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天然气从气井采出,在井口、处理装置以及在集气管网中,天然气中的低分子量烃类及硫化氢、二氧化碳等气体,在一定的温度和压力条件下会生成水合物,从而堵塞设备及输气管道,造成停产事故,国内外油田都曾发生过因水合物堵塞管道而被迫停产的事故,因此,在一定的条件下必须采取抑制措施。国内外广泛使用热力学水合物抑制剂来抑制水合物的生成,在我国陆上油田广泛使用的热力学水合物抑制剂是甲醇,海上油田广泛使用的热力学水合物抑制剂是乙二醇。 针对陆上油田,通过模拟试验研究,给出天然气集输管网中水合物生成的准确温度,从而节约加热能耗;给出外输管道中甲醇的准确加入量,从而节约甲醇的消耗;给出替代甲醇的乙二醇水合物抑制剂及抑制剂的最佳加入量。针对海上油田,通过模拟试验研究,给出替代乙二醇的用量小的动力学水合物抑制剂以及抑制剂的最佳加入量,减轻脱出水的处理难度。通过这些模拟试验研究,为管道的正常生产以及环境保护提够技术保障。 本课题研究建立了水合物生成的模拟试验方法,针对混输管道和天然气输送管道进行了水合物生成的模拟试验研究,给出了水合物生成条件曲线,通过曲线可以直接查出现场管输工况下的水合物生成条件,以决定是否采取水合物抑制措施。针对混输管道和天然气输送管道进行了水合物生成的热力学抑制试验研究,给出了甲醇和乙二醇抑制水合物生成的效果,当甲醇含量从10%增加到30%时,混输管道中水合物生成温度降低了4.7~17.0℃,天然气输送管道中水合物生成温度降低了5.9~22.3℃,当乙二醇含量从10%增加到40%时,混输管道中水合物生成温度降低了8.6~14.9℃,天然气输送管道中水合物生成温度降低了4.1~16.9℃。针对混输管道进行了水合物生成的动力学抑制试验研究,给出了动力学水合物抑制剂抑制水合物生成的效果,低浓度的动力学水合物抑制剂便能够抑制水合物的生长,加药量为0.5%时,可延长管道堵塞时间120小时以上。最后,提出了水合物抑制技术的现场应用方案,并已在现场应用。