深水油气水集输系统面临的共性问题是固相沉积，主要表现为随着温度、压力等的变化，水合物、蜡、沥青质、垢等逐步在海底设施、管道内沉积下来。如何准确预测固相生成的特性并研究相应的防控技术，是研究重点和工业界不断实践的方向。

油气集输系统中，水合物通常是由甲烷等烃类气体、CO2等与水在高压低温条件下生成的结晶状的笼型化合物，其生成过程是一个多元、多相相互作用的动力学过程。关于水合物的研究主要包括生成预测、防控方法等。

1）水合物预测

水合物结晶是一个随机的过程，在液体水相中水合物晶核的形成类似于不均匀结晶，通常在界面发生（液固界面、气液界面、液液界面），水合物造成管道或设施堵塞过程是水合物晶体不断生长、聚并的过程（图1-3）。因此，关于水合物形成条件预测，主要包括基于相平衡原理的热力学模型，还有描述水合物晶体动力学生长特性的动力学模型。目前热力学预测方法已经较为成熟，被广泛应用于工业实践；动力学模型的研究难点是很难将诱导期、分子扩散和热量传递综合起来预测水合物晶体的生长过程，多为考虑单一控制因素的经验和半经验模型，因此还没有形成统一的模型。

图1-3　管道水合物堵塞体

2）水合物防控(www.daowen.com)

水合物防控方法主要包括传统抑制与风险控制两种方式。

（1）传统抑制

水合物防控的传统方法主要有化学药剂法、机械法和保温或加热法等，最常用的方法是采用热力学抑制剂和加热或保温等方式，如通过向管线中注入热力学抑制剂（甲醇、乙二醇）改变水合物生成条件，或通过加热管线或者绝热防止管线温度降低。其目的是改变油气水多相体系中水合物生成的热力学条件即相平衡条件，使多相体系在环境温度下仍能处在水合物生成区域以外，以达到抑制水合物生成的目的。

（2）风险控制

风险控制是指通过向管线中添加低液量抑制剂——动力学抑制剂和防聚剂或通过冷流技术，其基本原理是延迟或抑制晶核形成、减缓晶体生长速率或减缓水合物颗粒聚集聚并，允许管道中水合物生成，并以管道内液相主流体为载体，呈现水合物浆液流动状态，从而实现风险控制水合物的目的。

传统抑制水合物的方式主要是在海底管线中采取水合物控制技术，但其用量大、储运成本高。随着海洋油气田开发水深、回接距离的增加，传统热力学抑制技术局限性及高额成本之不足，促使水合物风险控制方式成为国内外研究人员关注的焦点。