甘氨酸与热力学抑制剂对甲烷水合物的协同抑制机理OA北大核心CSTPCDEI

天然气水合物在开采过程中,温度和压力的变化会导致分解后的水合物二次形成,进而会造成井筒和管线堵塞。甘氨酸因其强亲水性和生物可降解性,在水合物防治方面具有巨大应用潜力,但其与热力学抑制剂复配协同抑制水合物生成的作用机理尚不明确。为此,开展了甘氨酸与常见盐类和醇类热力学抑制剂复配使用时的甲烷水合物生成模拟实验,分析了甘氨酸与热力学抑制剂协同抑制甲烷水合物生成机理,并形成了适用于海洋水合物钻探开发用的甘氨酸类钻井液体系。研究结果表明:①甲烷气消耗量并不能真实反映抑制剂对水合物生成的抑制效果,还需结合水合物最终生成量、水合物生成3个阶段的时间变化情况综合判断;②甘氨酸浓度为1.0%时,抑制水合物生成的效果最佳,对应的反应体系具有最小的水合物生成区和最大的稳定区;③相比于单独使用1.0%甘氨酸,5.0%盐类抑制剂与1.0%甘氨酸混合使用时,具有协同抑制水合物生成的效果,可减少水合物生成量20%~30%,但5.0%醇类抑制剂与1.0%以及0.5%甘氨酸混合使用时反而促进了水合物生成;④甘氨酸与盐类混合形成的钻井液体系,可以有效降低水合物生成量。结论认为,该认识进一步厘清了甘氨酸与热力学抑制剂对水合物的协同抑制机理,为解决水合物开采过程中井筒堵塞造成的钻井安全问题提供了实验数据和理论支撑。