地面集输管线中水合物堵塞预测研究

天然气水合物一旦在地面集输管线中形成就会造成阀门堵塞、管道停输等严重事故,造成重大的经济损失。气流组成、温度、压力和含水量是影响地面集输管线中水合物形成的主要因素,此外,气井产量、管线长度、油管直径等对水合物的形成也有一定的影响。本文综合国内外有关水合物研究成果,并结合长庆气田某气藏生产过程中天然气水合物的生成条件及防治措施,对地面集输管线中天然气水合物堵塞的生成条件及预测模型进行了研究。     

气田集输系统水合物预测及防治技术研究

在天然气开采和集输的过程中,易产生水合物。在这开采和集输的过程中压力由于耗损而降低,并且压降导致天然气的温度持续降低。当压力以及温度达到相应的条件时,水合物将在管道中生成,导致管道阻塞,对气田集输系统产生不利作用。因此预测水合物的形成非常重要,对形成水合物的环境进行预测以及研究水合物防治技术,对气田集输系统的正常工作特别关键。结合油气生产系统提供稳定多相流模拟计算软件系统pipesim,进行了天然气水合物预测,并开展了注醇和加热防治水合物工艺应用基础研究。     

页岩气采气井口集气工艺的设计与计算

与常规天然气开发相比,页岩气具有产量和压力衰减速率快、气井初期压力高产出水量大等井口物性特征,这些特征使得页岩气的地面集输工艺与常规天然气有所不同。通过对某页岩气田A区块的采气井口集气工艺的设计与计算,计算得到节流压力、节流阀直径、节流前后温度等参数,判断采集气过程能否生成水合物。     

中低压气田气井产物水合物模拟分析

由于在中低压气田集输过程中管线内部存在生成水合物的问题,而水合物的形成会堵塞采(集)气管线,造成天然气的输量减少,损害集输设备。因此避免水合物形成对研究高效的开采技术有重要的意义和实用价值。以某中低压气田为研究对象,使用PVTsim、Hysys软件对气体物性参数及水合物生成曲线进行模拟分析,并制定相应防止水合物生成的措施。     

基于可靠性的海底湿气管道水合物生成概率研究

海上油气集输过程中,天然气水合物的生成可能会造成管线堵塞,威胁到油气田正常生产.借鉴油气管道强度可靠性评价方法,结合前人对水合物生成条件预测模型的研究成果,建立海底湿气管道水合物生成概率计算方法.案例分析表明,管道水合物生成概率随着各随机参数的标准差增加而增加,同时全线水合物生成概率稳定所需的随机样本个数也随之增加.对...     

元坝高含硫气田水合物实验研究

元坝气田天然气为高含硫过成熟干气,在采集输过程中容易形成水合物,而井筒、集输管线属于水合物形成的高发部位,一旦形成将严重影响正常生产。为此,开展元坝气田长兴组水合物生成及抑制剂实验,结果表明：压力小于20MPa下元坝气田长兴组含硫天然气水合物生成温度随压力增加明显,压力高于20MPa时水合物生成温度增加相对平缓。即在低压情况下水合物形成温度对压力的变化越敏感。天然气水合物生成温度随着甲醇和乙二醇在浓度增加逐步降低,压力较低时水合物生成温度较低,说叫甲醇和乙二醇对水合物生成有明显的抑制作用。     

数值计算法预测天然气水合物的生成条件

分析和比较数值计算法预测天然气水合物的生成条件,数值计算法大致可分为回归公式法、波诺马列夫法和平衡常数法。而波诺马列夫法[1]是工程计算中对水合物预测较精确的一种方法,该方法在研究和讨论天然气输送过程中水合物的生成和防治,对保障天然气管道的安全运行具有十分重要的实际意义。     

天然气水合物的形成机理及防治措施

天然气水合物是在天然气开采加工和运输过程中,在一定温度和压力下,天然气与液态水形成的冰雪状结晶体。在天然气开采加工和运输过程中,会堵塞井筒管线阀门和设备,从而影响天然气的开采、集输和设备的正常运转。本文通过分析天然气水合物的形成条件,得出了几条具有实际意义的水合物防治措施,对天然气的安全生产具有一定的现实意义。     

中国页岩气地面集输工艺技术研究

以长宁-威远示范区和昭通示范区为例,对现阶段我国页岩气地面集输系统的井场工艺、防止水合物生成工艺、计量工艺、集输管网现状进行讨论并总结,提出了现阶段中国页岩气地面工程规划设计的适合技术,以期为中国页岩气资源的规模化与高效低成本开发提供指导和借鉴。     

抑制天然气水合物生成方法——即马北8井抑制天然气水合物生成实验方法

在天然气勘探、开采、集输过程中,由于天然气水合物的生成,易造成井筒、求产、输气管线的堵塞,而通常解堵都比较困难,而且影响正常运行,有时还会引起事故。影响了勘探、开发的正常进行。针对这一问题,我们在总结前人经验的基础上,对试气过程中天然气水合物生成的抑制、堵塞求产管线的预防措施进行探讨,以供参考。     

气体水合物生成过程强化方法研究现状

气体水合物因其特殊的物理化学特性,已被气体分离、二氧化碳捕集与封存、海水淡化、气体储运等诸多领域学者广泛研究。但气体水合物生成条件较为苛刻、生成速率及储气能力较商业化应用还有较大差距。本工作从气体水合物生成条件、生成速率、储气能力等角度,分别综述了机械强化、外场作用、添加剂等强化方法对气体水合物生成过程的强化原理、技术特征及其研究现状;综合比较分析了各种强化方法的优势及存在的问题;展望了各强化方法的未来发展方向及其适用领域;特别是针对气体水合物法海水淡化的技术特征和关键问题,提出以外电场强化气体水合物法海水淡化过程的新思路。     

埋地管道露空后温度变化规律探讨

天然气集气管道常采用湿气输送工艺,其输送过程必须全面考虑温度变化规律,否则极有可能生成水合物,威胁流动安全.基于传热和对流理论,分析了常用计算模型,借助计算软件,探讨了由于施工、塌方等造成埋地管道露空后,管道温度变化规律,同时对比了不同风速下,管道的运行温度.本文的探讨成果,有助于集气管道投产后,评价露空工况下的管道温度降.     

Influence factors of methane hydrate formation from ice: Temperature,pressure and SDS surfactant

A series of experiments of forming hydrate from ice powders in different conditions have been carried out with constant volume method to evaluate the influence factors such as pressure, temperature, and SDS surfactant. The change of temperature and pressure were collected as a function of elapsed time, which were used to calculate the gas consumption and hydrate saturation during hydrate formation (pVT method). Based on the experimental results and the analysis, it is concluded that: (1) Both initial pressure and temperature have effect on the hydrate formation and temperature plays a more important role in the process; (2) heating and secondary pressurization will promote the gas hydrate formation and enhance the hydrate saturation as a result. Meanwhile, the promotion of heating seems to be more obvious than that of secondary pressurization; (3) different concentrations of SDS surfactant have clearly influence on the saturation of gas hydrate and there is an optimal concentration to promote the hydrate formation.     

气田含油含醇污水处理工艺和技术

在气田开采中,为了抑制天然气水合物的生成,通常向气井和采气管线注入甲醇并在集气站内分离,产生了含油含醇污水。含油含醇污水成分非常复杂,典型的特点是腐蚀性强,结垢快,而且甲醇属毒性物质,污水直接排放会造成环境污染,给气田的生产和运行带来很大的影响,因而需要进行无公害化处理。     

第一类水合物藏降压开采实验模拟

我国南海含下伏游离气的水合物储层具有实现下伏游离气和水合物分解气“两气合采”的地质条件,开采该类型水合物藏能够增加产气量,提高经济性。但目前该类型储层的开采模拟室内实验研究较少,开采规律认识不足。本文采用实验室自行搭建的三维水合物模拟装置,建立了一套含有游离气层的第一类水合物储层制备新方法,研究了水合物藏降压开采过程的产气产水特性。结果表明,采用甲烷水合物四相点以下的生产压力能有力地加快水合物分解进程,提高开采效率,当开采压力从2.95MPa降低到2.14MPa,快速产气阶段气体采收率增加10%,总开采时间缩短约38%,总采收率从73%提高到81%。当开采井井孔位于水合物层时,可能会在井孔附近出现水合物二次生成现象,从而导致开采产气速率显著降低,相比于开采井井孔位于气层,相同累积产气量的情况下生产时间延长30%左右。对比第一、三类水合物藏发现,第一类水合物藏的快速产气阶段持续20min以上,比第三类水合物藏延长一倍多,但总的气体采收率稍低。本文塑造的是气饱和的第一类水合物藏,对实际海洋水合物藏的模拟具有一定局限性,今后研究还需从实验装置尺度、分区控温方法、实验介质筛选、储层重塑稳定性等方面着手,解决储层重塑关键技术问题,为我国含下伏游离气的泥质粉砂型天然气水合物藏开采提供基础数据参考。     

笼型水合物为能源化工带来新机遇

笼型水合物是利用水分子通过氢键作用构建的笼型结构对甲烷等能源气体进行存储和提取,具有高安全性、高储存容量、温和储存条件、环境友好等优点。天然气水合物是传统能源和绿色能源之间的桥梁燃料,已成为世界各国科学家竞相研究开发的热点。本文综述了笼型水合物在能源与环境、流动安全、工程应用三个方面的研究成果,涵盖了固化天然气（SNG）、CO₂捕获和气体分离、蓄冷、海水淡化、汽车燃料以及制氢与储氢等能量转换、能量储存的领域。文章指出大力发展笼型水合物衍生技术,实现提取甲烷同时捕获二氧化碳,有助于实现碳中和的目标。阐述了笼型水合物生成依赖于其自身的热力学相平衡条件、反应过程的动力学性质及传递过程强化,从生成到分解的过程主要包括溶解、成核、生长、晶裂和解吸等一系列步骤,过程的微观机理复杂。展望了利用多尺度方法研究水合物生成的微观结构、界面现象、宏观应用和作用机理,有助于扩展化学工程的原理和知识,对开发能源化工领域新材料新工艺也有裨益,从而促进能源化工的发展。     

Geomechanics involved in gas hydrate recovery

Gas hydrate is regarded as a promising energy owing to the large carbon reserve and high energy density. However, due to the particularity of the formation and the complexity of exploitation process, the commercial exploitation of gas hydrate has not been realized. This paper reviews the physical properties of gas hydrate-bearing sediments and focuses on the geomechanical response during the exploitation. The exploitation of gas hydrate is a strong thermal–hydrological–mechanical–chemical (THMC) coupling process: decomposition of hydrate into water and gas produces multi-physical processes including heat transfer, multi-fluid flow and deformation in the reservoir. These physical processes lead to a potential of geomechanical issues during the production process. Frequent occurrence of sand production is the major limitation of the commercial exploitation of gas hydrate. The potential landslide and subsidence will lead to the cessation of the production and even serious accidents. Preliminary researches have been conducted to investigate the geomechanical properties of gas hydrate-bearing sediments and to assess the wellbore integrity during the exploitation. The physical properties of hydrate have been fully studied, and some models have been established to describe the physical processes during the exploitation of gas hydrate. But the reproduction of actual conditions of hydrate reservoir in the laboratory is still a huge challenge, which will inevitably lead to a bias of experiment. In addition, because of the effect of microscopic mechanisms in porous media, the coupling mechanism of the existing models should be further investigated. Great efforts, however, are still required for a comprehensive understanding of this strong coupling process that is extremely different from the geomechanics involved in the conventional reservoirs.     

天然气水化物生成条件研究

在一定的温度和压力条件下,含水天然气可生成白色致密的结晶固体,称为天然气水化物(NGH natural gas hydrate)。天然气水化物的局部积累将减少输气管道的横截面积,限制管线中天然气的流量,降低输气量。本论文对天然气水化物的生成条件和机理进行了分析,从水化物的生成机理入手,详细了剖析了水化物生成的原因,对天然气水化物的生成条件做了全面的介绍,同时给出了较为全面的水化物生成条件预测模型。