低含油条件下烷基季铵盐类化合物的水合物防聚机制和性能

利用十六烷基和十二烷基三甲基溴化铵(HTAB、DTAB)作为水合物防聚剂,通过搅拌式试验装置研究其在低含油条件下的水合物防聚性能,基于含油量、过冷度、水相转换率对防聚效果的影响,分析其防聚机制。结果表明：在无油相条件下质量分数为1%的HTAB能加速水合物的生成,使水相转换率(质量分数)从29.7%提高到54.2%,最终形成致密的块状水合物;1%HTAB体系中加入体积分数为22.2%的煤油时,最终72.89%的水转换成水合物,但水合物呈松散颗粒状,不聚集,具有良好的防聚作用,且不受过冷度的限制;HTAB分子碳链的亲油性能使油膜覆盖于水合物颗粒表面,从而抑制颗粒的聚集;HTAB促进水转换成水合物,使体系中煤油含量相对增加,进而促进体系转变成油包水乳状液,发挥更好的防聚效果。     

深水气井环雾流水合物沉积和堵塞动力学模型

深水气田开发过程中,海底附近井筒内具有水合物形成和堵塞的风险。基于井筒气液两相环雾流流动模式,根据气芯和液膜内水合物颗粒不同动力学特征,在液膜内考虑水合物颗粒的形成、运移和管壁黏附过程,同时在气芯内考虑水合物颗粒的形成、聚并、破碎和沉降行为,建立了井筒水合物动态沉积和堵塞的动力学模型,可以用于模拟和预测不同工况下井筒内水合物堵塞时间和堵塞位置。模型预测结果与水合物环路实验堵塞压降的相对误差小于10%。针对典型深水气田开发井案例,进行了井筒水合物形成和堵塞风险分析,得到了不同工况下井筒水合物层增长速率、沉积厚度分布和完全堵塞时间的变化规律。