此,天然气水合物对缓解我国能源短缺危机,保障国家能源战略安全和国民经济健康稳定发展都无疑具有重要的战略意义。当水合物形成时,造成深海油气生产装置和众多的油气管道中的堵塞,给油气钻进和生产操作带来严重危害。此外,由于稳定条件的破坏而引起天然气水合物的分解可能导致地...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

《天然气化工(C1化学与化工)》2013年02期
天然气化工(C1化学与化工)

新型天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能

天然气在开采和输送过程中在一定温度和压力下会生成水合物,这是导致天然气生产装置和输送管线堵塞的主要原因,也是长期困扰油气开采和输送部门的难题之一[1,2]。目前,防止堵塞最常用的方法是添加抑制剂[3,4]。主要有传统的热力学抑制剂和新型的低剂量的动力学抑制剂。热力学抑制剂是通过改变水合物生成的热力学条件或加入电解质以改变水合物平衡条件来避免水合物生成,缺点为用量大、成本高和毒性强等[5]。动力学抑制剂可在一定条件下推迟水合物成核或结晶,使管线中的天然气能在温度低于水合物形成温度下流动,以避免水合物堵塞管线。同时具有用量少、高效、环保的特点,是天然气水合物抑制剂发展的主要方向[6-8]。在国外,已有聚乙烯基己内酰胺(PNVCL)、聚乙烯基吡咯烷酮(PNVP)、VC-713等产品投入使用,但其具体制备细节由于专利保护披露很少[9]。国内油、气田仍以使用甲醇、乙二醇等热力学抑制剂为主,对于动力学抑制剂的研究还处于初始阶段,使用的商业动...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国石油大学
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深水钻井液用高效水合物抑制剂室内研究

钻井液中形成水合物所导致的危害是深水油气钻探开发中面临的复杂技术难题之一,因为天然气水合物在深水水基钻井液中形成,可导致上部环空、BOP和压井管线的堵塞,限制钻柱活动,使钻井液性能变差。为避免其对钻井作业的危害,最常用的方法是添加水合物抑制剂,然而传统的热力学抑制剂并不能满足经济、环保的要求,因此,目前国内外逐步转向了对新型动力学抑制剂的研究。本文在相关文献调研分析的基础上,优选出具有良好水合物抑制性的抑制剂单体和官能团,即内酰胺环,合成了以N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮为单体的PVCL及VCL/VP二元共聚物;鉴于抑制水合物实验评价效果不够理想,对其分子结构进行改进,设计并合成出三元聚合物作为新型水合物抑制剂,利用正交实验探索出最佳合成条件;通过红外光谱、特性粘度等方法,对其进行分子结构表征;水合物抑制性评价及配伍性实验结果表明,该类三元聚合物具有较好的抑制水合物形成的能力,与传统热力学抑制剂及各类钻井液处理剂之间配伍...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>