[发明专利]油-气-水流动体系水合物沉积剥离方法及装置

说明书

本发明提供一种油‑气‑水流动体系水合物沉积剥离方法及一种油‑气‑水流动体系水合物沉积剥离装置，水合物沉积剥离方法包括：计算当前水合物沉积的水合物沉积体积分率，并根据当前水合物沉积的水合物沉积体积分率确定当前的水合物沉积程度；根据当前的水合物沉积程度，选择对应的药剂加注方案；按照选择的药剂加注方案，对输气管道内油‑气‑水流动体系的当前水合物沉积进行剥离。通过本发明提供的方法，能够对堵塞程度进行有效监控，并根据沉积程度进行针对性注剂剥离，解堵方法更加全面、安全和经济。

技术领域

本发明涉及油气集输管道安全控制技术领域，具体地，涉及一种油-气-水流动体系水合物沉积剥离方法及一种油-气-水流动体系水合物沉积剥离装置。

背景技术

水合物是由烃类气体小分子(CH₄、C₂H₆、C₃H₈等)与水分子在低温高压条件下形成的非化学计量性固态晶体物质。在天然气集输送过程中的低温高压环境下有利于水合物的生成，极易发生由水合物颗粒聚积造成的输气管道堵塞。

油-气-水流动体系涉及气相、液体烃相、水相、水合物固相等多相，在实际流动情况下易发生相间作用，导致管道内水合物形成和输送机理极为复杂。研究人员通过大量研究发现，管道流动过程中水合物颗粒的聚集与管壁沉积是造成堵塞的关键步骤，因此在水合物沉积前期实现有效的剥离防控对解决水合物堵塞问题具有重要意义。

目前油气工业界通常采用升温、降压、注入热力学抑制剂等热力学控制方法，通过改变水合物形成的热力学条件，使水合物沉积物逐渐分解，从而达到剥离解堵目的，但控制效率有限，易造成环境污染，且对于堵塞程度较低情况不适用。

发明内容

针对现有技术中控制效率有限，易造成环境污染，且对于堵塞程度较低情况不适用的技术问题，本发明提供了一种油-气-水流动体系水合物沉积剥离方法及一种油-气-水流动体系水合物沉积剥离装置，采用水合物沉积剥离方法能够对堵塞程度进行有效监控，并根据沉积程度进行针对性注剂剥离，解堵方法更加全面、安全和经济。

为实现上述目的，本发明提供的油-气-水流动体系水合物沉积剥离方法包括以下步骤：计算当前水合物沉积的水合物沉积体积分率，并根据当前水合物沉积的水合物沉积体积分率确定当前的水合物沉积程度；根据当前的水合物沉积程度，选择对应的药剂加注方案；按照选择的药剂加注方案，对输气管道内油-气-水流动体系的当前水合物沉积进行剥离。

进一步地，所述当前的水合物沉积程度通过以下方式确定：按照工艺条件参数模拟油-气-水流动体系在输气管道内的水合物沉积生成实验，在实验水合物沉积完全堵塞输气管道的情况下，计算实验水合物沉积的水合物沉积体积分率作为水合物最高体积分率；将当前水合物沉积的水合物沉积体积分率与所述水合物最高体积分率进行对比，确定当前的水合物沉积程度。

进一步地，所述工艺条件参数包括：油-气-水流动体系的气相组成、油-气-水流动体系的液相组成、油-气-水流动体系的气液比、输气管道内的温度和压力。

进一步地，所述按照工艺条件参数模拟油-气-水流动体系在输气管道内水合物沉积的生成实验，包括：按照所述工艺条件参数，以由初始进气压力逐步升高至最终进气压力的进气方式向输气管道输送天然气，以模拟油-气-水流动体系在输气管道内的水合物沉积生成实验。

进一步地，所述初始进气压力小于水合物相平衡压力，所述最终进气压力大于所述水合物相平衡压力；其中，所述水合物相平衡压力根据油-气-水流动体系的气相组成、油-气-水流动体系的液相组成和输气管道内的温度计算得到。

进一步地，通过以下方式确定水合物沉积体积分率P％：