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天然气水合物抑制剂研究与应用进展_图文

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天然气 水合物 抑制剂 研究 应用 进展 图文
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第29卷第12期天然气水合物抑制剂研究与应用进展毕曼 贾增强 吴红钦 吴付洋中国石油长庆油田公司第三采气厂毕曼等.天然气水合物抑制剂研究与应用进展.天然气工业,2009,29(12):75—78.摘要 天然气开采及储运过程中,天然气水合物常常造成管道、阀门和设备等的堵塞,虽然防治天然气水舍物的工业方法很多,但是最有效的方法还是添加化学抑制剂。为此,介绍了防治天然气水合物所采用的物理和化学等工业方法、天然气水合物抑制剂的最新研究现状、作用机理及应用范围,比较了几种天然气水合物抑制剂的优缺点,明确了天然气水合物抑制剂的选择原则:以技术和经济因素为基础,通过工业实践寻求一种抑制效果好,用量小、环境友好、操作简单、便于储存运输、成本低廉的天然气水合物抑制剂;列举了国内外工业现场试验的成功案例,指出了天然气水合物抑制剂的发展趋势是低剂量天然气水合物抑制剂和复合型天然气水合物抑制剂将逐渐替代热力学天然气水合物抑制剂,其中低剂量天然气水合物抑制剂需要不断改进自身的缺点才能更具有竞争力。关键词 天然气水合物 化学抑制剂 比较 抑制剂 优选 现场应用 发展趋势0.3787/j.000—0976.2009.12.0241 防治天然气水合物的方法目前主要有5种方法来防治管道内天然气水合物栓塞:脱水法、压力法、加热法、机械法、化学法。1.1脱水法将天然气中水含量控制在小于165 mg/前工业上普遍采用橇装三甘醇装置来脱水,但投资和操作成本较高。膜分离法[1]是新型的天然气脱水技术,其设备简单、投资低、操作方便,发展潜力巨大。1.2压力法若压力较低,将不会形成天然气水合物,且通过降低压力可以分解已形成的天然气水合物栓塞。但这只能作为一种补救方法来分解管道内已形成的天然气水合物栓塞。另外,此方法还必须要考虑到储层和输送等因素以及压力的设计范围。I.3加热法使用管线加热设施加热管道内的流体,需要加热设施具有足够的长度。投资成本较大,而且敷设管线加热设施不适用于深海管道。1.4机械法清管作业可以用来防治天然气水合物,但这也只能清除管道中的积液和较小体积天然气水合物,对已形成的大体积天然气水合物栓塞则无能为力。1.5化学法天然气工业中最常用和有效的方法是注入化学抑制剂,它既能够抑制天然气水合物的形成,也可以溶解已形成的天然气水合物。根据化学抑制剂对天然气水合物的聚集发挥作用的不同,可将其分为热力学抑制剂、动力学抑制剂、阻聚剂和复合型抑制剂。1.5。1 热力学抑制剂(变天然气分子和水分子的热力学平衡,避免了天然气水合物的形成,或可直接与天然气水合物接触,使其不稳定,从而分解清除天然气水合物。醇和乙二醇类等,其中甲醇单价成本低、再生工艺简单,因而成为宏伟[z]研究出对大牛地气田天然气水合物的防治方法,用质量分数为98%的甲醇从集气站集中向井筒高压注醇工艺与现场生产管理实时检测相结合,取得良好的效果。等用甲醇防治俄罗斯北部天然气田和凝析气田管道内的天然气水合物,设计了小模块的甲醇生产一注醇一回收系统,从而减少了甲醇的损失。然而,甲醇用量增大会导致成本升高,而且甲醇的回收再生装置也会产生高额的操作费用。另外,作者简介:毕曼,女,1983年生,助理工程师,硕士;主要从事天然气开发、储运及集输1二程研究工作。地址:(017300)内蒙古自治区乌审旗中国石油长庆油田分司第三采气厂。电话:(0477)7229017,15049866519。63.75 ·万方数据天然气工业 2009年12月甲醇有较强毒性,存在环境污染、储运困难等弊端。1.5.2动力学抑制荆(工业上希埋获得低剂量水合物抑制剂(代替大剂量的般要求质量分数小于等于5%。能推迟天然气水合物成核过程和减慢晶体初始生长时间,即所谓“诱导时间”。诱导时间与过冷度和试验压力有关[4]。代于过冷度和活性的局限性限制了其应用。一代h,过冷度最大为8℃。聚其共聚物作为二代、三代高了过冷度、活性和抑制效果翠萍等制效果越好,并且抑制时间更长。另外,不同浓度的翠萍等[71还研制出了由混合成的组合抑制剂量分数为0.5%的制时间超过2 400 商用抑制剂00 800 %,比%。为了提高jU 氧化乙烯(阳离子淀粉都可以明显提高长天然气水合物的成核时间;淀粉和外,环境保护的同时也抑制了天然气水合物的生成[1 0|。1.5.3 阻聚荆(不会防止天然气水合物晶体的形成,而是减缓晶体的生长和集聚,以使细小的天然气水合物晶体能够随着油相或气相传输。目前且它的作用大小也取决于油或凝析油的种类、水的矿化度和含水率等因素。J.用质量分数为0.01%的季铵盐和0.05%的鼠李糖脂都可以抑制天然气水合物晶体的集聚,两者都为水包油型表面活性剂,但稳定性存在差异。徐勇军等现含盐的显地抑制了天然气水合物的生成,不含盐的·76·浓度的增加能增强讨论了盐效应的机理。在工业应用中8%。1.5.4 新型复合型抑制荆高过冷度的合两者优势能大大提高抑制性能,也提高了水合物颗粒的分散性。若,溶液黏度太高不易泵送,也不易在气体中分散,但是液态或非挥发性使浓度增加3倍也不会引起这样的问题。通过分析时间一压力关系图,发现没有天然气水合物的生成。随着有的没备、液体储罐和泵未重新改进,不能满足小剂量并采用现有的施工设备进行施工作业,且H .钔等将甲醇用量为545。L/d,而。/d,仅为甲醇用量的十分之一,这就意味着花费更少、操作更简单、储存更方便。2优选天然气水合物抑制剂天然气水合物抑制剂的选择是以技术和经济因素为基础的。工业实践寻求一种抑制效果好、用量小、环境友好、操作简单、便于储存运输、成本低廉的天然气水合物抑制剂。表1中及天然气甚少。而,注入系统出现故障,注入剂量不足、不定期关闭气井等造成天然气水合物‘堵塞时,仍需以注种抑制剂经济比较中(表2),甲醇单位成本低,但其他各项花费都较高,综合成本较高;是合成工艺复杂决定其单位成本太高,大约足甲醇的10倍;合性价比高,天然气水合物的抑制效果也较理想,并且无须对现有没备进行改进就可以直接作业,更适合应用于工业生产中。3 且已逐渐推广应用。3.1 川东高含硫气田应用然气工业表l 天然气水合物抑制剂比较表表2 甲醇、工况:乙二醇约50 kg/d;现工况:小排量连续加注6 kg/d。现场试验结果表明:含量为7.34%(体积分数)、量为1.65%(体积分数)的高含硫天然气,能有效抑制天然气水合物生成,防治管线堵塞。加注d。技术经济分析表明:,大大降低了污水处理鼍、贮存运输成本和操作人员工作量,但药剂费用略高于乙二醇,还有待进一步降低。3.2加拿大和美国北得克萨斯地区应用5的现场实例‘11,拿大12口气井井深为2 500 3 500 m,井底温度为30~100℃,每天注醇量介于60~300 L。应用聚醚氨的水一醇溶液仅注入率降低,而且甲醇量也减少了50%~70%。量分数为0.3%,过冷度为14℃。原工况:甲醇用量400~500 I./d;现工况: L/d,质量分数为20%的量低于30 L/d。3.3在加拿大阿尔伯塔气田应用的醇复合型抑制剂在低于一30℃的冬季和20℃的温暖季节连续进行现场试验。气井投产初期套管加注甲醇200 L/d,约为86.6美元/d;接着套管和管线加注35 L/d,高注入量的目的是为了饱和生产系统,使0周内逐步降低到30 L/d,产气量提高40%;此后5周内暂时将40I。/d,产气量再次提高10%;冬季室外温度较低,致使一台管线加热炉发生破裂,但是该气井仍能连续生产并未发生天然气水合物堵塞。随着更多经验的积累和本费用也将进一步降低。4 结论目前,最有效抑制天然气水合物形成的方法就是添加化学抑制剂。对几种抑制剂进行比较、优选后指出:工业应用逐渐倾向于使用剂量少、成本低、无毒无害、对环境无污染的而,性寿命短、高含水率、单价高等问题,限制了其在工业中的广泛应用。·77·万方数据天然气工业 2009年12月因此,今后的研究方向应重点放在以下方面:1)在确保进制备工艺,降低成本。2)进一步改良其发挥更好的抑制效果。3)开发新型的之能够满足不同的工况。4)开发环境友好型的天然气水合物抑制剂。5)针对工业实际生产工况,加强现场试验,确定入量;加强动态监测技术的管理,在气温变化等不确定因素影响下,根据理论注入量和实际用量,建立I。)加强对一步降低成本。参 考 文献r 1]of ].008,42(1):315—320.[23王宏伟.大牛地气田水合物防治工艺研究[J],天然气工业,2007,27(1):“73]et ew of ]∥of a,2008.[4] L,,.hy—]. A E,2007:45]w,.of I)]∥7006.[63唐翠萍。樊栓狮.聚乙烯毗咯烷酮抑制水合物生成研究[J].天然气工业,2006,26(3):125—128.[7]唐翠萍,李清平,杜建伟,等.组合天然气水合物抑制剂性· 78 ·能及经济性研究[J].西南石油大学学报:自然科学版,2009,31(2):13583 of ].005,60:5323—5330.[9]U,].007,62:6548—6555.[1 O], L,A,et of on of ].A l ,2006。52(9):3304—3309.[1 13 D,of a 008,112(3):845—851.[12]徐勇军,曾亚龙。杨晓西。等.盐对气体水合物防聚剂作用的影响口].精细化1二中间体,2008,38(1):62—65.[13]A—in c]∥002.[14]。,,et in ]?}005.[153周厚安,唐永帆,康志勤,等.动力学水合物抑制荆].天然气工业,2009,29(6):107—109.[16]].J 006.[17]wo ].of 003,55(4):65~68.[18]曹莘。赵炜,乔欣,等.在阿尔伯塔气田应用的强化型水合物抑制荆技术[J].国外油田工程,2005,21(10):14一16.(收稿日期20093编辑何明)万方数据天然气水合物抑制剂研究与应用进展作者: 毕曼, 贾增强, 吴红钦, 吴付洋, 中国石油长庆油田公司第三采气厂刊名: 天然气工业英文刊名: (期): 2009,29(12)被引用次数: 16次参考文献(18条)of 文期刊] 2008(01)牛地气田水合物防治工艺研究[期刊论文]007(01)ew of at L;; W; of I) 栓狮 聚乙烯吡咯烷酮抑制水合物生成研究[期刊论文]006(03)清平;杜建伟 组合天然气水合物抑制剂性能及经济性研究[期刊论文]然科学版)2009(02)of of 文期刊] 2005(19)U;as ; L; A of on of 文期刊] 2006(09) D;of a 008(03)亚龙;杨晓西 盐对气体水合物防聚剂作用的影响[期刊论文]008(01)in ;; in of 永帆;康志勤 动力学水合物抑制剂刊论文]009(06)wo 003(04)炜;乔欣 在阿尔伯塔气田应用的强化型水合物抑制剂技术[期刊论文]005(10)本文读者也读过(10条)1. 合型抑制剂对天然气水合物生成过程的影响[期刊论文]9(7)2. 型天然气水合物抑制剂的研究进展[期刊论文]0(11)3. 然气水合物新型动力学抑制剂抑制性能研究[期刊论文]2(3)4. 型天然气水合物抑制剂的研究[会议论文]内天然气水合物抑制剂的应用研究[期刊论文]5(2)6. 然气水合物新型抑制剂及水合物应用技术研究进展[期刊论文]4(6)7. 分子动力学模拟天然气水合物的抑制效应[期刊论文]4(3)8. 壁换热分解开采天然气水合物的实验模拟[期刊论文]9(6)9. 然气水合物抑制剂研究进展[期刊论文]5(11)10. 然气水合物和游离气饱和度估算的影响因素[期刊论文]9(2)引证文献(16条)水钻井液关键外加剂优选评价方法[期刊论文]012(8)道天然气水合物的风险管理抑制策略[期刊论文]010(10)力学抑制剂作用下天然气水合物生成过程的实验分析[期刊论文])武管道天然气水合物的形成与抑制[期刊论文])然气水合物浆流变性的研究现状及发展趋势[期刊论文]011(7)剂量水合物抑制剂对油田污水稳定性及环境影响的试验研究[期刊论文]011(4)学类添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究[期刊论文])型天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能[期刊论文]013(2)集气系统水合物预防工艺分析[期刊论文]013(2)型天然气水合物动力学抑制剂评价及应用[期刊论文])合型天然气水合物抑制剂的研究进展[期刊论文]013(11)集气系统水合物预防工艺分析[期刊论文]013(2)同气体组成对低剂量抑制剂效果的影响[期刊论文]011(3)水气井测试水合物抑制剂优选及注入方法[期刊论文]014(2)然气水合物抑制剂刊论文]013(6)里格气田井下节流综合预测[期刊论文]010(2)引用本文格式:然气水合物抑制剂研究与应用进展[期刊论文]009(12)
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