含粉砂及盐体系甲烷水合物二次生成规律

作者：李清平; 黄婷; 史博会; 庞维新; 陈玉川; 宫敬

来源：化工进展, 2023, 42(12): 6251-6258.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0698

• 水合物
• 二次生成
• 粉砂砂粒
• 诱导时间
• 生成动力学

随着深水浅层天然气水合物试采工作的开展，亟需解决井筒含砂条件下水合物二次生成的问题，目前鲜见针对含粉砂及盐体系内水合物二次生成动力学的研究报道。本文选取粒径3.7～10.3μm粉砂砂粒，通过改变粉砂浓度(质量分数0.6%、1.6%和5.0%)、盐浓度(质量分数0.1%、0.6%和1.0%)以及砂盐配比度，研究高压条件下(8MPa)粉砂和盐对甲烷水合物二次生成动力学的影响规律。结果表明：(1)在砂粒粒径3.7～10.3μm范围内，相较于初次生成诱导期时间，二次生成诱导期缩短的时间随着砂粒粒径的减小而延长；(2) 0.6%和1.6%质量分数下的粉砂对于水合物二次成核具有促进作用；(3)在0.1%～1.0%含盐质量分数范围内，盐浓度越高，水合物初次和二次生成最终的气体消耗量以及最大气体消耗速率越接近，盐分对水合物“记忆效应”的抑制作用越明显；(4)在盐砂质量分数配比分别为低(0.6%∶0.1%)、中(1.6%∶0.6%)、高(5.0%∶1.0%)条件下，随砂盐配比度的增加，初次水合物生成诱导期逐渐缩短，二次水合物生成诱导期逐渐增长，所有体系二次生成诱导期均比初次生成诱导期短，且随配比度的升高，两次诱导期差值减小。结论认为，搅拌体系内水合物二次生成过程中，粉砂能够促进甲烷水合物的二次生成动力学，盐分则具有抑制作用，但两者的配比对水合物二次生成动力学的影响则取决于两者的浓度。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 中海油研究总院有限责任公司