低剂量气体水合物抑制剂实验研究

论文摘要

随着我国天然气工业的发展,水合物的防治成为了油气田开发特别是海上油气田开发面临的重大问题。传统的注射热力学抑制剂的抑制方法消耗的成本高并且对环境危害大,新型低剂量抑制剂取代热力学抑制剂已经成为了一种趋势,而室内试验是低剂量抑制剂成功应用的关键。本文的目的就在于通过对国内外文献的调研与实验室实验相结合的方法,总结低剂量抑制剂的室内实验方法,摸索低剂量抑制剂的应用范围、影响因素和作用机理。论文在高压搅拌水合物反应装置中进行水合物的形成和抑制实验,对动力学抑制剂性能进行了实验研究,研究了过冷度、初始压力、转速对抑制剂抑制效果的影响,建立了动力学抑制剂实验评价方法;对防聚剂的实验评价方法进行了研究,研究了不同油水比、转速对油水混合溶液中水合物形成的影响,并且对四季铵盐防聚剂的性能进行了研究,结果发现四季铵盐防聚剂能够促进水合物的形成,同时也能够有效地防止水合物的大块聚集;对动力学抑制剂的应用进行了基础性的实验研究,包括对新型动力学抑制剂之一的PVCap的抑制性能研究,乙二醇与PVCap复配抑制效果及油田防腐剂、防垢剂对PVCap的影响的实验研究,并在此基础上尝试了以PVCap为主剂的动力学抑制剂的配置。在论文的最后部分,以成核理论为依据,并在前面实验数据的基础上,对热力学抑制剂和动力学抑制剂的抑制机理进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 水合物防治现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 第二章 低剂量抑制剂发展概况
• 2.1 低剂量抑制剂研究现状
• 2.2 低剂量抑制剂应用现状
• 2.3 低剂量抑制剂发展趋势
• 2.4 小结
• 第三章 低剂量抑制剂室内实验装置
• 3.1 实验仪器
• 3.1.1 高压反应釜
• 3.1.2 恒温水浴
• 3.1.3 数据采集系统
• 3.1.4 其他设备
• 3.2 实验材料
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 甲烷水合物相平衡实验
• 3.3.2 动力学抑制剂评价实验
• 3.3.3 防聚剂评价实验
• 3.3.4 PVCap性能研究及动力学抑制剂的配置
• 3.4 实验步骤及注意事项
• 3.5 小结
• 第四章 实验结果及分析
• 4.1 甲烷水合物相平衡实验
• 4.2 动力学抑制剂室内评价实验
• 4.2.1 过冷度的影响
• 4.2.2 初始压力的影响
• 4.2.3 转速对抑制效果的影响
• 4.2.4 PVCap主剂动力学抑制剂的评价实验
• 4.3 防聚剂室内实验评价
• 4.4 防聚剂评价条件的确立和优化
• 4.4.1 搅拌的影响
• 4.4.2 不添加防聚剂时不同油水比的影响
• 4.4.3 防聚剂的影响
• 4.5 乙二醇、PVCap性能研究及动力学抑制剂的配置
• 4.5.1 PVCap抑制实验
• 4.5.2 乙二醇抑制实验
• 4.5.3 PVCap与乙二醇的复配
• 4.5.4 GHI的配置
• 4.5.5 油田化学剂对PVCap抑制性能的影响
• 4.6 小结
• 第五章 抑制剂机理研究
• 5.1 水合物成核理论
• 5.2 水合物成核机理假说
• 5.2.1 簇成核假说
• 5.2.2 界面成核假说
• 5.2.3 Langmuir吸附理论
• 5.3 甲烷溶解度及抑制剂抑制机理分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢