摘 要：本文基于分子热力学理论建立了预测水合物生成条件的数学模型，根据图解法计算出节流阀后输气管线天然气水合物生成的临界温度及利用波诺马列夫经验公式计算出天然气水合物生成的压力条件，为Goumeri-1气井天然气水合物的防治提供依据。
　　关键词：气井；天然气水合物；生成条件；
　　中图分类号：TE83 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-10-00-02
　　一、气井天然气水合物生成条件
　　水合物的生成除与天然气的组分、组成和游离水含量有关系外，还需要一定的热力学条件，即一定的温度和压力。可用如下方程表示出水合物自发生成的条件
　　因此，生成水合物的第一个条件是
　　也就是说，只有当系统中气体压力大于它的水合物分解压力时，才可能由被水蒸气饱和的气体M自发地生成水合物。
　　生成水合物的第二个条件是
　　由第二个条件可以看出，从热力学观点来看，水合物的自发生成绝不是必须使气体M被水蒸气饱和，只要系统中水的蒸汽压大于水合物晶格表面水的蒸汽压就足够了。概括起来讲，水合物的生成条件有：
　　（1）有自由水存在，天然气的温度必须等于或低于天然气中水的露点；
　　（2）低温，体系温度必须达到水合物的生成温度；
　　（3）高压。
　　除此之外，在下列因素的影响下，也可生成或加速天然气水合物的生成，如高速流、压力波动、气体扰动、H2S和CO2等酸性气体的存在和微小水合物晶核的诱导等。
　　二、天然气水合物生成条件预测
　　目前，有很多可供选择的确定天然气水合物生成压力和温度的方法，大致可分为图解法、经验公式法、相平衡计算法和统计热力学法等，简单易用的主要是图解法和经验公式法。
　　（一）图解法
　　图解法主要根据密度曲线和节流曲线预测天然气水合物生成条件的两种方法。
　　1、密度法
　　1）原理
　　图解法在矿场实际应用中是非常方便和有效的一种方法。天然气从井底到井口，从井口到集气站，又从集气站到用户，沿线的温度和压力要逐渐降低，如需确定各点是否生成水合物，可利用下图中甲烷和相对密度为0.6、0.7、0.8、0.9和1.0的5中天然气预测生成水合物的压力和温度曲线。曲线上每一个点对应的温度，即该点压力条件下水合物的生成温度。每条曲线的左区是水合物生成区，右区是非生成区。
　　三、结论
　　（1）目前Goumeri-1井节流阀下游的温度为14℃，加热器出入口的温度为11℃，而根据图解法估算的生成水合物的临界温度在10℃左右，因此需要加强温压参数的监测。
　　（2）利用波诺马列夫经验公式法计算的在节流阀后的温度条件下的天然气水合物的生成压力在2.44～3.55MPa之间，而目前节流阀后的压力在3.4～3.5之间，也在天然气水合物生成压力附近。
　　（3）综合两种方法的结果，目前的节流阀的开度为6mm左右，节流阀后的天然气的温压性质接近天然气水合物生成的临界条件，因此，在日常要加强巡井次数，观察节流阀后的管线的温度变化。
　　（4）如果以后计划缩小节流阀的开度以降低气量，建议上加热炉，以降低生成天然气水合物堵塞管线的风险。
　　参考文献：
　　[1]李士伦等.天然气工程，石油工业出版社
　　[2]张良鹤.天然气集輸工程，石油工业出版社
　　[3]林存英.天然气矿场集输， 石油工业出版社