CN108913111B - 一种复合型天然气水合物抑制剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、协同剂、硫酸氰胺按照质量比（1‑4）：1：1组成，其中，所述动力学抑制剂为三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺中的至少两种；所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物。同时，本发明还提供所述水合物抑制剂的制备方法和应用，该水合物抑制剂抑制效果明显、使用量少，添加浓度仅为0.2%～2%，对环境危害小。

Description

一种复合型天然气水合物抑制剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于油气田技术领域，具体涉及一种复合型天然气水合物抑制剂及其制备方法与应用。
背景技术
天然气中的甲烷、乙烷、二氧化碳等组分在低温高压下与水作用生成冰晶状的固态水合物，发生聚结后，会减少管路的流通面积，产生节流，并进一步加速水合物的生成，从而堵塞气田开采、天然气处理和输送过程中的管路和设备，严重影响天然气的开采、输送和加工的安全运行。因此，加入抑制剂，以避免和预防天然气在开采、处理、运输过程中形成水合物堵塞井筒、处理装置和输气管线至关重要。
抑制天然气水合物形成的传统方法是注入热力学抑制剂，如电解质、甲醇、乙二醇等物质，通过改变水合物生成的热力学条件来避免和抑制水合物的形成。但是，热力学抑制剂具有使用浓度高（质量分数通常占水相的20%～60%）、耗量大、成本高、毒性大等缺点，因而，已经不能满足油气工业的需要。与此相比，动力学抑制剂因为添加量少、成本低、毒性小等优点而成为国内外研究的热点。天然气动力学抑制剂通过延长天然气水合物的成核时间或抑制天然气水合物的生长而达到抑制目的。研究发现，现有的单一型低剂量动力学抑制剂的抑制效果有限，并不能满足实际需要，因而，增强动力学抑制剂的抑制性能非常重要。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种复合型天然气水合物抑制剂及其制备方法与应用，所述复合型天然气水合物抑制剂的抑制效果好。
一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、协同剂、硫酸氰胺按照质量比（1-4）：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺中的至少两种；
所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物。
优选地，所述三聚物的平均分子量为80000-400000g/mol。
优选地，所述协同剂为乙二醇丁醚或者聚乙二醇。
优选地，所述动力学抑制剂为三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺中的至少两种按照等质量比例组成。
所述复合型天然气水合物抑制剂的制备方法，具体为：将所述动力学抑制剂、协同剂、硫酸氰胺混合，搅拌即可。
所述复合型天然气水合物抑制剂的应用，将所述复合型天然气水合物抑制剂加入到油气田采出水中，用来抑制水合物的生成，具体为：在7MPa、2-4℃下，将所述复合型天然气水合物抑制剂按照质量浓度0.2%～2%加入到油气田采出水中。
在本发明中，所述三聚物选择美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物。
本发明的优点：
本发明提供的复合型天然气水合物抑制剂，能用于抑制气田开采、处理、输送过程中天然气水合物的生成，抑制效果明显、使用量少，添加浓度仅为0.2%～2%，对环境危害小。
具体实施方式
实施例1
抑制效果的评价方法：
首先，用蒸馏水清洗反应釜，并排出清洗液。然后，泵入一定量的实验用水为油气田采出水（矿化度为52163mg/L），并用真空泵抽走反应釜内的空气，评价温度为3℃，压力为7.0MPa，通入组成为甲烷94.83%、乙烷0.59%、丙烷0.11%、N2 1.90%、CO2 2.57%的实验用气，将釜内压力调至实验压力，1000r/min搅拌反应，待反应釜内压力发生突变后停止实验，根据反应釜内压力变化并结合温度情况判断水合物生成过程，评价抑制剂效果。
本发明中，乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物采用美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物。
实施例1
1. 一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、乙二醇丁醚、硫酸氰胺按照质量比1：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为等质量的三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺的混合物；
所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物，采用美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物；
将上述组分按照比例混合搅拌，即可制备而成。
2. 将上述抑制剂配制成质量浓度为2%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为14700min。
实施例2
1. 一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、聚乙二醇、硫酸氰胺按照质量比4：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为等质量的三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺的混合物；
所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物，采用美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物；
将上述组分按照比例混合搅拌，即可制备而成。
2. 将上述抑制剂配制成质量浓度为0.2%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为14500min。
实施例3
1. 一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、乙二醇丁醚、硫酸氰胺按照质量比2：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为等质量的三聚物、聚乙烯吡咯烷酮的混合物；
所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物，采用美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物；
将上述组分按照比例混合搅拌，即可制备而成。
2. 将上述抑制剂配制成质量浓度为1%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为13400min。
实施例4
1. 一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、乙二醇丁醚、硫酸氰胺按照质量比3：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为等质量的三聚物、聚乙烯己内酰胺的混合物；
所述三聚物乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物，采用美国Ashland公司的型号为COPOLYMER VC-713三元聚合物；
将上述组分按照比例混合搅拌，即可制备而成。
2. 将上述抑制剂配制成质量浓度为1.2%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为12500min。
实施例5
1. 一种复合型天然气水合物抑制剂，由动力学抑制剂、乙二醇丁醚、硫酸氰胺按照质量比1：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为等质量的聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺的混合物；
将上述组分按照比例混合搅拌，即可制备而成。
2. 将上述抑制剂配制成质量浓度为2%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为13500min。
将实施例1-5中，分别去掉成分中的硫酸氰胺，对应设置为对比例1-5，其他同实施例1-5，评价其抑制性能，结果如下：
对比例1：4880min。
对比例2：4080min。
对比例3：3800min。
对比例4：3550min。
对比例5：3690min。
同时，设置空白组作为对比例6，热力学抑制剂甲醇为对比例7，以及PVP为对比例8，分别如下：
对比例6
将矿化度为52163mg/L的气田采出水装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，利用上述方法测得天然气水合物的生成时间为40min。
对比例7
将甲醇配制成质量浓度为40%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为160min。
对比例8
将PVP配制成质量浓度为2%的气田采出水溶液，装入反应釜，在实验压力为7.0MPa，实验温度为4℃条件下开始进行试验，测得天然气水合物生成的抑制时间为210min。

Claims (5)

1.一种复合型天然气水合物抑制剂，其特征在于：由动力学抑制剂、协同剂、硫酸氰胺按照质量比（1-4）：1：1组成，
其中，所述动力学抑制剂为三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺中的至少两种；
所述三聚物为乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物；
所述协同剂为乙二醇丁醚或者聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述复合型天然气水合物抑制剂，其特征在于：所述三聚物的平均分子量为80000-400000g/mol。
3.根据权利要求1所述复合型天然气水合物抑制剂，其特征在于：所述动力学抑制剂为三聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己内酰胺中的至少两种按照等质量比例组成。
4.权利要求1所述复合型天然气水合物抑制剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法为将所述动力学抑制剂、协同剂、硫酸氰胺混合，搅拌即可。
5.权利要求1所述复合型天然气水合物抑制剂的应用，其特征在于：所述应用为：在7MPa、2-4℃下，将所述复合型天然气水合物抑制剂按照质量浓度0.2%～2%加入到油气田采出水中。
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