[發(fā)明專利]一種對水合物響應的動力學抑制油水乳液及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108980623B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 許書瑞;蔡卓弟;廖文波;鐘國玉
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: F17D1/17
• 分類號: F17D1/17;F17D1/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

本發(fā)明公開了一種對水合物響應的動力學抑制油水乳液及其制備方法和應用。該乳液為W/O/W型乳液：最內層水相是水合物動力學抑制劑與水和乙二醇共混物組成的溶液，并添加了少量聚乙烯醇作為表面活性劑；中間的油相是光固化樹脂2?苯氧基乙基丙烯酸酯與少量光引發(fā)劑組成的溶液；最外層是聚乙烯醇溶液。所述抑制劑膠囊在油氣輸送管道中可以穩(wěn)定存在，不因壓力和成分等因素破碎。當水合物晶核在其表面生成后，光固化樹脂的結構被破壞，從而內部高濃度的抑制劑溶液釋放出來，釋放出來的水合物抑制劑可直接作用于乳液表面上的水合物晶核，高效抑制水合物晶核的長大，控制水合物晶核的尺寸，避免固體水合物堵塞管道。

技術領域

本發(fā)明涉及油氣水合物技術領域，具體涉及一種對水合物響應的動力學抑制乳液。

背景技術

天然氣及石油流體的輸送管線中，如甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳、硫化氫等各種低沸點烴類在一定的溫度、壓力條件下和水作用生成一種非化學計量籠型固態(tài)物質，又稱為籠型水合物晶體。油氣工業(yè)中，氣體水合物的生成會導致油氣運輸管道的堵塞，甚至導致管線爆裂，給石油及天然氣的開采和運輸帶來諸多安全隱患和巨大的經(jīng)濟損失。此外，對于海上油氣田開發(fā)和深海域管道輸送，水合物問題也尤為突出，因為海底的溫度和壓力條件有利于水合物的生成。例如當壓力為3MPa時，乙烷在低于14℃的溫度下就可生成水合物。如何防止輸氣輸油管道里水合物的生成保證管道流動安全一直是石油天然氣行業(yè)需要突破的難題。

目前，除了甲醇、乙二醇等熱力學抑制劑之外，水合物動力學抑制劑也被廣泛應用于水合物防治。使用動力學抑制劑抑制水合物形成時，所需要試劑濃度為1.0 wt%~ 3.0t%。低劑量的優(yōu)勢使動力學抑制劑在位置偏遠，如深海氣田中具有獨特的應用優(yōu)勢。動力學抑制劑注入的位置，通常遠離水合物生長區(qū)域。這樣，從注入到水合物生長區(qū)域的時間間隔內，可能因溶于管道內的有機相、或與其它添加劑（防腐劑、防蠟劑）接觸使抑制劑在水相中的濃度下降，從而導致水合物動力學抑制劑抑制效果下降。此外，動力學應用中的一個突出問題是，一旦體系內有水合物生成后，動力學抑制劑要么通過氫鍵作用擾動體系中的水分子阻止生成新的水合物晶核，要么通過空間位阻效應阻止水分子間的團聚進而生成更多新的水合物，但水合物動力學抑制并不能迅速地對管道中出現(xiàn)的水合物晶核進行一對一的抑制，無法有效阻止體系中已有水合物晶核的生長、聚集以及由此引發(fā)的堵塞管道等安全隱患。

針對以上應用場景中存在的問題，本發(fā)明專利將動力學抑制劑以乳液的形式包裹在油相中，一是可以直接避免水合物抑制劑在管道中與其他添加劑接觸而損失效果，二是該乳液可直接對水合物響應，當體系中有水合物生成時，乳液就會定向釋放高濃度的動力學抑制劑，直接抑制水合物晶核的生長，控制晶核生長尺寸，避免水合物晶核長大聚集進而堵塞管道。

發(fā)明內容

針對所述的動力學抑制劑應用問題和缺陷，本發(fā)明提出來一種對水合物響應的抑制乳液。

本發(fā)明目的通過如下技術方案來實現(xiàn)。

一種對水合物響應的動力學抑制油水乳液，所述動力學抑制油水乳液為水/油/水（W/O/W）型結構；所述動力學抑制油水乳液的內層W層是高濃度的動力學抑制劑溶液，該溶液的成分分為溶劑和溶質：溶劑采用10 wt%~ 20 wt%的乙二醇溶液；溶質是動力學抑制劑和聚乙烯醇表面活性劑，所述抑制劑溶液中乙二醇、水、動力學抑制劑和聚乙烯醇的質量比為：(10~20) : (80~90) :(10~50):(1~5)；本發(fā)明的抑制性能通過內層（W層）動力學抑制劑溶液實現(xiàn)，所述動力學抑制劑為聚N-乙烯己內酰胺、聚N-乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺；所述該溶液是由商用抑制劑溶于乙二醇溶液產(chǎn)生，并加少量的聚乙烯醇表面活性劑；當動力學抑制劑釋放之后，高濃度的動力學抑制劑直接與水合物表面作用，抑制水合物晶核的進一步生長，并有效控制晶核生長尺寸。