本發(fā)明涉及天然氣水合物的抑制領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑。
背景技術(shù)：
：天然氣是目前最理想、最切實際、最具前途的新興能源,而自1934年在天然氣管輸中發(fā)現(xiàn)堵塞管道的天然氣水合物以來，如何抑制水合物的形成成為油氣井開采中需要解決的重要問題。這些水合物能夠堵塞井筒、管線、閥門與設(shè)備，嚴重影響了天然氣的開采、集輸和加工的正常運轉(zhuǎn)。尤其是近年來，油氣的鉆探與開采已經(jīng)從陸地轉(zhuǎn)向海洋，并且逐漸向深水進展，而海洋深水作業(yè)環(huán)境更為惡劣，操作條件復(fù)雜，常遇到的問題之一便是鉆井液(主要是水基鉆井液)中易形成天然氣水合物。天然氣水合物主要是指天然氣中水與烴類氣體在一定壓力和溫度下構(gòu)成的結(jié)晶狀復(fù)合物，它可以在管道、井筒以及地層多孔介質(zhì)孔隙中形成，其生成的危害主要表現(xiàn)在以下三個方面：(1)如果水合物是在管道中形成，會造成管道堵塞、減少天然氣的輸量、增大管線壓差、損壞管件等危害，導(dǎo)致嚴重管道事故；(2)如果水合物是在井筒中形成，可能造成井筒堵塞、減少油氣產(chǎn)量、損壞井筒內(nèi)部部件，甚至造成油氣井停產(chǎn)；(3)如果水合物是在地層多孔介質(zhì)中形成，會造成堵塞油氣井、減低油氣藏的孔隙度和相對滲透率、改變油氣藏的油氣分布、改變地層流體流向井筒滲流規(guī)律，這些危害使油氣井產(chǎn)量降低，甚至報廢。根據(jù)天然氣水合物生成的條件：高壓低溫，抑制天然氣水合物生成的措施主要有脫水法、加熱法、降壓控制法及加入抑制劑，而通過化學(xué)抑制劑的加入控制水合物的形成則更為簡單、安全易行。而在化學(xué)抑制劑的研究與應(yīng)用中，目前較為常用的就是熱力學(xué)抑制劑了，而這類抑制劑往往加量較大，加量少時(小于10％)反而會促進水合物的形成，同時熱力學(xué)抑制劑主要為無機鹽與低分子有機醇，加量大則滿足不了經(jīng)濟、安全及環(huán)保等方面的要求，而動力學(xué)抑制劑在國內(nèi)應(yīng)用基本上還是個空白，在研究上尚還處于起步階段，但其應(yīng)該是最終的發(fā)展發(fā)向。技術(shù)實現(xiàn)要素：(一)要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)中僅使用熱力學(xué)抑制劑無法有效抑制天然氣中水合物形成的缺陷，本發(fā)明提供一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑。(二)技術(shù)方案本發(fā)明所述的天然氣水合物復(fù)合抑制劑，包括：動力學(xué)抑制劑0.5～2份、熱力學(xué)抑制劑0～15份、防聚劑0.4～1.6份和基質(zhì)81.4～99.1份。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑優(yōu)選為，包括：動力學(xué)抑制劑0.7～1.0份、熱力學(xué)抑制劑5～10份、防聚劑0.5～1.5份和基質(zhì)87.5～93.8份。本發(fā)明所述的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑優(yōu)選為，包括：動力學(xué)抑制劑1.2～1.5份、熱力學(xué)抑制劑0～10份、防聚劑0.7～1.0份和基質(zhì)87.5～98.1份。本優(yōu)選的配方主要針對于鉆井過程中的應(yīng)用。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑最佳組成為，包括：動力學(xué)抑制劑1份、熱力學(xué)抑制劑10份、防聚劑0.8份和基質(zhì)88.2份。本發(fā)明所述的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，所述動力學(xué)抑制劑為經(jīng)N-乙烯基已內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐共聚而成的三元共聚物。動力學(xué)抑制劑可以使水合物晶粒生成緩慢甚至停止，推遲水合物成核時間和生長時間防止水合物晶粒長大。在水合物成核和生長初期，動力學(xué)抑制劑吸附于水合物晶粒表面，活性物的環(huán)狀結(jié)構(gòu)通過氫鍵與水合物晶體結(jié)合，從而防止和延緩水合物晶體的進一步生長；且只需微小的加量即可改變結(jié)構(gòu)II型水合物的生長習(xí)性，對結(jié)構(gòu)I型則會引起晶粒的迅速分枝，使管線中的流體可在低于水合物形成溫度若干度下流動，而不會堵塞；具體而言就是針對水合物生成過程的某個步驟產(chǎn)生抑制作用，即抑制或延緩水合物晶核形成，或者阻止晶粒進一步生長，從而使水合物聚集成塊而不能堵塞管道或儲層。N-乙烯基已內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐具有不同的環(huán)狀官能團與側(cè)鏈基團，可使抑制性能更為突出。本發(fā)明所述的的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，所述熱力學(xué)抑制劑包括乙二醇和氯化鈉。熱力學(xué)抑制劑一般選擇為無機金屬類化合物與有機醇，該類抑制劑可改變水溶液或水合物的化學(xué)位，促使水溶液的活度系數(shù)降低，改變水溶液與氣體分子之間的熱力學(xué)平衡，使得水合物的分散曲線移向較低溫度或較高壓力一邊，使溫度、壓力平衡條件處在實際操作條件之外，避免水合物的形成。由于他們具有較低的分子間自由能，與水合物接觸時可優(yōu)先進入水合物，促使水合物分解，達到溶解清除與防止水合物形成的目的。在此體系中采用氯化鈉與乙二醇作為熱力學(xué)抑制劑，因為二者在較其它類抑制劑具有更高的相平衡點，抑制能力更為突出。本發(fā)明所述的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，所述乙二醇和氯化鈉的物質(zhì)的量比為0.5：1～1：1.5，優(yōu)選為1：1。本發(fā)明所述的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，所述防聚劑為非離子表面活性劑失水山梨醇脂肪酸酯類化合物，優(yōu)選為司班-80、司班-60或吐溫-60。失水山犁醇脂肪酸酯類化合物屬于一種HLB較低的表面活性劑，并不能抑制水合物晶體的形成，但可以導(dǎo)致水合物形成變形的晶格，這種晶格雖能促進水合物的長成，但由于晶格缺陷也限制了晶粒的尺寸；同時由于產(chǎn)品本身的烴基在水合物晶體表面可形成親油膜，阻止了水擴散到晶體表面，從而起到抑制形成的作用；該產(chǎn)品溶于液體后，可通過分散作用防止水合物晶體的聚集，使水合物呈微小顆粒懸浮于烴(油)相流體，隨生產(chǎn)液體一起漿狀輸送，而不會發(fā)生沉積與堵塞。本發(fā)明所述的天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，所述基質(zhì)包括清水和泥漿。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑，其組成優(yōu)選為包括其組成包括經(jīng)N-乙烯基已內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐共聚而成的動力學(xué)抑制劑0.7～1.2份、氯化鈉和乙二醇按物質(zhì)的量比1：1復(fù)配得到的熱力學(xué)抑制劑5～12份，防聚劑司班800.5～1.5份，泥漿或清水基質(zhì)85.3～93.8份。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑，其組成進一步優(yōu)選為包括經(jīng)N-乙烯基已內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐共聚而成的動力學(xué)抑制劑1份、氯化鈉和乙二醇按物質(zhì)的量比1：1復(fù)配得到的熱力學(xué)抑制劑10份，防聚劑司班-800.8份，泥漿或清水基質(zhì)88.2份。本發(fā)明所述的重量份可為本領(lǐng)域常用的標準單位，如kg，t等。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑，可應(yīng)用在天然氣鉆井、壓裂和集輸?shù)冗^程中。(三)有益效果在實驗或者特定條件下，單一類型水合物抑制劑就可以起到抑制或者防聚的作用，然而油氣田開發(fā)及油氣管道運輸條件復(fù)雜，單一類型的水合物抑制劑往往達不到理想的抑制效果；通過利用三種類型抑制劑的抑制機理，按照經(jīng)濟、高效、安全與環(huán)保的原則，將三種類型的抑制劑按照一定比例復(fù)配使用，從而達到既能抑制水合物生成又能改變其熱力學(xué)生成條件或者即使生成了水合物去不能聚集堵塞的效果。本發(fā)明所述的天然氣水合物抑制劑還具有如下優(yōu)點：1)復(fù)合使用，加量小、經(jīng)濟性好；2)可有效降低水合物生成的溫度與壓力，安全、高效；3)現(xiàn)場配制方便，泵注速度快，節(jié)省了寶貴的作業(yè)時間；4)較低的表面張力，便于作業(yè)結(jié)束后殘液的快速返排；5)可與防膨劑配伍使用，以達到穩(wěn)定地層的目的；6)可與滑溜水配合使用，使之具有雙重功效而不必單獨作業(yè)，可節(jié)省大量的人力與物力；7)不僅可以預(yù)防，而對井底已產(chǎn)生的水合物與凝析油具有較強的清洗作用，可有效解除相應(yīng)的有機堵塞；8)動力學(xué)抑制劑在國內(nèi)現(xiàn)場應(yīng)用極少，它的使用及效果為下一步同類產(chǎn)品的發(fā)展具有極為寶貴的參考意義。具體實施方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例1本實施例涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，包括如下重量份的物質(zhì)。動力學(xué)抑制劑1噸，熱力學(xué)抑制劑10噸，防聚劑0.8噸，基質(zhì)88.2噸；動力學(xué)抑制劑為N-乙烯基已內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、馬來酸酐共聚而成的三元共聚物，該聚合物由吉林省千永石油工程技術(shù)有限公司提供，產(chǎn)品名稱為聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32，該產(chǎn)品符合企業(yè)標準“天然氣水合物抑制劑聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32”，標準號為Q/JSYQY0019-2015，該標準于松原市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案，備案編號QB/220700G089；熱力學(xué)抑制劑為氯化鈉與乙二醇按摩爾比1：1復(fù)配而成的混合物；防聚劑為司班-80；基質(zhì)為清水。實施例2本實施例涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，包括如下重量份的物質(zhì)。動力學(xué)抑制劑1.5噸，熱力學(xué)抑制劑0噸，防聚劑0.7噸，基質(zhì)97.8噸。動力學(xué)抑制劑為同實施例1相同的聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32；熱力學(xué)抑制劑為氯化鈉與乙二醇按摩爾比1：1復(fù)配而成的混合物；防聚劑為司班-60；基質(zhì)為泥漿。實施例3本實施例涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，包括如下重量份的物質(zhì)。動力學(xué)抑制劑1.5噸，熱力學(xué)抑制劑10噸，防聚劑1噸，基質(zhì)87.5噸。動力學(xué)抑制劑為同實施例1相同的聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32，熱力學(xué)抑制劑為氯化鈉與乙二醇按摩爾比1：1復(fù)配而成的混合物；防聚劑為失水山犁醇脂肪酸吐溫-60；基質(zhì)為清水。實施例4本實施例涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，包括如下重量噸的物質(zhì)。動力學(xué)抑制劑0.5噸，熱力學(xué)抑制劑15噸，防聚劑0.4噸，基質(zhì)84.1噸。動力學(xué)抑制劑為同實施例1相同的聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32；熱力學(xué)抑制劑為氯化鈉與乙二醇按摩爾比0.5：1復(fù)配而成的混合物；防聚劑為失水山犁醇脂肪司班-60；基質(zhì)為泥漿。實施例5本實施例涉及一種天然氣水合物的復(fù)合抑制劑，包括如下重量份的物質(zhì)。動力學(xué)抑制劑2噸，熱力學(xué)抑制劑10噸，防聚劑1.6噸，基質(zhì)86.4噸。動力學(xué)抑制劑為同實施例1相同的聚乙烯已內(nèi)酰胺QY-32；熱力學(xué)抑制劑為氯化鈉與乙二醇按摩爾比1：1.5復(fù)配而成的混合物；防聚劑為失水山犁醇脂肪酸吐溫-60；基質(zhì)為清水。實施例6天然氣水合物復(fù)合抑制劑在鉆井作業(yè)中的應(yīng)用：本實施例提供天然氣水合物抑制劑具體在鉆井作業(yè)中應(yīng)用的實例，采用實施例2中所述的配方，具體操作如下；1)在泥漿為97.8立方的泥漿池中注入動力學(xué)抑制1.5噸，2)若鉆井液粘度適當增高可加入降粘劑降粘，以滿足整體的鉆井液性能要求；3)根據(jù)對天然氣成份分析，加入防聚劑0.7噸；考慮到無機鹽對鉆井液性能的影響因素，不在此體系中加入熱力學(xué)抑制劑。實施例7天然氣水合物復(fù)合抑制劑在壓裂作業(yè)中的應(yīng)用：本實施例提供天然氣水合物抑制劑具體在鉆井作業(yè)中應(yīng)用的實例，參照實施例3中所述的抑制劑配方，具體操作如下(1)在清潔的100方配液池中注入清水80方，在攪拌狀態(tài)下投入熱力學(xué)抑制劑40噸，充分攪拌成透明流體狀態(tài)；(2)將配制成的熱力學(xué)抑制劑溶液用罐車運送至施工現(xiàn)場，結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)方式，可采用與滑溜水前置液混注的方式注入；(4)現(xiàn)場作業(yè)時通過泵車控制，將自來水與熱力學(xué)抑制劑溶液按照7：3的比例進行混合注入，即可實現(xiàn)熱力學(xué)抑制劑總濃度為10％；(5)將裝有動力學(xué)抑制劑與防聚劑的罐車與注入管匯連接嚴密，通過泵車的交聯(lián)劑泵注入，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計的注入速度，保持適當?shù)慕宦?lián)比，控制動力學(xué)抑制劑的濃度為1.5％，防聚劑濃度為1.0％；(6)注入完畢后，關(guān)井4小時，以使抑制劑溶液能夠充分的發(fā)揮作用。實施例8天然氣水合物復(fù)合抑制劑在油氣集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用本實施例提供天天然氣水合物具體在油氣集輸系統(tǒng)中應(yīng)用的實例，參照實施例5中所述的抑制劑配方，其物質(zhì)組成如下：(1)分析地層流體組噸組成，確定的動力學(xué)抑制劑與防聚劑的濃度；(2)結(jié)合地面的管輸壓力與溫度，以及流體流經(jīng)井口時的壓力與溫度，根據(jù)實驗匹配出防聚劑合適的濃度；(3)在井口的節(jié)流口處按照實驗設(shè)計比例投入防聚劑，以達到防止水合物形成堵塞管道的目的；(4)隨開采時間的延長，井口壓力會發(fā)生變化，此時的防聚劑濃度也需隨之調(diào)整，以確保集輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。實驗例1針對吉林油田伊通地塹岔路河斷陷新安堡凹陷昌某井區(qū)北斷塊構(gòu)造的流體性質(zhì)進行綜合論證，某井在投產(chǎn)初期取得了極好的生產(chǎn)效果，但產(chǎn)能下降很快，分析原因為生產(chǎn)過程中由于壓力溫度的變化，導(dǎo)致在地層存在凝析物堵塞了儲層喉隙而使產(chǎn)能降低，經(jīng)過水合物抑制技術(shù)的地層改造，取得了良好的生產(chǎn)效果，達到了最初的設(shè)計要求。在施工過程中采用實施例1的所述的水合物抑制劑。一、壓裂井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1、主要數(shù)據(jù)2、完井套管系列3、目的層測井解釋成果表4、井底落物數(shù)據(jù)井下無落物5、套管損壞情況無套管損壞二、壓裂井生產(chǎn)、注水及措施歷史數(shù)據(jù)1、試油(氣)歷史數(shù)據(jù)1)常規(guī)試油(氣)數(shù)據(jù)地層溫度：104℃(2)目前本井油氣產(chǎn)量數(shù)據(jù)層號日產(chǎn)油量t/d日產(chǎn)水量t/d1100.40.7(3)壓裂井段上下隔層情況(4)壓裂井段上下距水層距離壓裂井段上下部100m內(nèi)無測井解釋水層。(5)距斷層距離2、壓裂目的通過儲層壓裂改造，解除儲層污染，恢復(fù)本井產(chǎn)能。3、壓裂目的層射孔數(shù)據(jù)YD-102槍、102彈、16孔/米4、井底天然氣組噸組成四、施工步驟及要求1、施工步驟(1)安裝700型標準采氣井口。(2)按設(shè)計壓裂管柱結(jié)構(gòu)順序下壓裂管柱，用防膨液灌滿井筒，裝好井口。(3)連接地面管線。(4)試壓：地面管線與閘門試壓80MPa，5min不刺不漏。(5)關(guān)閉套管閘門，放噴管線安裝壓力計，根據(jù)壓降速度選用3-5mm油嘴控制放噴，并記錄壓力，至裂縫閉合。(6)接試油試采排液求產(chǎn)設(shè)計。2、施工要求壓裂施工單位(1)要求儀表準確記錄壓力、排量、砂比曲線，施工前各種數(shù)據(jù)采集儀器儀表必須校驗準確。(2)提供滿足施工排量4.5m3/min，施工壓力55MPa，連續(xù)施工時間2-3h的壓裂車組及配套設(shè)備。(3)施工時嚴格控制好交聯(lián)比。(4)破膠劑由壓裂技術(shù)人員在混砂車上監(jiān)督追加破膠劑。(5)加陶粒結(jié)束后，泵注頂替液時，嚴格按設(shè)計要求替擠。(6)施工結(jié)束后及時把數(shù)據(jù)完整的備噸到軟盤上，防止數(shù)據(jù)丟失并交設(shè)計單位一噸。(7)加陶粒結(jié)束后，替置液不要過量；嚴格按標準SY/T6088-94執(zhí)行。試油單位(1)起下油管時，井口必須裝不壓井控制器，防止井下落物及井噴。(2)依照壓裂設(shè)計工藝管柱下入封隔器、井下壓力計等，壓裂管柱在壓裂當天下到設(shè)計深度，井口坐好油管掛，裝1000標準采氣井口,檢查緊固壓裂井口,四周用四道鋼絲繩呈十字狀繃緊固定；接油管放噴管線,地錨固定。(3)壓裂管柱和地面管匯均采用31/2"P105高壓管匯(外徑內(nèi)徑)。(4)控制管柱下放速度不大于20m/min操作平穩(wěn)，嚴禁猛剎猛放。(5)管柱的各絲扣要涂好密封脂，上緊，上滿，不漏。(6)壓準做好后，驗封，保證封隔器有效。(7)地面管線必須錨定；(8)壓后負責(zé)排液，放噴、停噴后排液要連續(xù)，計量返排液量。采油工藝研究院(1)壓裂液配制指導(dǎo)及現(xiàn)場施工前壓裂液交聯(lián)性能檢驗，施工中各加砂施工步驟中的壓裂液基液性能檢測、現(xiàn)場指導(dǎo)追加破膠劑；(2)本井用支撐劑施工前密度測定；(3)提出壓裂液返排建議；(4)壓前管柱結(jié)構(gòu)及地面管線檢查；施工作業(yè)結(jié)束后，經(jīng)過兩個月的產(chǎn)液跟蹤結(jié)果，顯示該井達到了施工作業(yè)的目的，有效地解除了因凝析及水合物存在所造成的堵塞儲層喉隙問題，后期生產(chǎn)穩(wěn)定。綜上所述，本發(fā)明的天然氣水合物復(fù)合抑制技術(shù)摒棄原來純熱力學(xué)抑制劑現(xiàn)場使用的不足，同時結(jié)合現(xiàn)場實施，實現(xiàn)了高效、安全、經(jīng)濟的作業(yè)目標，完全達到了本發(fā)明的目的，同時為熱力學(xué)抑制劑產(chǎn)品在國內(nèi)的使用提供了寶貴的參考意見。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。當前第1頁1 2 3