椰油酰胺丙基甜菜碱防聚剂对管输体系中水合物团聚的影响

针对高含水率下防聚剂失效问题,研究了新型防聚剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-35)对不同含水率及初始流量的油水乳液体系流动稳定性的影响。实验结果表明,含水率和初始流量的增加均会使水合物颗粒平均粒径弦长减小,推迟水合物堵管时间。CAB-35在纯水中的抗凝聚效果也较好,它的椰油酰胺基为长烷基链,能降低颗粒间内聚力,通过影响气体水合物颗粒之间的液桥从而使水合物颗粒凝聚力失稳。在倾斜管道中CAB-35仍具有较好的抗凝聚作用。添加CAB-35可在第一次停输再启动后保证水合物浆液的流动时间延长,但第二次停输后仍不能通过再启动泵使流量恢复正常。研究结果为防聚剂选择、高含水率体系下的水合物抗凝聚及非常规管段停启系统中水合物浆液流动提供理论支持。

油水体系中防聚剂对水合物形成的影响研究

防聚剂(AAs)可以降低深水油气输送管线和钻井作业中水合物堵塞风险。AAs吸附在水合物颗粒上使其分散从而防止聚集,但AAs对水合物的成核和生长影响尚不清楚。因此,本文研究了油水体系中一系列AAs对甲烷水合物形成动力学的影响,获得了体系中水合物的诱导时间、形成量和形成速率。结果表明,在纯水(100%)和高含水率(95%)油水体系中,AAs会促进水合物的形成;而在相对较低含水率(20%和60%)油水体系中,AAs会减缓甚至完全抑制水合物的成核和生长,这可能主要是由于AAs的传质位阻效应。该研究将有助于揭示AAs对水合物防聚的动力学抑制机制,对多相流混输和深水油气勘探的安全实施具有重要意义。

气体水合物防聚剂研究

油气输送管线中 ,气体水合物阻塞物的形成会给油气行业带来巨大的损失 ,利用防聚剂来抑制气体水合物阻塞物的形成是目前常用的对策措施之一。在可视化蓝宝石测试系统中 ,主要以甲烷水合物为对象 ,在水与壬烷的比值分别为 2∶8或 3∶7时的水—碳氢化合物的混和体系中 ,对由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成的防聚剂进行了实验研究。结果表明 ,该类防聚剂的用量最高只有 0 .7% (与水质量相比的质量分数 ) ,所能承受的最大过冷度最高却达到 19℃ ,与单组分的表面活性剂防聚剂相比 (用量一般为 3%～ 0 .5 % ,最大过冷度最高仅为 12℃ ) ,前者的防聚性能有了很大的提高。另外 。

天然气水合物防聚剂研究进展

油气管线中,防止气体水合物阻塞的主要抑制剂有热力学抑制剂、动力学抑制剂和防聚剂。近年来,通过防聚剂将水合物分散到冷凝相这一方法部分取代了前两者。20世纪90年代后期,研究者开始使用表面活性剂作为防聚剂。进入21世纪后,防聚剂研究重点为减低生产成本、减弱环境危害。筒述了几大石油公司和研究所防聚剂研究情况,从防聚剂机理、化学结构、防聚效果等方面重点介绍了几种防聚剂。认为未来防聚剂的研究重点应放在防聚剂与热力学抑制剂的协同作用等方面。

一种复配型水合物防聚剂

在全透明高压蓝宝石反应釜中,对一种复配型水合物防聚剂进行了评价,考察了不同含水率下柴油+水+防聚剂+天然气体系中水合物的生成形态。在实验条件下该复配型防聚剂在过冷度为13℃下防聚效果良好,水合物生成后呈浆液形式均匀分在油相中,且生成速率较快。

含防聚剂水合物浆液在循环管路中的性能

采用高压循环管路对含防聚剂的油-水-气体系形成的水合物浆液的稳定性进行了评价。实验结果表明,随循环时间的延长,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的流量逐渐下降至趋于稳定,表观黏度不断增大至趋于基本不变,未出现堵塞管路的现象;生成的水合物以小颗粒形态均匀分散在乳液中,水合物浆液停工前、后的形貌相同,稳定性较好;油-水-气体系中水含量越高,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的流量下降程度越显著,表观黏度越大;与分别含Span20和Zjj1防聚剂的水合物浆液相比,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的表观黏度最低、流动性最好。

复合型水合物防聚剂

利用可视化蓝宝石高压流体测试系统 ,以甲烷水合物为研究对象 ,在水和壬烷组成的水 碳氢化合物的混合体系中 ,研究了由两种非离子表面活性剂组成的复合型防聚剂 .实验结果表明 ,该类防聚剂用量为 0 4 %～0 8% (与水质量相比 ) ,所能承受的最大过冷度最高可以达到 17℃ ,和单组分的表面活性剂防聚剂相比 [用量一般为 0 5 %～ 3% (与水质量相比 ) ,最大过冷度最高的也只有 12℃ ],其防聚性能有了很大的提高 .另外 。

复配型水合物防聚剂性能评价实验研究

由天然气水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和集输部门,水合物防聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到重视。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统评价了一种复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚性能及与一种降凝剂的配伍性;其次研究了在水合物防聚剂存在条件下,水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律;最后分析了复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚机理。

盐对气体水合物防聚剂作用的影响

利用可视化高压磁力反应釜研究无机盐对4种不同类型的水合物防聚剂的影响,结果表明:和纯水体系相比,不含盐的防聚剂增加了甲烷水合物的生成速率以及其生成量,促进了甲烷水合物的生成,而含盐的防聚剂却降低了水合物的生成速率及其生成量,明显地抑制了水合物的生成。另外,盐能增强防聚剂的防聚性能,随着盐浓度的增加,其作用效果逐渐增强,并讨论了盐效应的机理。在工业应用中防聚剂可以和盐混合起来使用,添加的较优浓度为5%～8%(m/m)。

盐含量对天然气水合物防聚剂性能的影响

传统的天然气水合物(以下简称水合物)防聚剂评价实验一般在纯水中进行,而现场的水相中通常会混入一定的海水或含有矿化度的地下水,因而前者的评价结果与现场的实际情况存在着较大的差距。为了在更加接近现场实际情况的条件下评价水合物防聚剂的性能,首先使用高压透明蓝宝石釜从宏观角度对水合物浆液的形态进行观察,然后应用粒度仪从微米级进行水合物浆液中液滴—水合物粒径分布的观察测试,最后结合油水界面张力的变化规律对含盐体系水合物防聚剂的防聚行能进行了分析。研究结果表明:①在含3%NaCl条件下,水合物防聚剂CJ(以下简称CJ)对水合物的防聚效果较好;②水合物形成以前,在机械力的搅拌作用下,含CJ的水合物乳液粒径随着含盐量的增加而减小,含盐有利于液滴在油相中的分布;③水合物形成以后,在含3%NaCl的条件下,水合物颗粒分布更小,适量的盐有利于水合物形态的控制;④在2℃条件下,含盐量为3%时,油水界面张力值为最大,达到4.453 mN/m。结论认为,随着盐含量的增加,CJ对水合物的抑制效果增强,但在水合物形成以后抑制效果则不明显,相反盐含量的增加还容易破坏油水乳液的稳定性甚至破坏水合物防聚剂的使用效果。

透明摇晃-流动反应釜内水合物防聚剂性能测评研究

水合物容易在深水油气输送管道内形成并对管道流动安全构成极大威胁。向管道内加注水合物防聚剂,以此抑制水合物颗粒间的聚集并进而形成流动性良好的水合物浆,是防治水合物问题的常用措施。为了对道达尔公司(法国)提供的名为AA-D的水合物防聚剂(anti-agglomerant, AA)进行性能测评,使用透明摇晃-流动反应釜在不同晃动工况及AA-D浓度下开展了一系列水合物的生成及流动实验。实验中,使用网络摄像头分别记录水合物生成前、生成中及生成后的实验现象。同时,根据温度和压力曲线的变化计算出不同工况下水的转化率。根据实验结果,系统分析了防聚剂AA-D及晃动工况(摇晃角度和摇晃速率)对实验现象和水转化率的影响。结果表明:防聚剂AA-D在本实验条件下具有良好的水合物防治效果。研究成果可为水合物的防聚剂防治提供理论基础和借鉴。

新型低剂量水合物防聚剂气田配伍性评价实验研究

水合物是油气输送特别是深水气田开发过程中不得不面临的重要问题。水合物防聚剂(AA)是解决气田水合物堵塞的一种新思路,它可以防止水合物在管道中聚结而引起的堵塞。针对中国海上油气特性,开发了一种水合物防聚剂。为了保证该防聚剂的加入不影响现场生产,在完成室内作用效果评价后,进行了现场测试前的配伍性评估实验,研究了该防聚剂对目标气田的腐蚀、结垢、水处理、原油脱水等流程的影响,结果表明该产品不影响目标气田的现有工艺,可以在目标气田试用。

水合物防聚剂的性能评价和现场测试

采用高压反应釜和高压循环管路对开发的水合物防聚剂进行实验室评价,对实验室评价效果较好的防聚剂进一步进行了现场测试和工业应用试验。实验结果表明,在含水率达30%(w)时,2.0%(w)防聚剂可有效防止水合物聚结;在高压循环管路中加入防聚剂后,体系未出现流量突降至很小值甚至为零的现象,关闭环路进行重新启动,水合物浆液体系仍能以原来的流量流动,未出现堵塞或沉淀的现象;现场测试直至试验结束,压差曲线未出现大幅的波动。工业应用试验表明,防聚剂在一定条件下可有效抑制水合物的聚结,但存在作用效果不稳定的问题,需更深入的分析影响其作用效果的因素,并开展和其他药剂的配伍性研究。

天然气水合物防聚剂研究进展

在深水油气开发过程中,由水合物生成引起的堵塞已成为深水油气流动保障领域面临的棘手问题。水合物防聚剂因性能优异且耐高过冷度(>10℃),为降低深水油气管线水合物堵塞风险的有效办法之一。为此,本文介绍了天然气水合物防聚剂的研究现状和正在开发的新品种,包含传统表面活性剂类、聚合物类及天然活性物类三大类,从防聚剂结构与性能关系角度,总结了现有水合物防聚剂的防聚特性、作用机理及分子改进方法。最后,提出了当前水合物防聚剂存在的问题及今后的研究方向,以期为国内在此领域的研究提供有益参考。

水合物防聚剂AA加剂技术适用性评价

天然气输送过程中与水分子在低温、高压条件下易生成水合物,造成管线压力波动甚至堵塞,增加了天然气输送风险,不利于油田稳定开发。防聚剂可使水合物呈稳定浆液输送,避免其聚集堵塞管道,具有良好的应用前景。通过检测水合物颗粒分散度、聚并弦长评价了防聚剂AA在不同温度、流速、含水率、加剂量条件下的有效作用时间,明确了AA的最佳加剂适用性,为该药剂的现场加注提供依据和保障。

生物聚合物对甲烷水合物动力学抑制作用研究

为保障海域天然气水合物安全高效钻井,针对常用的动力学抑制剂成本高、污染大的缺点,开展了可降解生物聚合物抑制剂对水合物的生成、分解抑制和防聚结效果实验研究。结果表明:1)羧甲基壳聚糖、黄原胶和果胶和壳聚糖盐酸盐对水合物的生成具有明显的动力学抑制作用,其中壳聚糖盐酸盐对水合物的抑制作用最强,可延长水合物诱导时间至40 min;2)羧甲基壳聚糖、黄原胶和果胶、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐对水合物分解具有抑制作用;3)相比于纯水,羧甲基壳聚糖和果胶的扭矩峰值更低,且无明显的聚结现象,可以作为无油体系防聚剂;4)羧甲基壳聚糖、黄原胶、果胶具有很好的耐低温性,可以在2.5%的盐浓度下将滤失量控制在15 ml内。以上成果认识可为海域水合物动力学抑制剂的合理选择提供借鉴。

不同乳化剂在盐水中对水合物防聚效果研究

在20vol%盐水量(含3.35wt%NaCl)中进行四种不同水合物防聚剂的评价。四种水合物防聚剂均为非离子型乳化剂,其HLB值(亲水亲油平衡值)分布在11~16范围内。运用高压透明蓝宝石釜观察含盐体系下不同乳化剂存在时甲烷水合物形成的宏观形态。通过水合物形成过程中体系压力变化曲线发现乳化剂JFC在含盐体系中对甲烷水合物的防聚效果较好。最后在相应的体系下进行盐水和油相的表面张力的测试。

二氧化碳管道水合物防治技术研究进展

在二氧化碳运输过程中,水合物的生成和聚集会对管道造成极大的负面影响。为保证运输安全,对二氧化碳水合物进行防治,本文介绍了以物理方法和化学方法为主的抑制管道内水合物的技术,并对抑制机理和适用条件展开了概述。传统的单一水合物抑制技术应用面较为狭隘,未来的水合物抑制技术将更加多元、高效、低成本,以应对愈发复杂的生产需求。

低含油条件下烷基季铵盐类化合物的水合物防聚机制和性能

利用十六烷基和十二烷基三甲基溴化铵(HTAB、DTAB)作为水合物防聚剂,通过搅拌式试验装置研究其在低含油条件下的水合物防聚性能,基于含油量、过冷度、水相转换率对防聚效果的影响,分析其防聚机制。结果表明在无油相条件下质量分数为1%的HTAB能加速水合物的生成,使水相转换率(质量分数)从29.7%提高到54.2%,最终形成致密的块状水合物;1%HTAB体系中加入体积分数为22.2%的煤油时,最终72.89%的水转换成水合物,但水合物呈松散颗粒状,不聚集,具有良好的防聚作用,且不受过冷度的限制;HTAB分子碳链的亲油性能使油膜覆盖于水合物颗粒表面,从而抑制颗粒的聚集;HTAB促进水转换成水合物,使体系中煤油含量相对增加,进而促进体系转变成油包水乳状液,发挥更好的防聚效果。