Кинетика образования и диссоциации газовых гидратов в нефтяных средах

Газовые гидраты представляют собой широко распространенные в природе соединения, в одном объеме которых может содержаться до 170 объемов газа. Запасы газа в природных газовых гидратах как минимум сравнимы с запасами природного газа в месторождениях традиционного типа, что позволяет рассматривать их как перспективный источник природного газа. Помимо этого, в настоящее время интенсивно исследуется возможность реализации газогидратных технологий хранения и транспортировки природного газа, а также разделения газовых смесей. В целом, исследования природных и синтетических газовых гидратов в настоящее время являются динамично развивающейся областью науки. В последние 15 лет проводятся интенсивные исследования свойств суспензий газовых гидратов в нефтях и процессов агломерации частиц газовых гидратов в нефтяных суспензиях. Интерес к этим темам связан с необходимостью обеспечить предотвращение образования гидратных пробок при движении многофазных (нефть – попутный газ – рассол) потоков в стволах скважин и по промысловым трубопроводам. В то же время анализ литературы показывает, что сами процессы образования и разложения гидратов в нефтях изучены явно недостаточно. Особенно мало информации о нуклеации гидратов в эмульсиях воды в нефти и о процессах разложения суспензий гидратов в нефтях при температурах ниже 0°С. Следует отметить, что в природных условиях нашей страны практический интерес к изучению подобных систем будет неизбежно связан с вопросами поведения газогидратных суспензий в условиях отрицательных по Цельсию температур, тогда как за рубежом такие исследования не проводятся. В целом, значимость данной тематики для нефтяной промышленности РФ будет возрастать по мере смещения добычи нефти в районы с холодным климатом и на шельфы морей. Таким образом, тематика предлагаемых исследований является современной и актуальной. Отличия процессов образования и разложения газовых гидратов из воды, диспергированной в нефтях (углеводородных средах), и из объемной воды обусловлено двумя факторами. (1) В случае диспергированной воды гидрат образуется из растворенного в углеводородной среде газа, в случае объемной воды – из свободного газа. (2) В дисперсионной среде (нефть) присутствуют компоненты (смолы, асфальтены, парафины и т.д.), которые адсорбируются на поверхности водных капель и изменяют ее свойства и способность образовывать гидраты. Известно, что данные отличия не приводят к изменению равновесных условий существования гидрата, но могут существенно изменить динамику процессов их образования и разложения. Именно эти моменты предполагается изучить в рамках данного проекта.