專利名稱：抑制水合物生成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制在一種液體中生成籠形水合物的方法。特別是，本發(fā)明涉及一種抑制在用于輸送油或氣的管中生成氣體水合物的方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳、硫化氫和各種烴如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷和異丁烷存在于天然氣和其它石油流體中。然而，發(fā)現(xiàn)水典型地以各種量與這樣的石油流體成分混合。在升高的壓力和降低的溫度下，當這樣的石油流體成分或其它水合物形成物與水混合時，可以生成籠形水合物?；\形水合物是水晶，它在客體分子如形成水合物的烴或氣體周圍形成一種籠狀結(jié)構(gòu)。一些形成水合物的烴包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、丁烷、新戊烷、乙烯、丙烯、異丁烯、環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷和苯。一些形成水合物的氣體包括但不限于氧氣、氮氣、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫和氯氣。
氣體水合物晶體或氣體水合物是一類石油工業(yè)特別感興趣的籠形水合物，這是因為在制造和/或輸送天然氣和其它石油流體過程中可以產(chǎn)生管路障礙物。例如，在約1MPa壓力下，乙烷可以在4℃以下的溫度下形成氣體水合物，并且在3MPa壓力下，乙烷可以在14℃以下的溫度下形成氣體水合物。對于許多制造和輸送天然氣和其它石油流體的操作環(huán)境來說，這樣的溫度和壓力是不尋常的。
在氣體水合物凝聚時，它們可以在用于制造和/或輸送天然氣或其它石油流體的管路或?qū)Ч苤挟a(chǎn)生水合物障礙物。這樣的水合物障礙物的形成可以導(dǎo)致生產(chǎn)的中斷，從而造成大的經(jīng)濟損失。另外，重新啟動停工的設(shè)備特別是離岸生產(chǎn)或輸送設(shè)備會是困難的，這是因為為了安全地除掉水合物障礙物，往往需要大量的時間、能量和物料以及各種工程控制。為了防止在油或氣體物流中生成水合物障礙物，石油和天然氣工業(yè)已經(jīng)使用了各種措施。這樣的措施包括使溫度和/或壓力保持在水合物生成條件之外，并且引入一種防凍劑如甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇。從工程方面考慮，使溫度和/或壓力保持在水合物生成條件之外要求設(shè)計和設(shè)備的改變?nèi)缡构苈方^熱或帶夾套。完成和保持這樣的改變需要高的代價。為防止水合物障礙所需的防凍劑的量典型地為油或氣體物流中存在的水的重量的10％-30％。結(jié)果是，可能每天需要幾千加侖的這樣的溶劑。這樣的量存在處理、貯存、回收和潛在的毒性問題。另外，很難將這些溶劑從制造或輸送物流中完全回收。
結(jié)果是，需要一種氣態(tài)水合物抑制劑，它可以以低的濃度方便地混合到所制造或輸送的石油流體中。這樣的抑制劑應(yīng)當減小石油流體物流中的氣體水合物晶體的成核、生長和/或凝聚的速度，并且抑制水合物障礙物在輸送石油流體物流的管中生成。
實現(xiàn)本發(fā)明的一種方法使用氣體水合物抑制劑，該抑制劑可以以油或氣體物流中存在的水的重量的約0.01％至約5％的濃度范圍使用。正如下面要詳細討論的，本發(fā)明的抑制劑可以有效地處理有水相的石油流體。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供一種抑制在有生成水合物的成分的流體中生成籠形水合物的方法。該方法包括用一種抑制劑處理該流體，所述抑制劑包括一種有聚合物骨架的基本上溶于水的聚合物，其中聚合物骨架有至少兩個側(cè)基，第一個側(cè)基有選自由碳、氮和氧組成的組的至少兩個原子，并且第二個側(cè)基是C1-C3烷基，所述聚合物有在約1000和6000000之間的平均分子量。第二個側(cè)基優(yōu)選為甲基。
發(fā)明詳述方法發(fā)明本發(fā)明的方法抑制在有生成水合物的成分的流體中生成籠形水合物。生成籠形水合物意味著籠形水合物的成核、生長和/或凝聚。不管這樣的籠形水合物是否是流動的或基本上靜止的，它都可以在一種流體中生成，但是，在管中輸送的流動狀態(tài)的流體物流中往往是最成問題的。例如，當籠形水合物粘附到用于輸送流體的管的內(nèi)壁上并沿著所述內(nèi)壁積聚時會產(chǎn)生由在流體物流中的部分或完全堵塞引起的流動限制。然而，本發(fā)明可以被用于抑制在基本上靜止的流體中生成籠形水合物。
在本發(fā)明的一個實施方案中，將下面所描述的這類抑制劑中的一種或多種的濃溶液或混合物加入有水相的石油流體物流中。由于本發(fā)明的抑制劑溶液或混合物基本上溶于水相或分散在流體物流中，它減小了籠形水合物生成的速度，從而減小了流動限制出現(xiàn)的可能性。
在一個優(yōu)選的實施方案中，固體聚合物首先溶解在一種適合的載體溶劑或液體中以制造一種濃溶液或混合物。應(yīng)當理解，許多液體可以有效地促進流體物流的處理而不會溶解抑制劑。為方便起見，不管這樣的液體是否可以產(chǎn)生抑制劑溶液、乳液或其它類型的混合物，它們在下文都被稱為溶劑。溶劑的基本用途是作為抑制劑載體并促進抑制劑被吸收到石油流體的水相中?？梢允褂萌魏芜m合于輸送抑制劑到流體的水相中的溶劑。這樣的載體溶劑包括但不限于水、鹽水、海水、人工水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇和所述溶劑的混合物。還可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的其它溶劑。
應(yīng)當理解，使用載體溶劑對于實施本發(fā)明不是必須的，但是它是一種將抑制劑引入流體中的方便的方法。在許多應(yīng)用中，使用載體溶劑會促進流體物流的處理。
可以使用抑制劑在載體溶劑中的任何方便的濃度，只要它產(chǎn)生所希望的在石油流體的水相中的最終濃度即可。優(yōu)選較高的濃度，這是因為它們可以產(chǎn)生降低量的要處理并引入石油流體中的濃溶液。在特定的應(yīng)用中所用的實際濃度將根據(jù)所選的載體溶劑、抑制劑的化學組成、系統(tǒng)溫度和在應(yīng)用條件下抑制劑在載體溶劑中的溶解度而改變。
使用機械設(shè)備如化學注射泵、三通管(piping tees)、注射裝置和本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的其它裝置將抑制劑混合物引入石油流體的水相中。然而，這樣的設(shè)備對于實施本發(fā)明并不是必需的。為了確保用抑制劑混合物有效地處理石油流體，應(yīng)當考慮兩個方面。
第一，優(yōu)選在抑制劑溶液被引入流體中的位置存在水相。在某些石油流體體系(特別是天然氣體系)中，水相并不出現(xiàn)直到氣體已足夠冷卻得使水冷凝。如果在這種情況下，優(yōu)選的是抑制劑溶液在水已冷凝后被引入?？晒┻x擇的是，在引入抑制劑溶液的位置不能得到水相的情況下，應(yīng)當選擇抑制劑溶液的濃度以確保抑制劑溶液的粘度足夠低以促進其分散到流體中并允許其到達水相。
第二，由于抑制劑最初用于抑制籠形水合物的生成而不是使該反應(yīng)反向，重要的是在大量生成籠形水合物之前處理該流體。由于濕石油流體冷卻，它最終達到被稱為水合物平衡離解溫度或Teq的溫度，在該溫度以下，在熱力學上有利于水合物的生成。石油流體的Teq隨著施加到流體上的壓力和流體組成的變化而改變。測定在各種流體組成和壓力下的流體的Teq的各種方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。優(yōu)選的是，在流體處于大于Teq的溫度下時，應(yīng)當用抑制劑處理該流體?？赡艿粌?yōu)選在溫度處于或稍低于流體的Teq時引入該抑制劑，優(yōu)選在籠形水合物已開始生成之前引入。
引入有水相溶劑的石油流體的抑制劑的量典型地在流體中存在的水的約0.01wt％至約5％的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，抑制劑的濃度為約0.5wt％。例如，實驗室研究表明，將0.5wt％的N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷(VIMA/MAPYD)的共聚物加到石油流體中，允許流體冷卻到低于其Teq的為約16.4℃的溫度而不形成水合物堵塞。可以使用較高的抑制劑濃度以降低得到水合物障礙物的溫度。然而，對于特定的應(yīng)用來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過考慮抑制劑在該應(yīng)用下的性能、對于石油流體所需的抑制程度和抑制劑的成本來確定適當?shù)臐舛取?br> 抑制劑的說明這里所用的術(shù)語“均聚物”包括一種有相同的單體重復(fù)單元的聚合物，而這里所用的術(shù)語“共聚物”包括有兩種或多種不同的單體重復(fù)單元的聚合物。從而，術(shù)語“聚合物”包括各種聚合物，所述聚合物包括均聚物、共聚物和聚合物混合物。
屬于基本上溶于水的聚合物組的有下述烷基化骨架的化合物及其混合物是水合物成核、生長和/或凝聚(總體來說叫做水合物生成)的有效的抑制劑。這樣的烷基化的骨架聚合物可以以與其它的基本上溶于水的聚合物的混合物的形式使用，所述其它的聚合物包括但不限于聚(乙烯基吡咯烷酮)，聚(乙烯基己內(nèi)酰胺)，聚丙烯酰胺，乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內(nèi)酰胺和/或丙烯酰胺的共聚物，聚(N-甲基-N-乙烯基乙酰胺)，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和異丙基甲基丙烯酰胺的共聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和丙烯酰哌啶的共聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷的共聚物以及N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和丙烯酰吡咯烷的共聚物。
為了說明本發(fā)明而不限制本發(fā)明的范圍，測定各種有烷基化骨架的水溶性丙烯酰胺和噁唑啉的聚合物，所述聚合物包括均聚物，聚(異-丙基甲基丙烯酰胺)(PiPMAM)和聚(2-異-丙烯基-2-噁唑啉)(PiPpenOX)以及N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和異丙基甲基丙烯酰胺(VIMA/iPMAM)的共聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷(VIMA/MAPYD)的共聚物，和EPOCROSWS-300，它是一種由Nippon Shokubai提供的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和異-丙烯基噁唑啉的三元共聚物。
聚(異-丙基甲基丙烯酰胺)
N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和異丙基甲基丙烯酰胺的共聚物
N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷的共聚物
聚(2-異-丙烯基-2-噁唑啉)
甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和異-丙烯基噁唑啉的三元共聚物
通過甲基化其它的作為有效的氣體水合物抑制劑的基本上溶于水的聚合物的骨架，它們也預(yù)計表現(xiàn)出改進的抑制活性。這樣的聚合物包括乙烯基內(nèi)酰胺如聚(N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚(N-乙烯基己內(nèi)酰胺)(PVCap)，N-乙烯基酰胺如聚(乙烯基乙酰胺)(PVIMA)和聚(N-乙烯基-N-n-丙基丙酰胺)(PVPP)，和馬來酰亞胺如聚(乙基馬來酰亞胺)(PEME)和聚(環(huán)己基馬來酰亞胺)(PCHME)，以及這樣的乙烯基內(nèi)烯胺、N-乙烯基酰胺和馬來酰亞胺的共聚物。除了上面所指出的這些以外，還預(yù)計其它的丙烯酰胺和噁唑啉的均聚物和共聚物表現(xiàn)出改進的抑制活性。
抑制劑的合成一般步驟N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(VIMA)是可購得的或者可以按照所公開的步驟合成(參見例如A.I.Askenov等人的Zhurnal Obschei Khimii，57(2)，pp.1634-1637(1987))。用于合成下述各種VIMA共聚物的許多乙烯基單體是可購得的。不能購得的丙烯酰胺單體按照公開的步驟(參見例如S.Ito，Kobunshi Ronbunshu，46(7)，pp.437-443(1989))由適當?shù)陌泛捅Ｂ群铣?。?異-丙基丙烯酰胺)(PiPAM)沒有甲基化的骨架，但為比較目的被測定。PiPAM由單體-聚合物實驗室(windham，NH)得到。聚(2-異-丙烯基-2-噁唑啉)(PiPpenOx)由Nippon Shokubai(Tokyo，Japan)得到。
使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的標準實驗室步驟來合成上面所指出的測定的聚合物和共聚物。苯或低分子量的醇用作溶劑。2，2-偶氮二(2-甲基丙腈)(AIBN)用作自由基引發(fā)劑。用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)如13C和1H NMR以及凝膠滲透色譜法分離和表征所述聚合物以確認它們的結(jié)構(gòu)。下面提供了一些可被用于合成與上面指出的類似的其它聚合物和共聚物的合成方法的實例。
其它的N-乙烯基酰胺單體的聚合按照聚合物合成領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，其它的N-乙烯基酰胺單體可被用于制造N-乙烯基酰胺均聚物(如PVPP)的更高級的類似物，參見例如A.I.Askenov等人的Zhurnal Obschei Khimii，57(2)，pp.1634-1637(1987)，Hartwimmer等人的U.S.3531471和Lederer等人的U.S.3696085。
聚(異-丙基甲基丙烯酰胺)(PiPMAM)和聚(異-丙基丙烯酰胺)(PiPAM)的聚合原料由己烷再結(jié)晶兩次提純N-異-丙基甲基丙烯酰胺(A1drich)。通過用氮氣吹洗并同時沸騰1小時來使蒸餾的去離子水脫氧。繼續(xù)吹洗，同時將水冷卻到室溫。一般使用過硫酸銨引發(fā)劑。
PiPMAM合成法將N-異-丙基甲基丙烯酰胺(6.4g，50.3mmol)裝入一個設(shè)有一個冷凝器、一個溫度計、一個機械攪拌器和一個氮氣入口/出口的4頸燒瓶中。然后在攪拌下加入122g清洗水并清洗溶液，同時使反應(yīng)溫度達到60℃。一旦溶液在該溫度下，加入過硫酸銨(61mg，0.267mol)。在氮氣氛下攪拌的條件下使反應(yīng)在60℃下持續(xù)過夜。隨著聚合的進行，溶液變得混濁。第二天，按照制造者提供的指示在一種可購得的冷凍干燥劑中冷凍干燥所述混濁溶液。干聚合物溶解在最少量的甲醇中并沉淀成二乙醚。然后過濾、再溶解所述聚合物，并且重復(fù)沉淀步驟。分離出的聚合物在60℃和10-3乇的真空爐中干燥過夜。該物料的1H和13C NMR光譜與PiPMAM的相一致。
用基本與上面對于PiPMAM所述的類似的步驟制造和表征聚(異-丙基丙烯酰胺)(PiPAM)。
N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(VIMA)和被取代的丙烯酰胺的共聚一般來說，VIMA與丙烯酰胺特別是N-取代的(或N，N-雙取代的)丙烯酰胺的共聚是慢的。從而，如果兩種單體被裝在一起進行間歇共聚，N-取代的丙烯酰胺會在某種程度上聚合成均聚物，或者至少聚合成一種極富有丙烯酰胺的共聚物。為了緩解該問題，使用泵送的方法來確保VIMA大量結(jié)合到共聚物中去。一般來說，將VIMA裝入一個帶引發(fā)劑的反應(yīng)器中。將“較快”反應(yīng)的單體即N-取代的丙烯酰胺泵入VIMA溶液中。最適宜的加入時間基于共聚用單體的相對活性。對于我們來說，兩至四小時的泵送時間是適合的。下面給出用于N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(VIMA)和N-異-丙基甲基丙烯酰胺(iPMAM)共聚制造VIMA/iPMAM共聚物的該方法的一個實施例。
N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(VIMA)和N-異-丙基甲基丙烯酰胺(iPMAM)的共聚從Aldrich購買N-異-丙基甲基丙烯酰胺并用己烷重結(jié)晶兩次。從Aldrich購買無水苯并在不進行進一步的提純下使用。所有的轉(zhuǎn)移都在惰性氣氛下進行。從Aldrich購買N-甲基-N-乙烯基乙酰胺并用分餾法凈化。由甲醇再結(jié)晶AIBN。
使VIMA(8.43g(0.066mol))經(jīng)過一種可購得的抑制劑去除塔并溶解在苯(45ml)中。將該溶液裝入一個設(shè)有冷凝器、攪拌器、氮氣入口/出口和iPMAM的泵送口的3頸燒瓶中。用N2進一步清洗VIMA/苯溶液1/2小時。清洗iPMAM(6.57g(0.663mol)溶于90ml苯中)溶液1/2小時，然后將其裝入一個注射泵。泵送后，反應(yīng)釜裝有VIMA溶液，它升溫至60℃。通過將一種AIBN溶液(0.115g溶于2cc苯中)注入VIMA溶液中引發(fā)該反應(yīng)。然后，在緊接著的2.5小時期間泵送iPMAM溶液。泵送完成后，反應(yīng)混合物在攪拌下在氮氣氛下保持在60℃。第二天，它沉淀到過量的己烷中，再溶解到最小量的THF中，再沉淀到己烷中。然后在60℃和10-3乇的真空中干燥該樣品。提純后的共聚物的最終產(chǎn)率為6g(40％)。13C NMR光譜表明，VIMA/iPMAM比為13/87。
抑制劑評價小回路(mini-loop)測試法用于評價一種抑制劑的有效性的一種方法是使用一種被稱為小回路設(shè)備的工作臺規(guī)模的高壓設(shè)備。小回路設(shè)備由具有約1/2英寸內(nèi)徑和約10英尺長的不銹鋼管的回路組成。該回路還有一個透明段，該段用于觀察回路中的流體流動和回路中水合物生成的開始。使含有約40％(V)的有約3.5％全部離子化鹽的SSW(人造海水)溶液、40％(V)烴冷凝物(即C6+)和20％(V)烴氣體混合物的流體在恒定壓力下循環(huán)流過該回路。烴氣體混合物由約76mole％甲烷、9mole％乙烷、7mole％丙烷、5mole％正丁烷、2mole％異丁烷和1mole％C5+構(gòu)成。為了制造在水中的海鹽/氣體溶液中的所需的重量百分比濃度的抑制劑，典型地將抑制劑作為一種水溶液注入回路中。一般來說，在約0.5wt.％的水中的海鹽/氣體溶液下評價許多水合物抑制劑。
流體以約2.5英尺/秒的恒定速度循環(huán)。該回路及其泵設(shè)在溫度受到控制的水浴中以控制回路中循環(huán)的流體的溫度。使水循環(huán)以確保該浴的溫度均勻和浴水與回路之間的傳熱快。隨著回路的溫度改變或者隨著水合物的生成，回路中的氣體體積會相應(yīng)改變。從而，為了保持回路中的壓力恒定，需要一個壓力補償裝置。這樣一種裝置可以由被浮式活塞分開的一個氣室和一種液壓油室構(gòu)成。只要回路中氣體體積改變，油可以被加入油室或從油室中除去以產(chǎn)生一種同量的加入或除去氣體到回路中。小回路試驗典型地在每平方英寸約1000磅的表壓(p.s.i.g.)下進行。然而，為了評價抑制劑的性能可以選擇在0和3000 p.s.i.g.之間的任何壓力。
以優(yōu)選每小時約6°F或3.3℃的恒定速度使水浴溫度由約70°F或21℃的初始溫度降低。在某溫度下，籠形水合物開始快速生成。由于溶解的氣體用于生成籠形水合物，在水中的海鹽/氣體溶液中的溶解的氣體的體積出現(xiàn)急劇的和相應(yīng)的降低。觀察到的溶解的氣體體積的急劇降低時的溫度被稱為水合物生成開始的溫度(Tos)。重溫上述的討論，水合物平衡離解的溫度或Teq是這樣的溫度，在低于該溫度下在沒有抑制劑存在的水中的海鹽/氣體溶液中水合物的生成是熱力學有利的。從而，抑制劑的效果的另一種度量是Teq和Tos之間的差值，該值被稱為抑制劑的低溫冷卻溫度，Tsub。從而，對于給定的壓力，低溫冷卻溫度越大，抑制劑越有效。沒有抑制劑存在的水中海鹽/氣體溶液典型地產(chǎn)生約6-7°F或3.3-3.9℃的Tsub。
下面表1中的低溫冷卻結(jié)果都是在1000psig下使用上述測試流體組合物得到的。從而，為了將下面的抑制劑性能結(jié)果與其它抑制劑比較，應(yīng)當在類似的測試條件下評價所述其它抑制劑，應(yīng)特別注意試驗流體的組成和進行試驗的壓力。
小回路測試結(jié)果下面是為了闡明本發(fā)明并且不限制本發(fā)明的范圍，用上述小回路測試法評價有甲基化骨架的各種均聚物和共聚物。下面給出這些評價的結(jié)果
表1用聚合抑制劑的小回路測試結(jié)果
表1的結(jié)果表明有烷基化骨架的水溶性聚合物作為籠形水合物抑制劑是有效的。使骨架烷基化顯示出增強各種水溶性聚合物的水合物抑制活性。比較具有非烷基化與烷基化骨架的可比聚合物的低溫冷卻結(jié)果，我們可見，PiPAM(非烷基化的)有20.0°F(11.1℃)的低溫冷卻溫度，而PiPMAM(甲基化的)的低溫冷卻溫度為24.0°F(13.3℃)和VIMA/iPAM(非烷基化的)有24.0°F(13.3℃)，而VIMA/iPMAM(甲基化的)有29.0°F(16.1℃)的低溫冷卻溫度。比值為約30∶70的VIMA/APYD(非烷基化的)有26.0°F(14.4℃)的平均低溫冷卻溫度和比值為約50∶50的VIMA/APYD(非烷基化的)有25.0°F(13.9℃)的低溫冷卻溫度，而VIMA/MAPYD(甲基化的)有29.5°F(16.4℃)的低溫冷卻溫度。另外，如果合成PiPpenOx的非烷基化對應(yīng)體，可以合理地肯定，它的低溫冷卻溫度預(yù)計不超過約18°F(約10℃)，而PiPpenOx的低溫冷卻溫度為21.7°F(12.1℃)。
從而，使骨架烷基化令人驚奇地和出人意料地增強聚合物的水合物抑制活性。正如表1中的結(jié)果所表明的，用至少一個甲基烷基化聚合物的骨架會產(chǎn)生一種烷基化的聚合物的低溫冷卻溫度，該溫度為至少大于它的非烷基化的對應(yīng)體約2°F(1.1℃)。我們還相信，用一個乙基或丙基烷基化聚合物的骨架會相似地改進聚合物的低溫冷卻性能。
前面已經(jīng)描述了方法發(fā)明和實施本發(fā)明的最佳方式。應(yīng)當理解，前面所述只是說明性的并且還可以使用其它方法和技術(shù)而不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。
工業(yè)實用性本發(fā)明的方法用于抑制流體中生成籠形水合物，特別是抑制在用于制造和/或輸送天然氣或石油流體的管或管路中生成所述水合物。
權(quán)利要求
1.一種用于抑制在有生成水合物的組分的流體中生成籠形水合物的方法，包括用一種抑制劑處理所述流體，所述抑制劑含有基本上溶于水的聚合物，所述聚合物有聚合物骨架，其中所述聚合物骨架有至少兩個側(cè)基，所述側(cè)基中的第一個有至少兩個原子，所述原子選自由碳、氮和氧組成的組并且所述側(cè)基中的第二個為C1-C3烷基，所述聚合物有在約1000和6000000之間的平均分子量。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中有所述烷基化聚合物骨架的所述聚合物選自由丙烯酰胺、噁唑啉、乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺和馬來酰亞胺的均聚物和共聚物組成的組，所述均聚物和共聚物有所述烷基化的聚合物骨架。
3.按權(quán)利要求2的方法，其中有所述烷基化聚合物骨架的所述聚合物選自由聚(異-丙基甲基丙烯酰胺)的、聚(2-異-丙烯基-2-噁唑啉)的均聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和異-丙基甲基丙烯酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷的共聚物以及甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和異-丙烯基噁唑啉的三元共聚物組成的組，所述均聚物和共聚物有所述烷基化的聚合物骨架。
4.按權(quán)利要求1的方法，其中所述第二側(cè)烷基是甲基。
5.按權(quán)利要求1的方法，其中所述抑制劑進一步含有一種添加劑，該添加劑選自由聚(乙烯基吡咯烷酮)，聚(乙烯基己內(nèi)酰胺)，聚丙烯酰胺，乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己內(nèi)酰胺和/或丙烯酰胺的共聚物，聚(N-甲基-N-乙烯基乙酰胺)，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和異-丙基甲基丙烯酰胺的共聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和丙烯酰哌啶的共聚物，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和甲基丙烯酰吡咯烷的共聚物以及N-甲基-N-乙烯基乙酰胺和丙烯酰吡咯烷的共聚物組成的組。
6.按權(quán)利要求1的方法，其中所述抑制劑進一步含有一種溶劑。
7.按權(quán)利要求6的方法，其中所述溶劑選自由水、鹽水、海水、人工水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇及其混合物組成的組。
8.按權(quán)利要求1的方法，其中所述抑制劑以在流體中存在的水的約0.01wt％至約5wt％范圍的濃度添加。
9.按權(quán)利要求1的方法，其中所述抑制劑以在流體中存在的水的約0.5wt％的濃度添加。
10.一種用于抑制在有生成水合物的組分的流體中生成籠形水合物的方法，包括用一種抑制劑處理所述流體，所述抑制劑含有基本上溶于水的聚合物，所述聚合物有聚合物骨架，其中所述聚合物骨架有至少兩個側(cè)基，所述側(cè)基中的第一個有至少兩個原子，所述原子選自由碳、氮和氧組成的組并且所述側(cè)基中的第二個為C1-C3烷基，所述聚合物有在約1000和6000000之間的平均分子量，從而，所述烷基增強對應(yīng)聚合物的籠形水合物抑制活性，所述對應(yīng)聚合物有所述第一側(cè)基并且沒有所述第二側(cè)基。
11.按權(quán)利要求10的方法，其中所述烷基增加所述對應(yīng)聚合物的低溫冷卻溫度。
12.按權(quán)利要求11的方法，其中所述烷基使所述對應(yīng)聚合物的低溫冷卻溫度增加至少約2°F。
13.按權(quán)利要求12的方法，其中在1000psig下進行帶壓測試測得的所述低溫冷卻溫度的增加是所述聚合物和所述對應(yīng)聚合物的低溫冷卻溫度的差。
14.按權(quán)利要求13的方法，其中所述測試是用一種設(shè)備進行的，所述設(shè)備選自由高壓釜、青玉室和小回路設(shè)備組成的組。
15.按權(quán)利要求11的方法，其中所述第二側(cè)基是甲基。
16.按權(quán)利要求11的方法，其中所述第二側(cè)基是乙基。
17.按權(quán)利要求11的方法，其中所述第二側(cè)基是丙基。
全文摘要
一種用于抑制在有生成水合物的組分的流體中生成籠形水合物的方法,包括用一種抑制劑處理所述流體,所述抑制劑含有基本上溶于水的聚合物,所述聚合物有聚合物骨架,其中所述聚合物骨架有C
文檔編號C09K8/52GK1190385SQ96195345
公開日1998年8月12日 申請日期1996年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月8日
發(fā)明者K·S·科勒, C·A·科斯泰洛, L·D·塔利, R·H·奧?？? E·伯盧徹 申請人:?？松a(chǎn)研究公司