本发明涉及抑制剂的制备方法，具体涉及油气集输用水合物抑制剂的制备工艺。
背景技术：
在石油和天然气开采、加工和运输过程中，油气中的小分子气体与水在一定的温度和压力条件下相互作用可形成似冰状的固体水合物。能堵塞井筒、管线、阀门和设备，从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。
(1)光滑管壁上由于附着了水合物变成粗糙管壁。一部分流体通过，另一部分流体滑落；
(2)水合物在管内形成不致密的网状塞子。举升过程中，气体穿过不致密的水合物网状塞子，而部分液体碰上水合物网状塞子后自动滑脱，使井底的积液越积越多；
(3)水合物在管内形成致密塞子，完全把管内截面堵死，使井再也无法生产。不少高压气井都是在上述前两种状态下进行生产。涩北气田多为中低压井，情况为第三种状态所示，到了冬季，经常出现堵井而无法正常生产的问题。
天然气水合物在管道、井筒以及底层多孔介质空隙中形成，对油气工业生产及储运造成极大威胁，主要表现在已下三个方面：
(1)水合物在管道中生产，则会堵塞管道、增大管线压差、损坏管件等；
(2)水合物在底层多孔介质中形成，则会堵塞油气井、降低油气藏孔隙度和相对渗透率、改变油气藏的油气分布、降低油气井产量；
(3)水合物在井筒中形成，则会堵塞井筒、损坏井筒内部构件，减少油气产量甚至停产。
因此，水合物堵塞时一个长期困扰油气生产和运输的棘手问题，对于海上油气田的开发和油气深海管输，水合物堵塞问题尤为突出，所以水合物防治成为水合物科学中的一个亟待解决问题。
现有技术中的抑制天然气水合物的形成方法有多种，如：
脱水法：将天然气中水含量控制在小于165mg/m3。可以有效抑制天然气水合物的形成。目前工业上普遍采用橇装三甘醇装置来脱水，但投资成本较高。
压力法：保持系统压力低于天然气水合物形成压力，这种控制只是从理论上可以实现的一种方法，为了保持一定的输送能力，管线的压力一般不能随意的降低。
抑制剂处理：热力学抑制剂必须应用在高浓度下(质量分数为6％以上)，一般为10％～60％(质量分数)；低浓度(1％～5％)的热力学抑制剂非但不能发挥抑制效果，而且事实上可以促进水合物的形成和生长。动力学较热力学抑制剂具有用量少，成本低，效果好正逐步成为各大油田防止水合物的主力药剂。但是在实际使用过程中，动力学抑制剂的效果并不够理想，不能很好的满足需求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：在实际使用过程中，动力学抑制剂的效果并不够理想，不能很好的满足需求的问题，目的在于提供了一种解决上述问题的油气集输用水合物抑制剂的制备工艺。
本发明通过下述技术方案实现：
油气集输用水合物抑制剂的制备工艺，包括：
步骤一，将摩尔比为1∶1的乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯混合均匀，添加到相同质量的乙醇中，混合均匀，在60～70℃条件下搅拌，反应生成混合液；
步骤二，在混合液中顺次添加聚乙烯吡咯烷酮、乙醇和水，在40～50℃条件下搅拌反应1-2h制成成品；
上述制备成品所用的原料中，乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为总重量的20～30wt％，聚乙烯吡咯烷酮为总重量的10～15wt％，乙醇为总重量的50～55wt％，其余为水。
水合物的生长过程可分为成核、生长和聚集三个阶段。而水合物动力学抑制剂主要作用在前两个阶段即水合物的成核和生长阶段，通过抑制水合物的成核和延迟水合物的生长来达到油气流体安全流动。
本发明抑制剂可以使水合物晶粒生长缓慢甚至停止，推迟水合物成核时间和生长时间防止水合物晶粒长大。在水合物成核和生长初期，本发明吸附于水合物颗粒表面，活性剂的环状结构通过氢键与水合物晶体结合，从而防止和延缓水合物晶体的进一步生长。少量的本发明的添加将改变结构ii型水合物的生长习性，在结构ⅰ型添加抑制剂则会引起晶体的迅速分枝。使管线中的流体可以在低于水合物形成温度若干度(4～10℃)下流动，而不会产生水合物堵塞问题。
水合物动力学抑制剂通过显著降低水合物的成核速率、延缓乃至阻止临界晶核的生成、干扰水合物晶体的优先生长方向及影响水合物晶体定向稳定性等方式抑制水合物的生成。具体说来就是动力学抑制针对水合物生成过程的某个步骤产生抑制作用，即抑制或延缓水合物晶核形成，或者阻止晶体进一步生长，从而使水合物不能聚集成块而堵塞管道或设备。
目前本发明的水合物抑制剂通过临界尺寸、层传质阻力、空间和吸收阻碍以及在水合物动力学成核后生长聚集阶段的粘附机理，实现水合物的抑制，具体如下：
水合物成核前即晶核达到临界尺寸，本发明的水合物抑制剂分子通过与水分子作用来破坏形成水合物笼形结构的关键结构。该作用阻止水分子零散结构成长到水合物形成需要的团簇结构，并使部分形成的水合物团簇结构不稳定。没有团簇结构，水合物无法成核，晶体也就难以形成。
水合物成核后，动力学的因素占主导，由于抑制剂多为水溶性其溶解性能远优于客体分子，本发明的水合物抑制剂在水合物成核后在水和客体分子间形成一个层，使得甲烷分子和水分子传质阻力的增加而导致生长困难，这种机理就是层传质阻力说。
本发明的水合物抑制剂中的吡咯烷酮环上的氧与水合物的表面形成两个氢键，吸附到了成核过程中的水合物结构或者晶体上，从而阻止了水合物的进一步生长，通过扰乱水合物成核和阻止其进一步增长达到抑制水合物的目的。水合物对本发明水合物抑制剂的吸收使得水合物晶体发生变形，晶体表面活性中心被隔离，被吸收的抑制剂分子产生了空间阻碍作用，从而影响了水合物晶体的生成，达到抑制水合物生成的效果。抑制剂的活性基团在氢键的作用下被吸收到水合物晶体的表面，从而使水合物晶体以较小的曲率半径围绕聚合体或者在聚合体链上生长。抑制剂吸收到晶粒表面后，与甲烷分子发生作用，阻止了甲烷分子进入并填充水合物孔穴。
综上，本发明通过多方面的抑制机理，共同达到了水合物一致的效果，实现了抑制水合物生成的目的，效果十分显著。
进一步，2、根据权利要求1所述的油气集输用水合物抑制剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中的反应温度为65～70℃，反应时间为30～60min；步骤二的反应温度为43～46℃，反应时间为100～120min。
优选地，本发明中所述乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为总重量的25～28wt％，聚乙烯吡咯烷酮为总重量的13～15wt％，乙醇为总重量的50～53wt％，其余为水。
更为优选地，所述乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为总重量的27wt％，聚乙烯吡咯烷酮为总重量的14wt％，乙醇为总重量的52wt％，其余为水。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明制成的成品通过临界尺寸、层传质阻力、空间和吸收阻碍以及在水合物动力学成核后生长聚集阶段的粘附机理，实现水合物的抑制，抑制效果极佳。
2、本发明成本低、使用量少，对管道容器等没有腐蚀作用，非常适合推广应用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
油气集输用水合物抑制剂的制备工艺，具体制备方法如下：
步骤一，将摩尔比为1∶1的乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯混合均匀，添加到相同质量的乙醇中，混合均匀，在60～70℃条件下搅拌，搅拌反应30～60min后，生成乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物和乙醇混合液；
步骤二，在乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物和乙醇混合液中顺次添加聚乙烯吡咯烷酮、乙醇和水，在40～50℃条件下搅拌反应100～120min即可制成成品。
其中，乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物的重量为总重量的27wt％，聚乙烯吡咯烷酮的重量为总重量的14wt％，乙醇的重量为总重量的52wt％，其余为水。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中各组成的配比不同，具体设置如下：
28wt％的乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物，13wt％的聚乙烯吡咯烷酮，53wt％的乙醇，其余为水。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中各组成的配比不同，具体设置如下：
23wt％的乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物，11wt％的聚乙烯吡咯烷酮，55wt％的乙醇，其余为水。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中各组成的配比不同，具体设置如下：
40wt％的乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物，18wt％的聚乙烯吡咯烷酮，40wt％的乙醇，其余为水。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中各组成的配比不同，具体设置如下：
18wt％的乙烯吡咯烷酮以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯二聚物，20wt％的聚乙烯吡咯烷酮，58wt％的乙醇，其余为水。
将本发明的成品装入天然气水合物抑制性能评价实验装置的反应釜中，模拟1000m水深钻井环境，即实验压力为10mpa，实验温度为2℃，搅拌速度为200r/min，成品添加量为1.5％，并统计不同时间下反应釜中水合物生成情况，检测结果如表1所示。
表1
通过上述表1的试验数据对比可知：本发明具有较好的抑制水合物生成的效果，效果十分显著。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。