基于组分追踪的水合物抑制剂注入量计算

李国豪，万宇飞，钱 欣，刘春雨，姜智斌

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

当冬季环境温度较低时，由于运行压力较高，湿气集输管道中可能会有天然气水合物生成，而水合物固体颗粒附着在管壁或阀门等设备处，导致管道输送能力的降低或关键控制设备失灵[1-3]。随着时间的推移，水合物沉积层逐渐变厚，在气体的剥蚀作用下，沉积层被剥离脱落，脱落的水合物碎片随流体流动并聚集在一起，最终造成管道堵塞[4-7]，管道被迫停运。2010年冬季，渤海油田CB支线因水合物导致管道堵塞近2个月，后因环境温度升高，管道才得以自行解堵[8]。

防止水合物的生成和堵塞，是保障流动安全的重要课题。从水合物生成的角度出发，可以采用加热、保温伴热、添加水合物热力学抑制剂（THI）、天然气脱水等方法直接阻止水合物的生成；从水合物聚集的角度出发，可以采用添加水合物动力学抑制剂（KHI）、缩短清管周期的方法阻止水合物颗粒的聚集[9-10]。

在实际工程应用中，多采用添加甲醇（MeOH）、乙二醇（MEG）等醇类THI的办法。醇类THI溶于水，会改变水合物相的化学位，降低气体水合物生成温度，从而达到防止水合物生成的目的。醇类THI注入量较大，通常占水相质量的20%～50%。MeOH的价格约为2 000元/t，MEG的价格约为11 000元/t。如果THI注入量过大，则会增加THI的采购、运输和储存成本，同时还会增加水处理成本；如果THI注入量不足，则达不到抑制效果，导致水合物生成，影响管道的正常运营[11-15]。因此，在保证管道安全可靠的条件下，确定合适的THI注入量是一个重要课题。……