CH4- CO2体系固体CO2形成条件的预测模型

采用膨胀机制冷工艺回收天然气中的乙烷时,膨胀机出口与脱甲烷塔顶部的温度较低,容易发生CO₂冻堵,影响装置的正常运行。准确预测固体CO₂的形成条件,有助于及时采取相应的措施调整凝液回收装置的操作工况,避免CO₂冻堵。为此,分析了CO₂固体的形成条件,根据相平衡原理,采用标准形式的Peng Robinson状态方程建立了液固平衡模型（LSE）和气固平衡模型（VSE）,据此分别对CH₄-CO₂2气相体系和CH₄-CO₂2液相体系中的固体CO₂形成温度进行了计算,并与用HYSYS软件预测的固体CO₂形成温度进行了比较。结果表明：该计算模型的准确度较高,与实验数据的误差在2 ℃以内;而HYSYS软件预测的CH₄-CO₂气相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏高1～5 ℃,预测的CH₄-CO₂液相体系的固体CO₂形成温度较实验数据偏低1～6 ℃。     

川东北地区富含H2S天然气烃类与CO2碳同位素特征及其成因

虽然近年来对川东北地区富含H₂S天然气的地球化学特征、成因及来源开展了广泛研究并积累了丰富的地质、地球化学资料,但由于该地区特殊的地质环境和复杂的天然气形成演化条件,天然气成因与来源问题一直备受关注并存有争议。川东北地区天然气中H₂S含量与烃类组分组成、甲烷、乙烷和CO₂碳同位素组成之间的关系表明,飞仙关组—长兴组富含H₂S的天然气主要是原油在硫酸盐催化下裂解的产物,可能主要来源于下志留统烃源岩;高含H₂S天然气中富集重碳同位素CO₂的生成,与天然气中H₂S含量的降低有关,是H₂S溶蚀储层碳酸盐岩的结果。     

南海富CO2天然气分类利用技术

南海丰富的天然气资源普遍具有CO₂含量高(20%～80%)的特点,现有工艺只适宜于加工CO₂含量相对较低的天然气资源,且过程中均有大量CO₂排放,碳资源利用率较低,在一定程度上限制了南海大气田的大规模开发利用。本文介绍了南海富CO₂天然气脱碳后商用及尿素和甲醇等化工利用两方面的现状,基于南海天然气的组成特点,提出了按CO₂含量小于20%、20%～30%、大于30%的3种区间,分别采用脱碳+海洋封存、CO₂捕集+化工利用、CH₄-CO₂干重整+费托合成方案的分类利用新思路,并介绍了CH₄-CO₂干重整、CO₂捕集、 CO₂海洋封存、 CO₂矿化、CO₂化工利用等南海富CO₂天然气分类利用核心技术以及中国海油在这5类核心技术方面的研究进展。本文研究有助于推动富CO<...     

富含CO2天然气偏差因子计算模型及影响因素研究

运用常规状态方程、理论图版、经验公式计算富含CO2天然气的偏差因子会产生较大偏差。以实验数据为基础,采用常用的气体偏差因子计算模型及校正方法计算不同CO2含量的气体偏差因子,并与实验值进行对比,从而评价出富含CO2天然气偏差因子计算模型的适应性。结果表明:校正模型的计算精度普遍高于未校正模型;GXQ校正法的计算误差普遍小于WA和CKB校正法;最为准确的是结合了GXQ校正的DAK模型,其平均相对误差仅为1.93%。另外,基于DAK模型和GXQ校正法的计算结果,分析了富含CO2天然气偏差因子随温度、压力及CO2含量的变化规律。     

高含CO2气井产能计算新方法

松南火山岩气藏高含CO₂,这种气体的存在对天然气的高压物性产生很大影响,使得气井产能预测与实际相差较大。在高含CO₂气体高压物性分析（PVT）实验的基础上,研究了温度、压力和CO₂含量对天然气高压物性参数的影响规律,建立了不同CO₂含量下天然气粘度和偏差因子与压力的相关关系,并结合气体渗流理论建立了考虑高含CO₂天然气高压物性变化的产能预测新模型。实例计算表明:①气井产能随着CO₂含量的增高而降低;②当CO₂含量大于20%时,气井产能评价必须考虑μZ值（天然气粘度与偏差因子的乘积）变化的影响;③开发中后期可以忽略CO₂含量对气井产能的影响。新的产能计算方法能反映CO₂含量对产能计算的影响,精确度更高,对于高含CO₂天然气田的产能评价和生产制度的制定具有重要的指导意义。     

高含CO2天然气胺法脱碳工艺设计

醇胺法作为目前比较成熟和可行的脱碳技术,存在再生能耗高的缺点。基于传统的胺法脱碳流程,设计出低能耗的新型三塔半贫液脱碳工艺,借助Aspen HYSYS 8.6流程模拟软件进行了新型三塔半贫液胺法脱碳流程关键工艺参数(吸收剂、贫液/半贫液分流比、再生塔温度和循环吸收剂总流量)的灵敏度优化分析。研究结果表明,与传统的胺法脱碳流程对比可知,最佳三塔半贫液胺法脱碳流程的总等量功降低了45.47%,且净化气中CO₂摩尔分数为1.97%,满足GB 17820-2018《天然气》对商品气的气质要求。      

红压深冷装置CO2冻堵的解决措施

针对大庆天然气分公司红压深冷装置低温下出现CO2冻堵,影响轻烃品质和收率的实际问题,分析了CO2冻堵形成的条件和原因,有针对性地提出了三种解决措施,并论证了措施的可行性.     

变压吸附技术在天然气脱除CO2上的应用探讨

高含CO2气田已经成为我国天然气开发的重要组成部分,研究投资低、能耗低、甲烷回收率高、CO2纯度高的天然气脱除CO2技术,对于CO2气田的开发具有重要意义。介绍了变压吸附技术的原理、特点以及发展现状,并结合工程实例对国内外常用的两种脱碳工艺技术进行了技术经济对比,得出了PSA(变压吸附)工艺技术应用于天然气脱除CO2技术可行、经济性较好的结论。变压吸附脱除CO2技术已经在合成氨行业得到广泛地推广应用,随着天然气脱除CO2专用吸附剂的研发与应用,该技术在高含CO2天然气处理方面将有良好的推广应用前景。     

CO2分离捕集技术研究进展

为降低传统工业企业生产中的碳排放,需要对生产装置进行碳捕集技术改造。文中介绍了膜分离捕集CO₂、吸附反应分离捕集CO₂、空气吸附捕集CO₂及以有机胺溶剂、离子液体溶剂、低共熔溶剂为代表的溶剂吸收捕集CO₂等主流CO₂分离捕集技术研究及工业化应用现状。研究表明,通过功能化改性提高CO₂捕集膜和吸附剂性能成为未来研发方向;降低复配溶剂能耗、控制离子液体制备成本成为当前CO₂分离捕集技术工业应用的发展方向。     

苏里格天然气集输管道冻堵预测软件开发及应用

天然气在集输过程中因地貌、气象及运行条件的影响,少量的天然气会形成水合物堵塞管道。根据温度、压力的变化准确地预测管道的冻堵位置,优化集输管道的设计方案防止水合物的产生,对于气田的高效开发具有重要的意义。文章对集输管道冻堵的原因进行了分析,建立了集输管道冻堵的预测模型,介绍了预测软件程序的设计开发及软件的应用实例,并对预测软件应用的经济性进行了分析。     

富含CO_2天然气净化技术现状及研究方向

富含CO2天然气净化技术面临天然气气质和尾气排放标准的双重挑战,故在综述国内外富含CO2天然气脱除CO2技术现状的基础上,分析了现有净化技术存在的问题,即活化甲基二乙醇胺(aMDEA)法CO2吸收剂循环量大、装置能耗高,变压吸附法和膜分离集成法工艺不成熟等。进而提出了活化剂、工艺流程及其操作参数优化、变压吸附和膜分离集成技术等新的研究方向,以期形成适用于富含CO2天然气净化的系列配套技术,助推我国富含CO2天然气的高效开发。     

Ni/La-BaTiO3催化剂的低温CH4/CO2重整性能研究

镧液相掺杂合成了不同镧含量的La-BaTiO3载体,再通过浸渍负载活性组分制备出Ni/La-BaTiO3催化剂。通过CH4/CO2连续重整制合成气反应,考察常压下、700℃和750℃温度的Ni/La-BaTiO3催化剂稳定性和积炭性能;采用CO2脉冲反应评价了700℃低温重整条件下各Ni/La-BaTiO3催化剂上一氧化碳的歧化反应程度。结果表明,一氧化碳的歧化反应程度对催化剂低温CH4/CO2重整的稳定性和积炭性能影响显著,Ni/1.05%La-BaTiO3是最佳的低温CH4/CO2重整催化剂。     

二氧化碳蓄能压裂技术在吉林油田的应用

吉林油田黑帝庙油层压力不足,原油黏度高,凝固点高,常温下不易流动。针对这一问题开展了CO2蓄能压裂的研究与应用,并在黑+79-31-45井现场应用成功。该技术采用纯液态CO2代替常规水基冻胶压裂液进行造缝和携砂,与常规水力压裂相比在施工设备、地面管线、施工参数等多方面都存在很大差异。     

二氧化碳干法加砂压裂增黏剂研制

用于干法加砂压裂的二氧化碳黏度低,致使携砂困难,进而压裂造缝效果不理想。提高二氧化碳黏度是二氧化碳干法加砂压裂的关键技术之一。根据路易斯酸碱作用机理,选用具有路易斯碱属性的油酸甘油酯与环己烷和氯仿按照（2.6~4.3） （1.0~2.3） （1.6~2.6）比例混合,得到一种新型不含氟两亲性脂肪族液态二氧化碳增黏剂ZNJ。采用德国MARS Ⅱ型流变仪进行黏度测试,20~25℃、18~20 MPa下,体积分数为7%的ZNJ可使液态二氧化碳黏度提高至8.82mPa·s;通过手摇泵控制加压,控制压力为10~20 MPa,在温度为7~18℃、剪切速率为170 s-1下,体系黏度变化不超过13%。在苏里格气田试验5井6层次,ZNJ体积分数为3%时,使用支撑剂为40/70目陶粒,最大单层加砂量10 m3,平均砂比6.1%,压裂施工压力平稳,裂缝延伸方位与常规压裂监测结果基本一致。以油酸甘油酯、环己烷和氯仿复配的增黏剂可以解决二氧化碳增黏问题。      

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天然气水合物是一种由气体（主要是甲烷）和水组成的冰状固态化合物。通过对溶液中水合物的生成实验和冰转化为水合物的机理进行总结与分析，得出影响冰转化为水合物的因素。提出用含气率作为评价反应进行程度的指标。针对冰转化为水合物的影响因素，采用正交实验的方法对实验方案进行了设计，建立了正交实验表并进行了实验。实验结果表明，压力越高越有利于水合物的生成，但实验温度和搅拌速率则存在着一个促进水合物生成的最佳值。     

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��Starting from thermal dynamics relation of phase equilibrium and using the P-R equation of state,the 3-phase equilibrium model of crystallization of CO₂ in light hydrocarbon mixture has been established.This paper proposes the general calculation method of CO₂ solubility in light hydrocarbon at low temperature.It can calculate the CO₂ freeze in natural gas deep refrigerating separation equipment and the solidification of heavy composition in light hydrocarbon mixture.     

酸性气田CO2二级射流泵排水采气工艺模拟研究

川渝地区酸性气田众多,由于气井腐蚀及油套不连通限制了部分工艺的应用。对于产水气井,射流泵是常用的排水采气工艺措施之一。采用射流泵排水采气具有排液周期短、施工工序少、井下无运动部件等优点。但是,一级射流泵吸入压力低,容易出现气蚀现象。设计了二级射流泵,通过模拟表明:二级射流泵能增大吸入压力,有利于降低气蚀的发生; 考虑到水、天然气或氮气等常规“动力液”的不足,提出采用二氧化碳代替常规动力液。通过Fluent对一级射流泵和二级射流泵排液采气工艺进行数值模拟,对混合比、压力、速度参数进行分析,优化设计具有最佳参数的二级射流泵。为酸性气田排水采气提供了新的工艺方案。     

热力学抑制剂与CO_2同注开采天然气水合物的实验研究

为解决CO_2置换法开采天然气水合物(以下简称水合物)过程中出现的置换速率慢、置换程度不高等问题,提出了将CO_2置换法与热力学抑制剂法组合使用的技术思路,即"抑制剂—置换法"。在实验室利用填砂管模型在岩心驱替装置上测定了CO_2与不同浓度的甲醇溶液在同注的情况下CH_4水合物的分解效果。结果表明:(1)甲醇的浓度对水合物开采效果起着决定性作用,甲醇溶液浓度越小,CH_4水合物的分解越弱,其变化趋势表现为以CH_4水合物的分解为主导转变为以CO_2水合物的生成为主导;(2)当CO_2与浓度为20.8%的甲醇溶液同注时,主要发生CH_4水合物的分解,CO_2水合物几乎不生成;(3)当CO_2与浓度为15%的甲醇溶液同注时,既发生CH_4水合物的分解,也发生CO_2水合物的生成;(4)当CO_2与浓度为10%的甲醇溶液同注时,CH_4水合物几乎不分解,主要发生CO_2水合物的生成。结论认为,"抑制剂—置换法"可促进CH_4水合物的分解,提高其开采效率。     

NH3作为CO2置换CH4水合物促进剂的分子动力学模拟研究

针对天然气水合物开采中CO₂置换面临的渗透性差、置换效率低的问题,采用分子动力学模拟方法,将对水合物相具有强穿透能力的NH₃作为促进剂,分别模拟了CO₂单组分和CO₂/NH₃混合组分置换水合物过程。结果表明:在模拟设定的温度压力范围内,245 K和255 K条件下,NH₃对CO₂置换水合物过程起到正向促进作用,而当温度升高至265 K时,则会对置换过程起到抑制作用;温度相同时,升高压力可以提高置换效率,但不会改变NH₃对置换过程的促进/抑制作用。该研究结果可为提高CO₂置换法的置换效率提供新的思路。      

Computation of equilibrium hydrate formation temperature for CO2 and hydrocarbon gases containing CO2 in the presence of an alcohol, electrolytes and their mixtures

This work presents the applicability of a unified model to predict the CO₂-rich gas and pure CO₂ hydrate formation conditions in aqueous solutions containing glycerol, methanol, ethylene glycol, electrolytes and their mixtures. A water activity model is introduced that combines the effect of the soluble gases, an alcohol and electrolytes. Then this model is used together with the model of Holder et al. [Holder, G.D., Corbin, G., Papadopoulos, K.D., 1980. Thermodynamic and molecular properties of gas hydrates from mixtures containing methane, argon and krypton. Ind. Eng. Chem. Fundam. 19 (3) 282] to predict CO₂-rich gas and CO₂ hydrate formation conditions. The predictions are in excellent agreement with experimental data.