Experimental Study on Hydrate Induction Time of Gas-Saturated Water-in-Oil Emulsion using a High-Pressure Flow Loop

Étude expérimentale sur le temps d’induction d’hydrate d’une émulsion eau-en-huile saturée en gaz en utilisant une boucle à circulation sous haute pression

¹ Beijing key laboratory of Urban Oil and Gas Distribution Technology, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249 – China
² SINOPEC Luoyang Petrochemical Engineering Corporation, Luoyang 471003 – China
e-mail: ydgj@cup.edu.cn

^* Corresponding author

Abstract

Hydrate is one of the critical precipitates which have to be controlled for subsea flow assurance. The induction time of hydrate is therefore a significant parameter. However, there have been few studies on the induction time of the natural gas hydrate formation in a flow loop system. Consequently, a series of experiments were firstly performed, including water, natural gas and Diesel oil, on the hydrate induction time under various conditions such as the supercooling and supersaturation degree, water cut, anti-agglomerant dosage, etc. The experiments were conducted in a high-pressure hydrate flow loop newly constructed in the China University of Petroleum (Beijing), and dedicated to flow assurance studies. Then, based on previous research, this study puts forward a method for induction time, which is characterized by clear definition, convenient measurement and good generality. Furthermore, we investigated the influences of the experimental parameters and analyzed the experimental phenomena for the hydrate induction time in a flowing system.

Résumé

Les hydrates font partie des principaux précipités qui doivent être contrôlés pour assurer le débit d’écoulement. Le temps d’induction des hydrates est donc un paramètre significatif. Toutefois, peu d’études ont été réalisées sur le temps d’induction de formation d’hydrates de gaz naturel dans un système à boucle de circulation. Par conséquent, une série d’expériences a tout d’abord été effectuée, comprenant de l’eau, du gaz naturel et du gasoil, pour évaluer le temps d’induction des hydrates dans différentes conditions, telles que le degré de sur réfrigération et de sursaturation, le watercut, le dosage d’anti-agglomérants, etc. Les expériences ont été réalisées dans une boucle de circulation d’hydrates sous haute pression nouvellement réalisée à l’Université Chinoise du Pétrole (Beijing) et dédiée aux études de maintiens d’écoulements. Puis, sur la base de recherches précédentes, la présente étude met en avant une méthode pour évaluer le temps d’induction, qui est caractérisée par une définition claire, un système de mesure pratique et une bonne généralisation. En outre, nous avons étudié les influences de paramètres expérimentaux et analysé le phénomène expérimental pour le temps d’induction des hydrates dans un système à écoulement.