蜡晶析出对CO2水合物相平衡及诱导特性的影响

胡倩，周诗岽，郭宇，张雪艳，王娇娇，王国栋，姬浩洋

（常州大学石油工程学院油气储运技术省重点实验室,江苏常州213016）

天然气水合物是由甲烷、乙烷、二氧化碳及硫化氢等小分子气体在高压低温的条件下，与游离水结合而形成的非化学计量性的笼状晶体物质，又称为笼形水合物（clathrate hydrate）[1]。深海油气低温高压的开采环境，使得油藏中富含的蜡、胶质、沥青质等多种重烃物质从液相析出并发生沉淀，极易出现蜡晶与水合物协同促进堵塞的情况，加重了海底管道流动的堵塞风险，给深海油气田的开采带来了极大的危害[2-3]。目前，已发现渤海某气田的采出气中二氧化碳含量高达16%[4]，长岭气田营城组开采的二氧化碳含量高达21.95%～31.92%，挪威Ekofisk的气田一号井CO2的分压高达0.62MPa[5]等，同时，在深海环境下，二氧化碳较甲烷更易于形成水合物堵塞管道。为此，本文将探究蜡晶存在体系下，CO2水合物生成的相平衡曲线及成核诱导特性的变化规律。

在蜡晶对水合物热力学影响方面，目前国内外学者多侧重于软件模拟和模型预测方面，且主要持两种观点。一方面是蜡晶析出促进了水合物生成，如张凯[6]运用相平衡软件模拟原油中蜡晶析出对水合物生成相平衡的影响，得出蜡晶析出会对水合物生成产生促进作用的结论；Ji[7]通过改进蜡模型，建立了基于熔蜡点（WDTs）的较完整的蜡-水合物耦合热力学模型，得到体系中一方固相的生成均对另一方固相沉积产生影响的结论；Gao[8]采用最先进的水合物摇摆池（CTHRC），探究了深海中多种沉积因素对天然气水合物生成的影响，提出沉积的蜡晶会使水合物颗粒发生结块，使得蜡与水合物共存体系的流体的流动性明显下降；……