油田伴生气是伴随石油开采溢出的衍生气,主要组分为70%-90%的甲烷（CH₄）、5%-20%的轻烃（C₂H₆、C₃H₈）、2%-10%的酸性气体（CO₂、H₂S）和少量的不凝性气（N₂、O₂）。《中国节能技术大纲》提出“必须大力推广油田伴生气回收利用技术”,分离油田伴生气中的二氧化碳势在必行。水合物法分离具有能耗低、操作简单等优点,但目前国内外对水合法分离富甲烷气的探索还稍显不足。本文选用CH₄/CO₂（92:8）和CH₄/C₂H₆/CO₂（87:5:8）模拟实际油田伴生气,探究添加剂、过冷度、初始操作压力等因素对水合物法分离的影响。首先采用定容（温度压力搜索）法测定CH₄/CO₂和CH₄/C₂H₆/CO₂在不同体系下水合物相平衡条件,为水合物法分离提供基础物性数据。结果表明,当CH₄/CO₂二组分油田伴生气添加四丁基溴化铵后,水合物的相平衡线相较于H₂O体系平均提高5.3℃。四氢呋喃（THF）对CH₄/C₂H₆/CO₂三组分油田伴生气的水合物相平衡促进作用最大,相较于H₂O和TBAB体系水合物相平衡线分别平均提高15.43℃、12.73℃。水合物法分离CH₄/CO₂（92:8）二组分油田伴生气:在H₂O体系中当气液比R_V=11.05,初始温度-1.73℃（△T=6℃）,初始操作压力3.99MPa,CO₂分离因子达到峰值14.19,CH₄、CO₂的浓度分别为98.43%、1.57%,达到GB17820-2018《天然气》中一类天然气标准,但存在CH₄回收率较低的问题。相较于相同驱动力下H₂O体系的实验结果（△T=6℃,P₀=5MPa）,四丁基溴化铵可有效提升CH₄回收率,由55.39%增加至81.09%。水合物法分离CH₄/C₂H₆/CO₂（87:5:8）三组分油田伴生气:在纯水体系中初始温度4.26℃（△T=4℃）、初始操作压力4MPa时,产品气纯度最高,CH₄、C₂H₆、CO₂的浓度分别为93.44%、4.43%、2.13%,达到GB17820-2018《天然气》中一类天然气标准;在四丁基溴化铵体系中初始温度8.86℃（△T=4℃）、初始操作压力4MPa时,CH₄回收率最高,可达91.79%;在四氢呋喃体系中初始温度9.52℃（△T=15℃）、初始操作压力4MPa时,产品气热值最高,CH₄、C₂H₆、CO₂的浓度分别为77.16%、17.36%、5.48%。二组分油田伴生气和三组分油田伴生气的水合分离结果均可达到一类天然气标准。为工业化水合物法分离油田伴生气提供重要参考依据。