CN113549440B - 咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用，其中，所述咪唑类试剂具有式1所示的结构：

Description

咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用
技术领域
本发明涉及一种咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用，属于油气开采和输送技术领域。
背景技术
在石油天然气开采、加工以及输送过程中，由于生产设施和运输管道中的流体含有水，在高压低温环境下，水和烃类小分子极易形成固态的笼型水合物堆积在装置内部，水合物的堆积会影响流体的流动。对于深海油气开发和运输而言，海底的高压低温环境更加有利于水合物的形成，水合物堵塞的风险将显著增加。因此，如何防治水合物的形成受到油气工业的广泛关注。
目前，添加水合物动力学抑制剂可以作为一种有效途径解决油气生成和运输过程中因形成水合物造成堵塞的问题，因而一直受到很多研究者的青睐。现阶段已经有部分水合物动力学抑制剂被成功应用于国内油气现场生产和输送过程中。显然新型高效水合物动力学抑制剂的开发对油气工业有着很重要的意义。但在水合物动力学抑制剂的工业应用中往往并不是单纯的加入水合物动力学抑制剂，而是将水合物动力学抑制剂与多种协同试剂(如甲醇、乙二醇、乙二醇丁醚等)混合后注入管线当中。通常参与注入的试剂都会与水合物动力学抑制剂之间产生协同作用，增强水合物动力学抑制剂对水合物的抑制效果。一般而言，加入协同试剂不仅可以提升水合物动力学抑制剂的抑制性能，还可以降低水合物动力学抑制剂的使用剂量。因此许多研究者在考虑开发水合物动力学抑制剂的同时也在着手研究和开发水合物动力学抑制剂的协同试剂，协同试剂可以增强水合物动力学抑制剂的抑制性能，还可以降低水合物动力学抑制剂的使用剂量，对水合物动力学抑制剂的开发至关重要。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用。
本发明的另一个目的还在于提供一种水合物动力学抑制剂组合物。
本发明的又一个目的还在于提供以上所述的水合物动力学抑制剂组合物在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成中的应用。
本发明的再一个目的还在于提供一种在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成的方法，其中，所述方法利用以上所述的水合物动力学抑制剂组合物。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用，其中，所述咪唑类试剂具有式1所示的结构：
Figure BDA0003173206360000021
式1中，R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C5的烷基。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，所述咪唑类试剂选自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-丙基咪唑、1-甲基咪唑中的一种或者任意几种的组合。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，应用适用的体系为油-气-水三相体系或气-水两相体系。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，应用过程中，体系的压力为0.5-25MPa，温度为-10至30℃，例如-10℃、-5℃及30℃等。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，应用过程中，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为0.1-5wt％，优选为0.5-2wt％，更优选为1wt％。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，所述咪唑类试剂作为协同试剂与水合物动力学抑制剂复配使用；其中，所述水合物动力学抑制剂包括Inhibex 501(亚什兰集团公司生产)、PVP-A(参见：Hui-Bo Qin,Zhen-Feng Sun,Xiao-Qin Wang.Synthesisand Evaluation of Two New Kinetic Hydrate Inhibitors.Energy&fuels.2015,29,7135-7141)、PVP及具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂中的一种或几种的组合；
Figure BDA0003173206360000031
式2中，R为C1-C7的烷基；
所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为x:y:z＝8:1:1-6:3:2。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂的相对分子质量为1000-50000。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述水合物动力学抑制剂的使用剂量为0.5-10wt％。
另一方面，本发明还提供了一种水合物动力学抑制剂组合物，其中，所述水合物动力学抑制剂组合物包括水合物动力学抑制剂及协同试剂，其中，所述协同试剂为咪唑类试剂，所述咪唑类试剂具有式1所示的结构：
Figure BDA0003173206360000032
式1中，R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C5的烷基。
作为本发明以上所述组合物的一具体实施方式，其中，以组合物应用于的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为0.1-5wt％，所述水合物动力学抑制剂的使用剂量为0.5-10wt％。
作为本发明以上所述组合物的一具体实施方式，其中，所述水合物动力学抑制剂包括Inhibex 501、PVP-A、PVP及具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂中的一种或几种的组合；
Figure BDA0003173206360000041
式2中，R为C1-C7的烷基；
所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为x:y:z＝8:1:1-6:3:2。
作为本发明以上所述组合物的一具体实施方式，其中，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂的相对分子质量为1000-50000。
本发明中，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂是使单体混合物进行三元共聚反应后得到的，其中，所述单体混合物包括乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸酯类单体，所述乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸酯类单体的摩尔配比为8:1:1-6:3:2。
进一步地，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂是使单体混合物在溶剂、引发剂、终止剂存在下进行三元共聚反应得到的。
进一步地，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸烷基酯，所述烷基为C1-C7的烷基。如在本发明一具体实施例中，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸丙酯以及丙烯酸甲酯等等。
进一步地，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈、叔丁基过氧化氢或焦亚硫酸钠中的一种或几种的组合；以单体混合物和溶剂的总重量为100％计，所述引发剂的用量为0.01％-0.1％。
进一步地，所述终止剂包括苯乙烯和/或甲基丙烯酸；以单体混合物和溶剂的总重量为100％计，所述终止剂的用量为0.05％。
进一步地，所述溶剂为醇溶剂，如乙醇、乙二醇、异戊醇等。
进一步地，所述三元共聚反应温度为323.15-363.15K，反应的时间为2-12h。
进一步地，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸酯类单体加入溶剂中，混合均匀后，得到混合物；
(2)向所述混合物中加入引发剂后升温至反应温度并在惰性气氛中于反应温度进行反应，再加入终止剂终止反应，反应结束后，得到所述水合物动力学抑制剂。
进一步地，所述惰性气氛包括氮气气氛。
本发明将咪唑类试剂作为协同试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配使用，协同试剂与不同的水合物动力学抑制剂之间均具有较好的协同效果，可显著增强水合物动力学抑制剂的抑制性能，降低水合物动力学抑制剂的使用剂量，延缓水合物的形成，解决因形成水合物而造成的危害。
又一方面，本发明还提供了以上所述水合物动力学抑制剂组合物在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成中的应用。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，应用适用的体系为油-气-水三相体系或气-水两相体系。
作为本发明以上所述应用的一具体实施方式，其中，应用过程中，体系的压力为0.5-25MPa，温度为-10至30℃。
再一方面，本发明还提供了一种在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成的方法，其中，所述方法利用以上所述的水合物动力学抑制剂组合物。
本发明将协同试剂与水合物动力学抑制剂复配后所得复配体系用于油气开发(开采)和/或运输(输送)过程中，可以显著抑制水合物的形成，进而可解决油气开发和/或运输过程中因形成水合物而导致的管线堵塞问题。
综上，本发明所能达成的有益技术效果包括：
本发明所提供的水合物动力学抑制剂协同试剂与水合物动力学抑制剂进行复配后可以显著提升水合物动力学抑制剂对水合物的抑制效果，降低水合物动力学抑制剂的使用剂量，延缓水合物的形成，解决因形成水合物而造成的危害；
本发明所提供的水合物动力学抑制剂协同试剂可以直接与水合物动力学抑制剂进行复配使用，不需要进行二次加工；并且所述协同试剂具有用量少、成本低和效果显著的优点；
本发明提供的水合物动力学抑制剂协同试剂可以同时溶于醇类和水，便于应用到气-水体系或油-气-水体系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的水合物动力学抑制剂A的红外光谱图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
为了考察将咪唑类试剂作为协同试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配使用时对水合物形成过程的抑制性能，本发明对不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂以及咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系对水合物形成过程的抑制性能分别进行了评价，除特别说明，本发明使用的装置和试剂材料均可通过商购途径获取。
具体而言，评价实验所用的装置主要由六部分构成：可视高压蓝宝石釜、温度传感器、压力传感器、数据(温度和压力)采集系统、恒温空气浴和磁力搅拌装置。其中，可视高压蓝宝石釜的体积为59cm3，内径为2.54cm，其承受最高压力可达40MPa，以保证评价实验操作的安全性；压力传感器和温度传感器的误差分别为±0.01MPa和±0.1K；恒温空气浴的温度误差也为±0.1K，实验温度的调节主要通过该恒温空气浴来控制。
评价不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂以及咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系对水合物形成过程的抑制性能的方法如下：
首先用无水乙醇和石油醚依次浸泡清洗可视高压蓝宝石釜，再用无水乙醇清洗三遍，接着打开可视高压蓝宝石釜的进出口阀，使用氮气对可视高压蓝宝石釜进行吹扫，使其内部完全干燥，防止乙醇残留影响实验结果；
将配制好的含目标试剂(即不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂或者咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系)的待测溶液加入可视高压蓝宝石釜内，并使用真空泵进行抽真空处理，将釜内空气抽尽，防止釜内空气干扰实验气的组成，从而减少实验误差；
打开平衡釜进气阀，向平衡釜中加入足量的实验气后，关闭平衡釜进气阀。
开启恒温空气浴，将恒温空气浴的温度设置为实验设定温度值，待可视高压蓝宝石釜内温度稳定在实验设定温度值之后，打开可视高压蓝宝石釜的进气阀，从平衡釜中将实验气体通入到可视高压蓝宝石釜中，关闭可视高压蓝宝石釜的进气阀，再开启磁力搅拌装置，并保持磁力搅拌装置在整个实验过程中转速恒定；
打开冷光源，通过恒温空气浴的可视窗口观察可视高压蓝宝石釜内水合物的生成状况，并用佳能数码相机拍摄记录，同时使用数据采集系统对实验过程中的温度及压力实验数据进行实时采集。
评价实验所用的实验气为纯甲烷气。
评价实验所用的水合物动力学抑制剂Inhibex 501采购自亚什兰集团公司，所用的水合物动力学抑制剂PVP-A可参考现有技术文献，即Hui-Bo Qin,Zhen-Feng Sun,Xiao-Qin Wang.Synthesis and Evaluation of Two New Kinetic HydrateInhibitors.Energy&fuels.2015,29,7135-7141于实验室制得，所用的水合物动力学抑制剂PVP采购自阿拉丁试剂平台，所用水合物动力学抑制剂A是通过包括以下步骤的制备方法制得的：
1)选用乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸丁酯三种单体作为合成原料，以醇类，如乙醇作为聚合反应的溶剂，将合成原料与溶剂混合均匀，得到混合物；
其中乙烯基吡咯烷酮、环己基乙烯基醚和丙烯酸丁酯三种单体的用量分别为7.7795g、1.1016g和1.1189g；乙醇用量为30g；
2)将所述混合物加入三口圆底烧瓶中，待恒温水浴温度达到333.15K后，将占所述混合物总重为0.01％的引发剂偶氮二异丁腈加入到三口圆底烧瓶中，再迅速将三口圆底烧瓶固定在恒温水浴中，在三口圆底烧瓶上安装冷凝管并向三口圆底烧瓶通入氮气后开始搅拌，反应过程中保持水浴温度和搅拌速度恒定，反应6h后停止加热，并向三口圆底烧瓶内加入占所述混合物总重为0.05％的终止剂苯乙烯；
3)当体系温度冷却至室温后停止通入氮气并关闭搅拌，将三口圆底烧瓶内的产物转移至烧杯中，得到水合物动力学抑制剂的粗产品；
4)将烧杯中的液体转移至提纯装置(如旋转蒸发仪)中，通过旋转蒸发仪对水合物动力学抑制剂的粗产品进行提纯，再将提纯后的产品取出并在323.15K的温度下进行干燥，即得到所述水合物动力学抑制剂A，其相对分子质量为19370，最后将其密封保存在阴凉干燥处待用。
对所得到的水合物动力学抑制剂A进行红外光谱分析，所得红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，三元共聚物，即所述水合物动力学抑制剂A在～3010cm-1处不存在明显的峰，这说明聚合物的纯度较高，几乎不含未反应的单体；由于三元共聚物含有吡咯烷酮环，其同PVP一样，在～1650cm-1附近存在明显峰位，该峰位为吡咯烷酮环上-C＝O的伸缩振动峰；另，酯基基团中的-C＝O峰与吡咯烷酮环中的-C＝O峰会存在一定的错位，从图1中可以看出，该三元共聚物在～1729cm-1处出现一个小峰，其即为酯基基团中的-C＝O峰；此外，该三元共聚物在～1075cm-1处存在明显的峰位，这是三元共聚物中醚基C-O-C的伸缩振动峰。综上，图1所示的固体红外数据结果表明合成的三元共聚物中含有吡咯烷酮基团、醚基和酯基三种官能团，合成产物为目标产物。
评价实验通过水合物的成核时间，即TVO的长短来判断不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂及咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系对水合物形成过程(成核过程)的抑制性能的强弱，利用TPD-TVO的时间长短来判断不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂及咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系对水合物生长过程的抑制性能；
其中，水合物的成核时间，即TVO通过数码相机实时监测和压力传感器对体系的压力变化实时监测共同确定，当数码相机首次拍摄到可视高压蓝宝石釜内出现水合物晶核，且压力传感器监测到体系的压力开始下降，此时的时间即为该体系中水合物的成核时间；
TPD是体系内压力出现显著压降的时间，观测到水合物形成(即成核)的时间总是早于体系出现显著压降的时间，因此可利用TPD-TVO的时间长短来判断不同的水合物动力学抑制剂、咪唑类试剂及咪唑类试剂与不同的水合物动力学抑制剂复配体系对水合物生长过程的抑制性能。
对比例1
将适量的去离子水加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间小于1min，说明在该评价体系中，由于未使用任何水合物动力学抑制剂及协同试剂，水合物(甲烷水合物)快速形成。
对比例2
将适量的含现有常规水合物动力学抑制剂PVP-A(参见：Hui-Bo Qin,Zhen-FengSun,Xiao-Qin Wang.Synthesis and Evaluation of Two New Kinetic HydrateInhibitors.Energy&fuels.2015,29,7135-7141)的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为29min，TPD-TVO时间为26min，说明在该评价体系中，由于使用了水合物动力学抑制剂PVP-A，与对比例1相比，水合物的形成在一定程度上得到了抑制。
对比例3
将适量的含现有常规水合物动力学抑制剂Inhibex 501(采购自亚什兰集团公司)的水溶液(以水的总重量计，水溶液中Inhibex 501的浓度为0.5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为52min，TPD-TVO时间为66min，说明在该评价体系中，由于使用了水合物动力学抑制剂Inhibex 501，与对比例1相比，水合物的形成也在一定程度上得到了抑制。
对比例4
将适量的含现有常规水合物动力学抑制剂PVP的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP的浓度为0.5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入5.5MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为3min，TPD-TVO时间为3min，说明在该评价体系中，由于使用了水合物动力学抑制剂PVP，与对比例1相比，水合物的形成也在一定程度上得到了抑制。
对比例5
将适量的分别含不同咪唑类试剂的水溶液(以水的总重量计，水溶液中咪唑类试剂的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在一定温度条件下向所述可视高压蓝宝石釜通入相应压力的实验气进行评价实验；其中，咪唑类试剂的具体物质、评价实验过程的温度、压力数据以及评价实验所得到的TVO时间见如下表1所示。
表1 浓度为1wt％的不同咪唑类试剂对水合物的抑制效果
咪唑类试剂 温度(K) 压力(MPa) TVO(min)
咪唑 275.60 6.13 <1
1-甲基咪唑 275.6 6.12 <1
2-甲基咪唑 275.69 6.14 <1
2-乙基咪唑 275.69 6.12 <1
2-乙基-4-甲基咪唑 275.77 6.18 <1
2-丙基咪唑 275.60 6.12 <1
从以上表1中可以看出，咪唑类试剂溶液体系在当前实验条件下的TVO时间均小于1min，表明水合物的形成过程几乎没有被抑制，体系中很快便形成了大量的水合物；进一步说明单独使用咪唑类试剂时，无论其浓度高低均无法对水合物的形成产生显著的抑制效果。
对比例6
将适量的含水合物动力学抑制剂A的水溶液(以水的总重量计，水溶液中水合物动力学抑制剂A的浓度为0.5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下向所述可视高压蓝宝石釜内通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为143min，TPD-TVO时间为193min，说明在该评价体系中，由于使用了水合物动力学抑制剂A，与对比例1相比，水合物的形成也在一定程度上得到了抑制。
实施例1
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为40min，TPD-TVO时间为108min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物(甲烷水合物)的形成被进一步抑制。
实施例2
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及1-甲基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，1-甲基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为56min，TPD-TVO时间为178min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了1-甲基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
实施例3
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-甲基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-甲基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为81min，TPD-TVO时间为297min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-甲基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
实施例4
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-乙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-乙基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为79min，TPD-TVO时间为302min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-乙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
实施例5
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为135min，TPD-TVO时间为435min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
实施例6
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-乙基-4-甲基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-乙基-4-甲基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为103min，TPD-TVO时间为274min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-乙基-4-甲基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
对比实施例1-实施例6中的实验数据后可知，将2-丙基咪唑作为水合物动力学抑制剂协同试剂并将其与水合物动力学抑制剂复配使用后，其提升水合物动力学抑制剂对水合物的抑制效果能力最优，即2-丙基咪唑具有相对较好的协同效果，推测原因可能为2-丙基咪唑的咪唑环上所带有的相对较长的烷基碳链可能更有利于其作为协同试剂抑制水合物的形成，即协同试剂所含咪唑环上烷基链的长短可能会直接影响其与水合物动力学抑制剂的协同效果。
实施例7
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为0.25wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为57min，TPD-TVO时间为240min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制；
此外，对比实施例5的评价体系及本实施例的评价体系可知，由于本实施例的评价体系中使用的2-丙基咪唑协同试剂用量较少，水合物形成的时间有所缩短，水合物被抑制的程度不及实施例5。
实施例8
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为0.5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为85min，TPD-TVO时间为338min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制；
此外，对比实施例5的评价体系及本实施例的评价体系可知，由于本实施例的评价体系中使用的2-丙基咪唑协同试剂用量较少，水合物形成的时间有所缩短，水合物被抑制的程度不及实施例5；
对比实施例7的评价体系及本实施例的评价体系可知，由于本实施例的评价体系中使用的2-丙基咪唑协同试剂用量相对较多，水合物形成的时间有所延长，水合物被抑制的程度优于实施例7。
实施例9
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为2wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为110min，TPD-TVO时间为300min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制；
此外，对比实施例5的评价体系及本实施例的评价体系可知，虽然本实施例的评价体系中使用的2-丙基咪唑协同试剂用量较多，但是水合物形成的时间有所缩短，水合物被抑制的程度不及实施例5；
另，对比实施例7-8的评价体系及本实施例的评价体系可知，本实施例的评价体系中，水合物形成的时间有所延长，水合物被抑制的程度优于实施例7-8。
实施例10
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP-A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP-A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为5wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为103min，TPD-TVO时间为303min，说明相对于对比例2单独使用水合物动力学抑制剂PVP-A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制。
实施例11
将适量的含水合物动力学抑制剂Inhibex 501以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中Inhibex 501的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为68min，TPD-TVO时间为117min，说明相对于对比例3单独使用水合物动力学抑制剂Inhibex 501的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制，这也表明2-丙基咪唑协同试剂与水合物动力学抑制剂Inhibex 501之间也具有较好的协同效果。
实施例12
将适量的含水合物动力学抑制剂PVP以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中PVP的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入5.6MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为15min，TPD-TVO时间为26min，说明相对于对比例4单独使用水合物动力学抑制剂PVP的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制，这也表明2-丙基咪唑协同试剂与水合物动力学抑制剂PVP之间也具有较好的协同效果。
实施例13
将适量的含水合物动力学抑制剂A以及2-丙基咪唑的水溶液(以水的总重量计，水溶液中水合物动力学抑制剂A的浓度为0.5wt％，2-丙基咪唑的浓度为1wt％)加入可视高压蓝宝石釜中，在温度为275.65K的条件下通入6.1MPa的实验气进行评价实验，发现体系中水合物的TVO时间为186min，TPD-TVO时间为455min，说明相对于对比例6单独使用水合物动力学抑制剂A的评价体系，由于本实施例的评价体系中进一步添加了2-丙基咪唑协同试剂，水合物形成的时间被进一步延长，水合物的形成被进一步抑制，这也表明2-丙基咪唑协同试剂与水合物动力学抑制剂A之间也具有较好的协同效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。

Claims (14)

1.一种咪唑类试剂作为水合物动力学抑制剂协同试剂的应用，其特征在于，所述咪唑类试剂作为协同试剂与水合物动力学抑制剂复配使用，所述咪唑类试剂具有式1所示的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式1；
式1中，R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C5的烷基；
所述水合物动力学抑制剂包括Inhibex 501、PVP及具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂中的一种或几种的组合；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式2；
式2中，R为C1-C7的烷基；
所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为x:y:z=8:1:1-6:3:2。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述咪唑类试剂选自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-丙基咪唑、1-甲基咪唑中的一种或者任意几种的组合。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，应用适用的体系为油-气-水三相体系或气-水两相体系。
4. 根据权利要求3所述的应用，其特征在于，应用过程中，体系的压力为0.5-25 MPa，温度为-10至30 oC。
5. 根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，应用过程中，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为0.1-5 wt%。
6. 根据权利要求5所述的应用，其特征在于，应用过程中，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为0.5-2 wt%。
7. 根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用过程中，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为1 wt%。
8.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂的相对分子质量为1000-50000。
9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，以应用所适用的体系中所含水的总重量计，所述水合物动力学抑制剂的使用剂量为0.5-10 wt%。
10.一种水合物动力学抑制剂组合物，其特征在于，所述水合物动力学抑制剂组合物包括水合物动力学抑制剂及协同试剂，其中，所述协同试剂为咪唑类试剂，所述咪唑类试剂具有式1所示的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
式1；
式1中，R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C5的烷基；
所述水合物动力学抑制剂包括Inhibex 501、PVP及具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂中的一种或几种的组合；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
式2；
式2中，R为C1-C7的烷基；
所述水合物动力学抑制剂各结构单元的摩尔比为x:y:z=8:1:1-6:3:2。
11. 根据权利要求10所述的组合物，其特征在于，以组合物应用于的体系中所含水的总重量计，所述咪唑类试剂的使用剂量为0.1-5 wt%，所述水合物动力学抑制剂的使用剂量为0.5-10 wt%。
12.根据权利要求10或11所述的组合物，其特征在于，具有如式2所示结构的水合物动力学抑制剂的相对分子质量为1000-50000。
13.权利要求10-12任一项所述的水合物动力学抑制剂组合物在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成中的应用。
14.一种在油气开发和/或运输过程中抑制水合物形成的方法，其特征在于，所述方法利用权利要求10-12任一项所述的水合物动力学抑制剂组合物。
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