Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 12
1.1. Структуры клатратных гидратов 12
1.2. Фазовые диаграммы систем вода–метан, этан, пропан
1.2.1. Система CH4–Н2О 18
1.2.2. Системы C2H6–Н2О и C3H8–Н2О 19
1.2.3. Гидратообразование в многокомпонентных системах
1.3. Эффект самоконсервации газовых гидратов 22
1.4. Образование гидратов в многофазных потоках при добыче нефти
1.4.1. Высокомолекулярные компоненты нефтей 28
1.4.2. Кислотная фракция нефти 30
1.5. Физико-химические аспекты образования, роста и разложения газовых гидратов в
водонефтяных эмульсиях 31
1.5.1. Нуклеация газовых гидратов 32
1.5.1.1. Теоретическое описание 32
1.5.1.2. Экспериментальное изучение нуклеации 35
1.5.2. Рост, агломерация и разложение гидратных частиц в нефтяных суспензиях 37
1.6. Заключение и постановка задачи 43
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 45
2.1. Используемые реактивы и образцы нефтей 45
2.2. Методики приготовления эмульсий 45
2.3. Исследование равновесных кривых образования/разложения гидрата в системах газ–эмульсия вода/нефть методом скачка давления 48
2.4. Синтез образцов нефтяных суспензий гидратов 49
2.5. Разделение замороженной и измельченной нефтяной суспензии гидрата метана на фракции по размеру частиц 50
2.6. Отмывка гидрата метана от матрицы нефти 50
2.7. Приготовление суспензии гидрата метана в нефти прямым смешиванием 50
2.8. Определение размеров частиц дисперсных фаз воды и гидрата метана
2.8.1. Оптическая микроскопия 52
2.8.2. Сканирующая электронная микроскопия 52
2.9. Исследование газовых гидратов методом порошковой рентгеновской дифрактометрии 52
2.10. Исследование газовых гидратов методом термоволюмометрии 53
2.11. Изучение процесса нуклеации частиц гидрата метана в водонефтяных эмульсиях 54
2.11.1. Эксперименты по исследованию индукционных периодов образования гидрата метана в режиме постоянного переохлаждения 55
2.11.2. Изучение переохлаждения системы до момента появления первого центра кристаллизации
2.12. Тепловизионное изучение кристаллизации льда в водонефтяных эмульсиях 56
2.13. Получение гидратной «пробки» в реакторе проточного типа 56
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 58
3.1. Равновесные условия образования гидратов из водонефтяных эмульсий 58
Заключение по разделу 3.1 63
3.2. Нуклеация частиц гидрата метана в водонефтяных эмульсиях 63
3.2.1. Типы кривых ДСК и механизм нуклеации частиц гидрата метана в водонефтяных эмульсиях 63
3.2.2. Нуклеация при постоянном переохлаждении 74
3.2.3. Нуклеация гидрата метана и льда в различных по химической природе дисперсионных средах при переменном переохлаждении 78
Заключение по разделу 3.2 92
3.3. Кривые газопоглощения при образовании суспензий гидрат метана/нефть из эмульсий вода/нефть 93
Заключение по разделу 3.3 99
3.4. Исследование процессов происходящих при разложении суспензий гидрата в нефтях при температурах ниже 0оС 99
3.4.1. Разложение замороженных суспензий гидрат метана/нефть 99
3.4.2. Разложение замороженных суспензий гидрат этана (пропана, диоксида углерода и смеси метан–этан–пропан (смесь 2))/нефть 114
Заключение по разделу 3.4 117
Заключение 118
Основные результаты и выводы 120
Список цитируемой литературы 122
