水合物形成与防止

渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
三、天然气水合物的生成条件
3、气体水合物的相态
图2 纯组分气体水 H-水合物；G-气体烃；L2-液体烃 L1-富水相；I-冰相
渤海石油系列培训教材多媒体课件
图3 混合气体水合物生成相图 H-水合物；G-混合气体烃；O-临界点； L2-富烃液体相；L1-富水液体相；I-冰 相
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
饱合水汽查图法（相对密度为0.6，不含氮气）
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
水汽含量的影响因素（饱和状态下） 压力不变，温度愈高，水汽含量就愈多 温度不变，压力升高，水汽含量减少 分子量愈高，单位体积内的水汽含量就愈少 含有氮气，水汽含量会减少 含水量有二氧化碳和硫化氢，水汽含量增多
天然气水合物：是一种由水分子和碳氢气体分子 组成的结晶状固态简单化合物 （M·nH2O）
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
水分子
水分子笼
渤海石油系列培训教材多媒体课件
天然气水合物模型
天然气分子
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
形成地点
渤海石油系列培训教材多媒体课件
渤海石油系列培训教材多媒体Байду номын сангаас件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
校正因素
相对密度：
CRD W W0.6
含盐量：
CS
WS W
酸性气体校正：>2100kPa时，
W YHCWHC Y W CO2 CO2 Y W H 2S H2S
标准校正：15℃ 20℃
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
二 氧 化 碳 水 汽 含 量
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
硫 化 氢 水 汽 含 量
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
重庆科技学院石油工程学院制作
三、天然气水合物的生成条件
图2表明：典型的纯气体组分所生成的水合物p-T相图。图中用实线画 的曲线是三相轨迹线。AB线代表水合物(H)、纯气体烃(G)和冰(I)间的相 平衡。BC线代表水合物(H)、纯气体烃(G)和富水相(L1)间的相平衡。CD线 则代表水合物(H)、液烃(L2)相和富水相(L1)间的相平衡。
水合物形成与防止
重庆科技学院石油工程学院 制作
天然气水合物的形成及防止
概述 天然气中水汽的含量 水合物的形成条件 形成气体水合物温度或压力的确定 出现水合物处理措施
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
定义
气体水合物：是水与轻烃、CO2及H2S等小分子气体 形成的非化学计量型笼形晶体化合物 (clathratehy drates ),或称笼型水合物。
2-4
2.4 0.91 3300 2.3 0.5 5
7 12.2
>1 3800 ≈2 0.5 100
冰
4 7 3.9 0.917 3500 2.3 2.23 500
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
水合物的危害 水合物在管道中形成，会造成堵塞管道、减少天然 气的输量、增大管线的压差、损坏管件等危害，导 致严重管道事故； 水合物是在井筒中形成，可能造成堵塞井筒、减少 油气产量、损坏井筒内部的部件，甚至造成油气井 停产； 水合物是在地层多孔介质中形成，会造成堵塞油气 井、减低油气藏的孔隙度和相对渗透率、改变油气 藏的油气分布改变地层流体流向井筒渗流规律，这 些危害使油气井的产量降低。
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
二、天然气中水汽的含量
水汽含量的表示方法 绝对湿度：每一立方米天然气中所含的水汽量（克数）， 用w表示 饱和含水汽量：饱和状态时一立方米体积内的水汽含量用 ws表示。w< ws； w= ws 相对湿度：=w/ ws 露点：一定条件压力下，与ws对应的温度值
按产出环境 按结构类型
海底天然气水合物 基地天然气水合物
Ⅰ型 Ⅱ型 Ｈ型
石油天然气工业中的天然气水合物结构一般为Ⅰ型和Ⅱ型。
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
三、天然气水合物的生成条件
2、天然气水合物的结构
图1 天然气水合物的晶体结构及气体种类与水合物结构类型
如果水合物生成气是一混合气体，情况会变得稍复杂一些，这是由于 水合物生成曲线可能与气体混合的相包络曲线相交（图3）。图中AB、BC 和DE曲线对应于图1.4中的AB、BC和CD线，而在图2中的CD线上，则表示水 合物(H)、气体烃(G)、富烃液体(L2)和富水液体(L1)呈平衡。
渤海石油系列培训教材多媒体课件
例1：求在65.6℃（1500F）和20690kPa（3000psi）状态下，饱和天然气 的含水量。
查图得：约为1680 kg（水）/106m3
渤海石油系列培训教材多媒体课件
重庆科技学院石油工程学院制作
三、天然气水合物的生成条件
1、天然气水合物的分类 天然气水合物有两种分类方法。
天然气水合 物的分类
从井筒清出的水合物
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
渤海石油系列培训教材多媒体课件
现场取样的水合物
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
渤海石油系列培训教材多媒体课件
闸板阀门内堵塞着 大量的水合物
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
渤海石油系列培训教材多媒体课件
闸板阀门内堵塞着 大量的水合物
重庆科技学院石油工程学院制作
一、概 述
外形：如冰雪状，通常呈白色。结晶体以紧凑的格子构架排列，与
冰的结构非常相似。
表 1 甲烷天然气水合物和冰的性质（引自Sloan和Makagon，1997）
性质
甲烷天然气水合物
泥沙沉积物中的海底 甲烷天然气水合物
硬度（Mohs） 剪切强度(MPa) 剪切模量 密度(g/cm3) 声学速率(m/s) 热容量(kJ/cm3)273K 热传导率(W/m·K) 电阻率(kΩ·m)