廖 刚

(川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院油气井测试公司)

放喷测试中天然气节流后,节流阀前后的压力场和温度场的巨大变化，易于在测试管线中形成天然气水合物。通过多年在磨溪、罗家寨、普光、渡口河、威远、长宁等油气田的油气井测试，发现在阀门、分离器孔板孔板、锻件弯头或三通、除砂器滤网等处，容易形成天然气水合物，严重时甚至堵死地面测试管线(在石油行业中俗称冰堵)，影响了放喷测试作业。因此，研究天然气水合物的形成机理及现场主要预防措施，不仅是石油科学界急需解决的问题，而且是川渝油气田高效、安全测试的前提。

一、水合物形成机理

1.水合物的组成

天然气中，除了甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等主要成分外，通常还含有水，它在天然气中的主要存在方式是液态或者气态。在一定的温度和压力条件下，液态水又会和天然气中的某些组分(甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳)结合形成白色的类似于冰、雪的白色笼形结晶固体，密度通常为0.88～0.90 g/cm3，称之为天然气水合物。通常用化学式M·nH2O表示，其中M是指水合物中的气体分子，它可以是天然气中的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、硫化氢等同系物，也可以是由它们组成的混合物，而n则代表天然气水合物中的水分子。天然气水合物中的水分子形成一定的空腔结晶结构，而气体分子则充填到结晶体的空腔中，其实二者并未真正的粘合在一起，因此天然气水合物其实是一种固态液体。……