水合物堵塞的特性及分解方法

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1、水合物堵塞的特性及分解方法摘要本文研究了水合物堵塞的特性及其分解方法。为了研究水合物的形成以及分解速度和方法，从而进行了18个泵循环及16个低地势循环实验。水合物特性的研究表明，水合物堵塞是在流动回路中形成，它的性质（如密度、孔隙度和渗透率）是根据一些不同参数（如过度冷却温度、矿化度和注气率）来测量。这些参数的变化影响着水合物的形成。在低地势测试中，水合物的孔隙度在0.7到0.86之间，渗透率在2达西到15达西之间。我们发现，在低地势测试中形成的水合物堵塞是可再生的。水合物形成的时间决定于上述注气率、过冷温度及矿化度等参数。在其他条件相同的情况下，过冷温度越高、矿化度越低，水合物生成得越快；注

2、气率越高，水合物生成得越快。假设气流持续时间更长的话，气流将无法渗透过这些堵塞物。水合物分解的研究表明，水合物堵塞可通过不同的方法进行分解，包括加热、降压以及加入乙二醇抑制剂。本文在分析了水合物分解实验结果后，根据实验结果来选定分解模型，同时，不同的分解模型的模拟也做出了比较。水合物的加热分解是沿水合物堵塞长度加热使堵塞物均匀分解。降压分解实验表明，降压分解沿堵塞物长度分布不是均匀的。而抑制剂分解是在抑制剂与堵塞物的接触点发生。目前已经开发了第一代抑制剂分解模型。模拟的分解过程中将实验温度与压力作为输入参数，使模拟结果与实验数据更加的吻合。引言水合物是在高压低温环境中气体分子进入水中而形成的冰

3、状的固体混合物。图1.1-1是PVT-Sim根据实验中所用天然气的组分生成出的水合物平衡曲线。图1.1-1 水合物平衡曲线上图说明，在高压低温环境下，水合物的形成是稳定的。在关井的时候，温度会骤降至海底温度（3000下为40），因此，如果不进行降压的话，那么系统几乎全部处于水合物生成的区域。也就是说，在此环境下将形成水合物堵塞。在深水采油作业中，为了避免水合物堵塞，必须对水合物是如何沉淀以及如何在水下卫星井、流管及立管中形成堵塞有所了解。当在系统中假如热力学抑制剂如盐、乙二醇或甲烷后，水合物平衡曲线向左移动（即向低温高压侧移动）。这样便抑制了水合物的形成。但是，有时流管中的水合物生成无法得到良

4、好的抑制。在此情况中，必须将已经生成的水合物堵塞分解，才能重新获得产量。从此图中看出，当温度升高、压力降低或者加入更多的抑制剂时，堵塞物将被分解。此次研究的主要目的是，通过了解水合物的生成现象及其分解方法，从而防止水合物的生成以及为实际情况中的水合物堵塞分解提供指导。为了达到此次科学研究的目的，作者用到了三个科学基本方法。第一，拥有充足的实验数据和现象的观察结果从而提出问题。第二，这些信息经过多次的检查从而排除错误的结论。第三，基于理论推导及上述信息与文献资料的关系，从而做出如下假设：1. 水合物形成的时间决定于上述注气率、过冷温度及矿化度等参数。在其他条件相同的情况下，过冷温度越高、注气率越

5、高，水合物生成得越快；同时，矿化度越高会延缓水合物的形成。2. 在使用加热分解方法时，水合物是被均匀地分解。3. 在使用抑制剂分解方法时，水合物的分解发生在与抑制剂接触的位置。上述观点仅为假设，它们还没被证实为完全正确。然而，它们可为第三章中的实验分析做铺垫准备。此次研究可以归类为一个实验调查研究，在第二章提出的实验设计是非常重要的。第三章中讲到通过进行18个泵循环及16个低地势循环实验来模拟阀门泄漏的情况。通过计算堵塞物的渗透率、孔隙度和流动特性来描述水合物堵塞的特性。在18个泵循环实验中，水合物通过加热方法来分解。在16个低地势循环实验中，11个实验用加热分解，4个实验用降压分解，1个实验

6、用抑制剂乙二醇（MEG）分解。第三章讨论了实验分析以及上述假设的有效性。并且对实验数据和模拟数据做了比较。第四章总结此次调查研究的结论，并提出了后续的工作。第二章 实验设置2.1 实验装置此次实验是在Tulsa大学进行的，流动回路由总厂160英尺内径为2.9英寸的不锈钢管组成。Douglas Estanga 博士论文中研究水合物堵塞机理时和Colorado School of Mine 的水合物研究中心研究水合物形成时也用到了这套实验装置。流动循环是靠多相泵的吸入端和排放端来连接。流动路线由5英寸熟钢管号为10号的不锈钢钢管组成，流体进入且密封在内形成回路。管线上安装了4个伽马光密度计，其中三

7、个是固定的，另外一个可以在39英尺长度内扫描。固定的那几个光密度计可以提供固定点密度随时间的变化，移动的那个光密度计可以扫描39英尺长度上的密度。将油、气、水和各种添加剂注入到流动循环中所需的所有设备都放在流动循环左边的处理建筑中，如图2.1-1所示。流动循环对面的控制拖车包含了所有数据采集模块和计算机操作的接口。锅炉系统以及锅炉房都是最初的基本设备。图 2.1-1 流动回路设备图图2.1-2是流动回路的详细图解。整个流动回路安装在一个长80英尺并且可以前后摇动的平台上。使用摇动模式时，平台摇动的最大幅度为8度，最小摇动时间达30秒。Leistritz双螺杆多相泵可以将流体运送至8度的坡度（在

8、流体下坡运动时，泵不工作）。在12的最大流体粘度下，泵可以提供250GPM的最大流速。泵的吸入和排放压力都是经过测量的，每根管柱间的压力降以及全程的压力降也都是经过测量的。内管的内管壁和外管壁都安装了温度传感器。图 2.1-2 流动回路详细图解乙二醇作为冷却剂在环空中流动，根据处理的液体的情况，可以将其设为顺时针流动或者逆时针流动。测量冷却剂的进口温度和出口温度，平均乙二醇的温度用来控制冷却等变率。一个20吨的制冷机用来冷却乙二醇。乙二醇的流速也经过测试，并且在每个测试中都保持匀速。在每根管柱的开端和结束端4个观测点用来观察水合物的形成。观测点由管壁上的三个蓝宝石窗口组成，每个窗口之间相隔12

9、0度。视频系统可以记录水合物的形成和分解。实验中，三个固定的伽马光密度计收集密度数据，用以定量描述以水合物形成与时间相关的流体密度剖面；一个移动的伽马光密度计收集密度数据提供以扫描距离（39英尺）相关的流体密度剖面。2.1.1 流体注入系统注入处理建筑中的设备可以将盐水、油、溶剂以及添加剂注入到系统中去。通常，油、盐水和溶剂是通过低压齿轮泵注入进流动循环。各相注入的质量是通过一个Micro Motion质量流量计测量并通过电脑系统记录。同时，水和添加剂是通过一个Milton-Roy高压活塞泵以低速注入进流动循环。盐水准备系统是事先利用自来水来准备盐水，然后注入进流动循环中。为了保证原油中没有如

10、石蜡类的沉淀，原油是事先经过循环和加热，然后注入进流动循环中。整个注入管线是热记录描线并且隔热的，这样来防止冻结、胶凝或者结蜡。2.1.2 气体注入系统气体是以体积流量的方式，通过高压气缸和一个高压活塞泵注入进流动循环。双气缸交替使用，一个气缸在充气的时候另一个气缸就往流动循环中注气。和注入油时一样，气体离开气缸时的温度和压力也是测量了的；注入气体的质量也通过状态方程和输入组分进行了计算。此系统中的气体质量可以通过Peng-Robinson（PR）、Redlich-Kwong（RK）或者Benedict-Webb-Rubin（BWR）等状态方程进行计算。进气系统可以为流动循环提供定质量的气体注

11、入，或者为流动循环维持一个固定的压力。对于定压实验，注入气体的多少可以用来测量水合物的形成。此系统在后文中被称作“注气系统”。“注气系统”可以以0.2的最大注气速度向流动循环中注入气体。两个气缸交替的循环时间大约为10分钟。在2008年，流动循环直接连上了一个压缩天然气（CNG）系统。后文中将这个系统称为“CNG系统”。“CNG系统”在保持渗透性测量的温度下能提供更高的达2的注气速度；但是注气脉冲循环时间需要45分钟。注入系统中的气体流动都是通过微运动测量仪进行测量的。2.1.3 油密封系统为了保持多相泵密封处的背压以及提供冷却和润滑作用，我们使用了一个John Crane油密封系统。此密封系

12、统不断地调整密封处的背压来记录流动压力。我们使用一个蓄电池来保证密封处的压力，一旦停电，可以给操作人员足够的时间来降压，使流动循环系统处于安全的条件。2.1.4 冷却系统我们使用了一个20吨的制冷机来冷却环空中流动的乙二醇。乙二醇用来冷却油和视频设备。温度等变率可以调至40。我们使用一个离心泵使乙二醇循环流动，乙二醇的流速通过一个磁流量计来计算。带有蒸汽盘管和其他离心泵的第二个储存罐中储存和循环着温度高于85的乙二醇。在水合物分解阶段，我们使用了一个壳管式蒸汽热交换机来加热环空中循环流动的乙二醇。2.1.5 锅炉系统蒸汽是控制流动循环温度的一个热源（特别是在水合物分解阶段），同时也提供注液管线

13、的热量以防止冬天管线堵塞或者结冰。锅炉房中安装了一个450000的锅炉。锅炉房中还有一个25马力（HP）的空气压缩机，用来开动控制阀、污水泵和气体压缩机。2.1.6 仪器装置流动循环上主要安装了Roseman压力压差传感器和温度传感器（RTDs）。注入流动循环的液体的多少由一个Micro Motion Coriolis流量计来记录。表2.1-1列出的是这套系统使用的主要仪器。表 2.1-1 仪器列表（续表）（续表）22 修正以及测试方法水合物的形成可发生在泵循环或者低地势的情况下；但是，这个结论要完全正确的话，需要做出一些修正。下文便是讨论这些改变。2.2.1 水合物形成实验修正：泵循环实验：

14、为了在泵循环实验中更好地控制水合物形成，在现有的流动循环设备上做了如下的修正，如图2.2-1所示：图2.2-1 泵循环中生成段塞的流动循环结构图（1）从观察窗内向循环管道中加入了一块限流板，假设它的作用是在移动的伽马光密度计下形成一个段塞。限流板有2.8英寸长，1英寸宽。（2）安装了“CNG系统”，此系统在保持渗透性测量的温度下能提供高达2的气体循环速度。（3）安装阀门的作用是排出段塞形成后的自由液体以及在渗透性测试过程中收集段塞释放出的液体。低地势实验：为了模拟阀门泄露的情况，在此整个实验中都没有用到泵。如图2.2-2所示，气体呈气泡状进入流动循环而不是靠多相泵。图2.2-2 低地势实验中的

15、流动循环结构图2.2.2 水合物形成机理：在此低地势实验结构图中，没有使用到泵，并且有一根管柱内充满了水。如图2.2-3所示，水合物形成的过程分为四步。第一步，将一根管柱内充满水，此时密封的乙二醇温度为70。然后将流动循环加压到需要的压力（多数情况为1500）。然后系统降温到水合物堵塞形成的温度（多数情况为40）。第二步是“进气”阶段。在水合物形成的条件下，气体呈泡状由管的一端进入，注汽速度为0.2-2。第三步水合物形成阶段当气体在合适的压力和温度进入水中时，水合物在管中聚集并且开始慢慢地驱替水。第四步，整个管中都充满了水合物，当系统稳定后，水合物生成的过程就完成了。然后通过水合物堵塞向管柱中

16、注气，同时测量压降。这个数据的作用是利用达西公式来计算堵塞物的渗透性。图2.2-3 低地势实验机理图2.2.3 水合物分解实验修正泵循环实验：在泵循环实验中，主要的研究对象是水合物的特性，因此我们加热乙二醇全力使水合物迅速（小于4小时）分解。在低地势实验中，对分解过程进行了研究。低地势实验：在处理完所有低地势实验中的数据后，对水合物的分解过程进行了研究。为了排水以及避免在分解时堵塞物的坍塌，我们使用了一个2度的倾角。每隔10到15分钟做一次密度描线，来记录质量的变化。在温度（加热）或者压力（降压）步骤结束后，等伽马光质量仪稳定后下个步骤才开始。水从低处的观察窗口排除，避免在密度扫描仪下聚集。图

17、2.2-4展示的是一个热分解的例子。图2.2-4 热分解实验结构图2.2.4 水合物生成模式：所有水合物生成实验中，18个实验是在泵循环模式下完成的，其他16个是在低地势模式下完成的。表2.2-1和表2.2-2中分别列出了实验模式。泵循环实验：在泵循环的18个水合物生成实验中，含水量（体积）的区间为25%至65%，积液量（体积）为50%至75%。盐度（质量）变化为0%至7%。具体的实验模式如表2.2-1所示：表2.2-1 泵循环实验模式低地势实验：在低地势的16个水合物生成实验中，含水量为100%。注气速度为0.2至2。盐度变化为0%至14%。过冷温度范围为5至21。具体的实验模式如表2.2-

18、2.表2.2-2 低地势实验模式图2.3 实验流体在泵循环实验中，为了模拟生产环境，西铁古（Citgo）19号油、天然气和水被选作为水合物生成的实验流体。在低地势实验中，为了模拟阀门泄露的情况，不同盐度的水喝天然气被选作为水合物生成实验流体。2.3.1 西铁古（Citgo）19号油在泵循环实验中，西铁古（Citgo）19号油被选作水合物生成实验中的油相。它是一种无粘着力的矿物油，通常用以润滑。因为其明亮、清澈度高，所以非常适用于此次实验的观察。因为它的美国石油协会燃油比重度数只有32.9度，它被归纳为轻油一类。在标况下，西铁古19号油的密度是860。表2.3-1列出的是此款油的化学组分的重量百

19、分比。表2.3-1 西铁古19号油的化学组分2.3.2 天然气注入气选择的是Tulsa City的天然气。实验条件（1500和40）下，此天然气的密度为96。表2.3-2列出的是此款天然气的化学组分的摩尔百分比。表2.3-2 Tulsa City天然气的组分2.3.3 水/盐水注入的水相选择的是自来水和盐度为3.5%、7%和14%的盐水。盐水溶液配制时，使用的是溶解了99.99%氯化钠片的自来水。3 实验结果文章此部分为水合物性质以及分解研究的详细信息。分析的主要依据是密度记录器的密度描线、压力测试、温度测试、压降、肉眼观察以及模拟对比。由于此调研包含了水合物性质研究以及其分解的研究，因此是研

20、究结果分为了两部分。首先讨论的是水合物堵塞的形成及其性质。在不同的盐度、过冷温度和注气率下形成了不同的水合物堵塞。紧接着是水合物堵塞分解的研究讨论。根据实验数据选择了不同的模型，并将模拟结果与实验数据做了比较。3.1 水合物性质研究在此部分将具体讨论水合物特性的研究结果。为了研究水合物堵塞的类型以及不同参数对其渗透性和形成时间的影响，我们进行了两组实验：泵循环实验和低地势实验。在两组实验中都用到了伽马光密度计来测量移动区域内水合物堵塞的密度。此数据对于计算水合物渗透性以及管中水合物的质量来说是非常重要的。每隔半英寸就记录一次管中的密度，即，在39英尺的长度内记录了925个点的密度来形成记录器的

21、密度描线。图3.1-1伽马光密度仪的照片以及其在水合物形成后做密度扫描记录描线的实例。图3.1-1 移动密度仪的记录描线图3.1.1 水合物的类型我们将水合物归为浆状、多孔状和浓稠状三类，它们的浓稠度分别类似于玛格丽特浆、一堆玻璃珠子和被压实的雪。TU流动循环内产生的浆状水合物类似于Fang和Wang（2008）做出的泥浆状的水合物。产生的多孔状的水合物和任何以往文献中记载的都不类似。图3.1-2中展示的是我们的流动循环中产生的水合物。图3.1-2 TU流动循环中的水合物3.1.2 泵循环实验在18个泵循环实验中，水合物形成的位置与假设的位置（限流板位置）不一致。一些水合物在限流板后以及U型区

22、域形成。在泵循环实验中，水合物堵塞不是通过假设那样聚集而形成的，实验中我们得到的多为浆状水合物。实验中的积液体积百分比为50%到75%，含水量体积百分比为25%到65%。但是实验中并未回收到水，这说明水被“困”在水合物中，或者是转化为了水合物。表3.1-1中记录了水合物堵塞形成的位置以及计算后的渗透率。表3.1-1 泵循环实验中的渗透性数据上表中，第一列是实验编号。第二列是通过达西定律计算出的渗透率。第一个子列记录的是形成在伽马光密度仪移动区域内的水合物堵塞的渗透率，第二子列记录的是形成在U型区域或其他管内的水合物堵塞的渗透率。第三列是用来计算水合物堵塞渗透率的水合物堵塞段长度。其中第一个子列

23、记录的是形成在伽马光密度仪移动区域内的水合物堵塞的长度，第二子列记录的是形成在U型区域或其他管内的水合物堵塞的长度。伽马光密度仪移动区域内的水合物堵塞长度是根据密度扫描描线数据得来。第四列是各实验的备注。实验中未表现出水合物堵塞的区域，虽然的确有水合物沉淀的形成，但是他们没有对流动循环造成堵塞。渗透性计算：在堵塞物形成后，测量压力降来计算其渗透率。气体循环通过堵塞物，并对不同压差和气流速度下的情况都做了测量。渗透率是通过达西定律计算出来的，测试原理如图3.1-3，方程3-1。图5 达西定律测试原理图 （3-1）泵循环实验中测量的渗透率存在不确定性，是由于：（1）渗透率随堵塞物长度发生变化；（2

24、）水合物沉淀是否完全堵塞；（3）堵塞物上方或者中间是否存在气体通道；（4）对堵塞物长度/位置的未知。情况1：渗透率随堵塞物长度发生变化：图3.1-4是水合物形成期间排水前后的密度扫描描线图。图3.1-4 HYD2008-025实验密度扫描描线图此图中，纵轴是密度，单位是。横轴是距离，单位是。绿线表示排水前的密度，红线表示排水后的密度。排水后，管中最高的密度在0.8左右，最低的密度在0.15左右。0.8的密度表示管中几乎充满了水合物，而0.15的密度表示此区域管中几乎只存在气体。以此看出，水合物堵塞并不均匀。因此我们可以将一块堵塞物看做由一系列不同渗透率的堵塞物组成，如图3.1-5所示。图3.1

25、-5 沿堵塞物长度的渗透率分布图每一部分的渗透率计算由方程3-2计算，总的渗透率由方程3-3计算。计算结果和方程3-1 的计算出的渗透率相同。 （3-2） （3-3）对于这些水合物堵塞来说，最低的渗透率决定了总的渗透率。例如，假设一个水合物堵塞长65，前2长度的压差为50；由于存在一个气体通道，剩余63长度的压差仅为0.1。在流体流速为0.2的情况下，总渗透率。然而，由于实验设备的限制，我们不能测量到每一个小部分的压降。我们所能得到的是整个65英尺长度上的压差或者U型长度上的压差以及整段的渗透率。情况2：水合物沉淀未完全堵塞：图3.1-6描述的是水合物形成过程中未完全堵塞管道的情况。在密度描线

26、图中可知，管中的密度仅有约0.5，表明管中仅有一半是水合物。图3.1-6 HYD2008-014实验密度扫描描线图如图3.1-7所示，管中只有一半的空间被水合物堵塞。此情况下的渗透率测量结果高达16000达西，大小和全通管道差不多。在此种情况下，我们认定水合物沉淀生成但是并未堵塞管道。图3.1-7 泵循环实验中水合物未堵塞管道情况图情况3：堵塞物中间存在气体通道：如图3.1-8所示，堵塞物孔隙中间存在气体通道。此情况中，堵塞物不能完全限制气体的流过，气体由通道直接流过。因此，压降会变得很小，所测得渗透率就会很大。图3.1-8 泵循环实验中水合物堵塞中间存在气体通道情况图情况4：对堵塞物长度/位

27、置的未知：水合物堵塞不会都在预期的位置生成，因此很难估算水合物堵塞的长度。图3.1-9描述了此情况下水合物沉淀可能形成的位置。在泵循环实验中，有两个位置可能形成非渗透性的水合物堵塞：第一个是在伽马光密度仪移动区域，另一个是在U型区域或者其他管道。另一个问题是，压差的测量是在两个观察窗之间进行的，距离是65英尺，而不是伽马光密度仪移动区域的39英尺。因此，在伽马光密度仪前面的20英尺和后面的5英尺内水合物的密度是无法监测到的。表3.1-1已经列出了渗透率从0达西到65达西的实验。图3.1-9 泵循环实验中可能生成水合物的位置图孔隙度计算：孔隙度是水合物最重要的特性之一，也是水合物分解模型一个重要

28、的输入参数。在假设堵塞物形成后液体可以被排出的情况下，孔隙度可以用伽马光密度仪测出的密度通过方程3-4计算出：（3-4）在方程3-4中，XX是通过伽马光密度仪测得；XX是在一定压力和温度下给定气体组分通过PVT-Sim软件计算得出；XX是在相同压力和温度（通常为XX）下气体的密度。在许多实例中，伽马光密度仪的数据不是很可靠，因为通常液体不能从浆状水合物中完全排出。因此，孔隙度是从水合物和“被困”液体的密度中计算出来的，而不是单从水合物的密度中计算得来。水合物堵塞也不是总在密度仪移动区域下形成，它们也可能在管道的其他地方形成，也就说密度扫描描线的结果不能代表整个水合物堵塞。泵循环实验中的这些测量

29、数据不能完全代表水合物堵塞的特性，因此文章下部分将用模拟阀门泄露的情况来生成水合物堵塞。3.1.3 低地势实验在先前的18个泵循环测试中，孔隙度测试未能成功，并且渗透率测试存在许多不确定性。为了更好的得到水合物的孔隙性和渗透性数据，我们使用了能在伽马光密度仪移动区域内形成已知长度水合物堵塞的低地势实验。在此实验中，孔隙度测量时液体能很容易地被排出；渗透率测量时最大的不确定性来自于存在气体通道。由于低地势实验可以得到更好的数据，我们调查了流动特性并根据注气速度来研究水合物的形成。渗透率计算：低地势实验中的渗透率测量方法与泵循环实验中使用的方法相同。只是唯一的不确定因素来源于气体通道。在低地势实验

30、中，水合物生成后就开始测量密度。气体通过堵塞物进入循环中；测量不同压差和注气率的情况。在此实验中使用了两种不同的注气率，分别为0.2XX和2XX。3.1.2部分中的“注气系统”选用的是0.2XX的注气率。在那个系统中，两个气缸每隔10分钟交换一次，交换过程会引起压力波动。如图3.1-10所示，随着气体的注入，渗透率在降低，最低时为10达西。图 3.1-10 HYD2009-007实验中的压差与渗透率图当注气率为2XX时，选用的是“CNG”系统。此系统45分钟卸载一次，同时引起压力脉冲。由于这个压力脉冲，水合物被压缩，变得更加稠密。由于压差是阶梯状上升的，因此渗透率也是阶梯状下降的。如图3.1-

31、11图3.1-11 HYD2009-005实验中的压差与渗透率图整个注气时间即为水合物生成时间。在多数实验中，当达到最大的安全压差时和水合物堵塞坍塌时，注气便停止。测量到的最小渗透率变化范围在2达西到15达西之间。如图3.1-12所示，渗透率与形成时间相关。当水饱和的气体流过堵塞物时，渗透率会随着时间增加而降低。我们假设，如图3.1-12，如果继续注气的话，气体将无法再渗透这些堵塞物。表3.1-2中总结了渗透率的数据。然而，在少数实验中，当堵塞物坍塌后仍然继续注气，括号内的时间是从注气到达到最小渗透率所用时间。实验HYD2009-006和-019的数据并未列出，由于存在气体通道的原因，这两组数

32、据的渗透率过大，不具有代表性。图3.1-12 水合物变为非渗透性表3.1-2 低地势实验中渗透率数据表按比例放大数据：在堵塞物长度为39英尺和注气率为0.2XX的情况下，低地势实验得出的最小渗透率为2达西至10达西；在注气率为2XX的情况下，最小渗透率为6达西至15达西。考虑油田中的情况，堵塞物长度为1英里，注气率为0.2XX，渗透率为2达西至10达西，那么堵塞物两端的压差达到1255XX至6273XX。如此巨大的压差，气体是无法通过的。水合物形成：水合物形成时间即为注气达到最大压降或者水合物堵塞坍塌的时间为止。如表3.1-2所示，水合物形成时间与冷却温度、盐度和注气速度相关。当注汽速度和冷却

33、温度相同时，盐度越大水合物生成的时间越长。以实验HYD2009-015和-012为例，它们的冷却温度和注气速度相同，盐度分别为3.5%和0%。实验HYD2009-015用了约7小时形成水合物堵塞，而实验HYD2009-012花了大约4小时形成水合物堵塞。实验HYD2009-007、-008和-003有相同的注气速度和相似的冷却温度，而实验HYD2009-003却比实验HYD2009-007和-008花了更长的时间来形成水合物。因此，此组数据是不确定的。当盐度和冷却温度相同时，注汽速度越快水合物生成的时间越短。以实验HYD2009-003和-004为例，它们的冷却温度和盐度相同，实验HYD200

34、9-004用了1.6小时形成水合物，而实验HYD2009-003用了4小时形成水合物堵塞。然而，从实验HYD2009-016和实验HYD2009-007中却无法得出相同结论，因此，此组数据也是不确定的。低地势实验中的水合物堵塞生成是可复写的。图3.1-13是水合物生成期间的渗透率数据。实验HYD2009-007和-014的操作参数中仅有冷却温度不同，分别为18XX和11XX。水合物形成的时间分别为2.6小时和6.5小时。将实验HYD2009-007的渗透率数据移动到后两个小时，它的渗透率趋势也是一致的。图3.1-13 实验HYD2009-007和实验HYD2009-014的水合物生成的可复写性孔隙度计算：在低地势实验中，水合物堵塞是在伽马光密度仪移动区域生成，并且水可以被排出。因此计算出的孔隙度具有代表性。在分解前，水被排出，并且几个伽马光密度仪都在测量水合物堵塞的密度，因此孔隙度可以计算出来。假设在排水后管中只存在水合物并且孔隙中充满了气体。计算方程如下：（3-5）表3.1-3根据不同的注气速度列出了相应的水合物孔隙度，范围在0.70至0.86。此范围与油田中水合物的孔隙范围相吻合。表3.1-3 低地势实验孔隙度数据流动特性：控制阀的流动特性与其容量和杆的活动距离有关。