一种水合物动力学抑制剂的评价方法及其在筛选中的应用技术

本发明专利技术提供了一种水合物动力学抑制剂的评价方法及其在筛选中的应用，其中，水合物动力学抑制剂的评价方法是根据含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力数据，来评价水合物动力学抑制剂的抑制性能；所述水合物动力学抑制剂为水溶性水合物动力学抑制剂。且利用上述水合物动力学抑制剂的评价方法可方便快捷的对水合物动力学抑制剂进行筛选，筛选的标准为：相同使用量下，表面张力越小的水合物动力学抑制剂的抑制性能越好。同时，对复配型水合物抑制剂进行评价和筛选时，也可采用类似于上述水合物动力学抑制剂的评价和筛选方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体水合物
，具体涉及一种水合物动力学抑制剂的评价方法及其在筛选中的应用。
技术介绍
气体水合物是水与甲烷、乙烷、CO2及H2S等小分子气体在适当的条件下形成的非化学计量性笼状晶体物质，故又称为笼型水合物(clathratehydrate)。按其结构类型气体水合物可分为I型、II型和H型。虽然气体水合物的研究已经取得了很大的成就，但是由于气体水合物的生成，造成的管道堵塞长期困扰着油气生产和运输部门，特别是对深海油气管输领域，气体水合物问题尤为突出。因此，关于气体水合物风险防控技术的研究一直受到油气行业的重视，并对相关水合物防治技术的研究给予大力支持。气体水合物风险防控技术的研究与发展关系到油气工业的未来。传统的防控技术主要通过脱除水相、加热管线、降压以及注入水合物热力学抑制剂等方法来改变体系气体水合物热力学形成条件，使管输过程中无气体水合物形成。通常添加的水合物热力学抑制剂，如甲醇、乙二醇等。该法的应用相对成熟，但抑制剂用量较大，通常为体系水量的10-60wt％，并且容易对环境造成污染等一系列问题。以上方法不仅成本高，而且仍然存在较大的堵塞风险。低剂量水合物抑制剂(LDHIs)在过去二十几年来，作为传统热力学抑制方法的替代选择，已取得较大进展，但仍然存在一些问题有待解决。目前水合物动力学抑制剂(KHIs)的作用机理仍然没有明确的定论，因此哪些物质具有良好的水合物动力学抑制作用同样未知。通常需要进行诱导时间的评价筛选出效果较好的抑制剂，再进行下一步的实验与应用。但传统的评价方法，存在许多不足之处。水合物的形成过程是一种随机现象，因此容易出现一定的偏差。通常需要进行重复试验，来减小其带来的影响。这样便给水合物动力学抑制剂的评价带来了周期长的不利影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种水合物动力学抑制剂的评价方法，通过该方法可方便快捷的对水合物动力学抑制剂的抑制性能进行评价。本专利技术的另一目的是提供一种对水合物动力学抑制剂进行筛选的方法，该方法通过利用上述评价方法对水合物动力学抑制剂进行筛选。本专利技术的又一目的是提供一种复配型水合物抑制剂的评价方法。本专利技术的又一目的是提供一种对复配型水合物抑制剂进行筛选的方法，该方法通过利用上述评价方法对复配型水合物抑制剂进行筛选。为达到上述目的，本专利技术提供了一种水合物动力学抑制剂的评价方法，其中，该方法是根据含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力数据，来评价水合物动力学抑制剂的抑制性能；所述水合物动力学抑制剂为水溶性水合物动力学抑制剂。经我们研究发现，水溶性水合物动力学抑制剂溶液的表面张力性能能够很好的与其抑制性能相匹配，即表面张力越低对应的水合物开始形成时间越长；在此基础上，本专利技术提供了一种根据含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的界面性质评价水合物动力学抑制剂性能的方法。在本专利技术的实施例部分，通过水合物抑制剂的诱导时间实验，直接证实了本专利技术提供的水合物动力学抑制剂的评价方法的可靠性。在本专利技术提供的一种优选实施方式中，测定水合物抑制剂诱导时间采用的是一种常规评价装置，具体实施步骤包括：将蓝宝石釜用乙醇清洗一遍，然后用石油醚进行清洗，最后用N2将其吹扫干净；将配好的溶液用真空泵将其吸入蓝宝石釜内，并将空气部分抽真空，调整空气浴温度，打开搅拌；当蓝宝石釜内温度稳定，将实验气体通入；观察实验现象，并用电脑软件记录试验过程中体系温度与压力的变化。水合物抑制剂的效果的评价主要影响因素为温度、压力、搅拌速度。因此每次实验将搅拌速率调至相同速率。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，表面张力数据是通过以下方法获得的：在气体水合物的生成条件下，通过对含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力进行测量，以获得表面张力数据。本专利技术的方法一般是在温度为273.15K至293.15K、压力为0.1MPa至20MPa的条件下对表面张力进行测定。在实际操作中，各个条件的确定可根据实际情况和水合物生成气的组成进行综合分析得出。另外，测量表面张力时可以采用本领域的常规设备和方法。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，测量表面张力所采用的方法为悬滴法。悬滴法采用的系统可以选用本领域中的常规设备。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，水合物生成气可以为纯气体也可以为混合气。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，在所述含有水合物动力学抑制剂的溶液中，水合物动力学抑制剂的浓度一般小于1wt％。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，还可以根据需要向含有水合物动力学抑制剂的溶液中添加如助溶剂之类的辅助试剂，但需要注意对比条件的一致性。在本专利技术提供的水合物动力学抑制剂的评价方法的一种优选实施方式中，采用悬滴法测量表面张力的步骤包括：步骤一：将表面张力测试系统的温度和压力调整到测量条件，此时悬滴室中的水合物形成气处于气液平衡状态；然后向充有水合物形成气的悬滴室鼓出一个液滴，控制液滴形态(由于液滴与周围环境存在动态平衡，其形态不断变化)，使液滴在即将脱落之前保持此状态一段时间(尽量使液滴和周围环境达到平衡状态，最好能保持5分钟左右)；期间，对液滴在即将脱落之前的图像进行采集；步骤二：重复进行几次所述步骤一的操作；为使得液相远远小于气相，减小实验误差，优选为重复进行2-3次；步骤三：对采集到的图像进行分析处理，得到表面张力数据。对液滴图像进行处理时，可采用本领域的常规计算方法模型。在本专利技术提供的一种优选实施方式中，对液滴图像进行处理时，所采用的表面张力的计算方法模型为：1/H＝f(ds/de)式(2)。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，该方法还包括改变测量条件以获得不同条件下水合物动力学抑制剂表面张力数据的步骤。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，在所述步骤一中，将表面张力测试系统的温度和压力调整到测量条件的操作包括：(1)将水合物形成气注入悬滴室并保持压力略低于实验温度下气体水合物生成压力；优选为低0.01-0.02MPa；(2)将悬滴室的温度降至测量温度，并在测量温度下维持一段时间；优选为维持2-3小时；(3)向悬滴室中注入水合物形成气至测量压力，并在测量压力下维持一段时间，以达到气液平衡状态，维持的时间需控制在气体水合物生成诱导期之内(如果在平衡过程中有水合物生成，则要重新开始实验)；至此，表面张力测试系统的温度和压力已调整至测量条件。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，在所述步骤(1)之前，还包括对表面张力测试系统进行预处理的操作，该操作包括：a、依次用无水乙醇和石油醚对表面张力测试系统中的装置和管线进行浸泡冲洗；b、然后使用高压氮气进行吹扫，以除去残存的石油醚；c、随后对表面张力测试系统进行抽真空处理；d、然后用配制好的含有水合物动力学抑制剂的溶液将液体手推泵置换2-3次，随后将含有水合物动力学抑制剂的溶液注入液体样品釜中；e、将水合物形成气注入气体样品釜和悬滴室，压力达到0.5-1.0MPa时通过悬滴室顶阀连续放空2-3次，以除去气相管路中可能残存的空气；完成对表面张力测试系统的预处理。在上述水合物动力学抑制剂的评价方法中，优选地，所述水溶性水合物动力学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，该方法是根据含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力数据，来评价水合物动力学抑制剂的抑制性能；所述水合物动力学抑制剂为水溶性水合物动力学抑制剂。

【技术特征摘要】
1.一种水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，该方法是根据含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力数据，来评价水合物动力学抑制剂的抑制性能；所述水合物动力学抑制剂为水溶性水合物动力学抑制剂。2.根据权利要求1所述的水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，所述表面张力数据是通过以下方法获得的：在气体水合物的生成条件下，通过对含有水合物动力学抑制剂的溶液与水合物形成气之间的表面张力进行测量，以获得表面张力数据。3.根据权利要求2所述的水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，测量表面张力所采用的方法为悬滴法；优选地，采用所示悬滴法测量表面张力的步骤包括：步骤一：将表面张力测试系统的温度和压力调整到测量条件，此时悬滴室中的水合物形成气处于气液平衡状态；然后向充有水合物形成气的悬滴室鼓出一个液滴，控制液滴形态，使液滴在即将脱落之前保持此状态一段时间；期间，对液滴在即将脱落之前的图像进行采集；步骤二：重复进行几次所述步骤一的操作；优选为重复进行2-3次；步骤三：对采集到的图像进行分析处理，得到表面张力数据。4.根据权利要求3所述的水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，该方法还包括改变测量条件以获得不同条件下水合物动力学抑制剂表面张力数据的步骤。5.根据权利要求3或4所述的水合物动力学抑制剂的评价方法，其特征在于，在所述步骤一中，将表面张力测试系统的温度和压力调整到测量条件的操作包括：(1)将水合物形成气注入悬滴室并保持压力低于比实验温度下气体水合物生成压力；优选为低0.01-0.02MPa；(2)将悬滴室的温度降至测量温度，并在测量温度下维持一段时间；优选为维持2-3小时；(3)向悬滴室中注入水合物形成气至测量压力，并在测量压力下维持一段时间，以达到气液平衡状态，维持的时间需控制在气体水合物生成诱导期之内；至此，表...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长宇，秦慧博，陈光进，刘蓓，杨兰英，孙振峰，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11