[發明專利]油-氣-水流動體系水合物沉積剝離方法及裝置

在審

• 申請號: 202111154196.6
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN115875610A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 閆柯樂;任悅萌;肖安山;馬明;林雨;張紅星
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
• 主分類號: F17D3/14
• 分類號: F17D3/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;李紅

本發明提供一種油?氣?水流動體系水合物沉積剝離方法及一種油?氣?水流動體系水合物沉積剝離裝置，水合物沉積剝離方法包括：計算當前水合物沉積的水合物沉積體積分率，并根據當前水合物沉積的水合物沉積體積分率確定當前的水合物沉積程度；根據當前的水合物沉積程度，選擇對應的藥劑加注方案；按照選擇的藥劑加注方案，對輸氣管道內油?氣?水流動體系的當前水合物沉積進行剝離。通過本發明提供的方法，能夠對堵塞程度進行有效監控，并根據沉積程度進行針對性注劑剝離，解堵方法更加全面、安全和經濟。

技術領域

本發明涉及油氣集輸管道安全控制技術領域，具體地，涉及一種油-氣-水流動體系水合物沉積剝離方法及一種油-氣-水流動體系水合物沉積剝離裝置。

背景技術

水合物是由烴類氣體小分子(CH₄、C₂H₆、C₃H₈等)與水分子在低溫高壓條件下形成的非化學計量性固態晶體物質。在天然氣集輸送過程中的低溫高壓環境下有利于水合物的生成，極易發生由水合物顆粒聚積造成的輸氣管道堵塞。

油-氣-水流動體系涉及氣相、液體烴相、水相、水合物固相等多相，在實際流動情況下易發生相間作用，導致管道內水合物形成和輸送機理極為復雜。研究人員通過大量研究發現，管道流動過程中水合物顆粒的聚集與管壁沉積是造成堵塞的關鍵步驟，因此在水合物沉積前期實現有效的剝離防控對解決水合物堵塞問題具有重要意義。

目前油氣工業界通常采用升溫、降壓、注入熱力學抑制劑等熱力學控制方法，通過改變水合物形成的熱力學條件，使水合物沉積物逐漸分解，從而達到剝離解堵目的，但控制效率有限，易造成環境污染，且對于堵塞程度較低情況不適用。

發明內容

針對現有技術中控制效率有限，易造成環境污染，且對于堵塞程度較低情況不適用的技術問題，本發明提供了一種油-氣-水流動體系水合物沉積剝離方法及一種油-氣-水流動體系水合物沉積剝離裝置，采用水合物沉積剝離方法能夠對堵塞程度進行有效監控，并根據沉積程度進行針對性注劑剝離，解堵方法更加全面、安全和經濟。

為實現上述目的，本發明提供的油-氣-水流動體系水合物沉積剝離方法包括以下步驟：計算當前水合物沉積的水合物沉積體積分率，并根據當前水合物沉積的水合物沉積體積分率確定當前的水合物沉積程度；根據當前的水合物沉積程度，選擇對應的藥劑加注方案；按照選擇的藥劑加注方案，對輸氣管道內油-氣-水流動體系的當前水合物沉積進行剝離。

進一步地，所述當前的水合物沉積程度通過以下方式確定：按照工藝條件參數模擬油-氣-水流動體系在輸氣管道內的水合物沉積生成實驗，在實驗水合物沉積完全堵塞輸氣管道的情況下，計算實驗水合物沉積的水合物沉積體積分率作為水合物最高體積分率；將當前水合物沉積的水合物沉積體積分率與所述水合物最高體積分率進行對比，確定當前的水合物沉積程度。

進一步地，所述工藝條件參數包括：油-氣-水流動體系的氣相組成、油-氣-水流動體系的液相組成、油-氣-水流動體系的氣液比、輸氣管道內的溫度和壓力。

進一步地，所述按照工藝條件參數模擬油-氣-水流動體系在輸氣管道內水合物沉積的生成實驗，包括：按照所述工藝條件參數，以由初始進氣壓力逐步升高至最終進氣壓力的進氣方式向輸氣管道輸送天然氣，以模擬油-氣-水流動體系在輸氣管道內的水合物沉積生成實驗。

進一步地，所述初始進氣壓力小于水合物相平衡壓力，所述最終進氣壓力大于所述水合物相平衡壓力；其中，所述水合物相平衡壓力根據油-氣-水流動體系的氣相組成、油-氣-水流動體系的液相組成和輸氣管道內的溫度計算得到。

進一步地，通過以下方式確定水合物沉積體積分率P％：