含CO_2油气混输管道动态腐蚀研究

以国内某高温高压气田为例,应用失效分析理论、流体动力学理论和数值模拟方法,分析了高温高压高含气(气体体积分数约为95%)油气混输管道动态腐蚀机理。样品失效源于高温高压环境下不均匀分布的气液混合物CO2腐蚀―冲蚀共同作用。液相沉积和结构引起的湍动对管壁的冲击是管壁减薄的主要原因。根据现场试验,研究了高温高压条件下CO2动态腐蚀规律,提出了相关结论。     

涡流工具在气田地面集输上的应用研究

在气田地面集输的气液混输工艺中,有些采气管线积液严重,沿程压降较大,无法正常集气。为了解决这一问题,提出将涡流工具用在气液混输工艺中的方法。通过对地面涡流工具的理论分析及利用FLUENT软件进行模拟,研究涡流工具在气液集输管道的适用性及影响因素。涡流工具在克拉美丽气田的投产运用表明:涡旋流流态可有效地排除管道内积液,消除管道内段塞流的出现,降低管道沿程压降;涡流工具可将管道内气液紊流态转变为涡旋层流流态,通过切向速度产生的额外拖曳力降低管道临界携液速度,提高了气体携液能力;涡流工具不仅能在井下使用,也适用于气田地面集输管道。     

川渝气田FF-NL级采气井口阀门腐蚀失效分析

以川渝气田某FF-NL级采气井口阀门为例,对阀门进行机械切割分析。发现由阀体、阀板、阀座组成的流体介质通道处于井口高温高压高流速的气液混输腐蚀环境中,通道内表面容易受到电化学腐蚀和机械冲蚀的双重作用,冲刷腐蚀及点蚀现象比较明显。阀杆和阀板因选择材料不同,表现出电偶腐蚀特征,密封失效。轴承组件受力部位在腐蚀介质作用下,出现压应力诱导腐蚀。此外,阀座和阀体贴合面具备产生缝隙腐蚀的条件。室内模拟腐蚀评价实验结果表明,阀门主体材质12Cr13在模拟现场工况下腐蚀严重,与718镍基合金形成电偶后腐蚀速率明显增加。     

气液联动执行机构意外关断分析及在西气东输的应用

介绍了气液联动阀在西气东输管道系统中的应用情况。针对气液联动阀在西气东输管道运行中经常意外关断影响生产的情况,根据气液联动阀自动关断的基本原理,分析了气液联动阀意外关断的可能情况,给出了意外关断时故障的排查思路和排除方法,以便于在气液联动阀意外关断后能够迅速地恢复生产,消除安全隐患。结合西气东输管道现场应用情况,提出了提高气液联动阀运行可靠性的建议,以减少发生意外关断的频率,使管道系统安全平稳地运行。     

氮气对塔河油田原油轻质组分抽提作用实验与评价

采用塔河油田缝洞型油藏稀油和常规稠油两种代表性油样,通过开展向前多次接触相平衡实验模拟蒸发气驱过程、向后多次接触相平衡实验模拟凝析气驱过程,研究了氮气与塔河油田原油在高温高压条件下的相态变化,明确了氮气与地层原油充分接触混合后地层流体的气液组分变化规律,提出了抽提指数的计算表达式,定量评价了氮气在高温高压条件下对原油轻...     

正电胶钻井液保护天然气藏室内研究

针对中原油田保护油气层技术现状和陕北富县风险探区低孔、低渗储层特征，提出了合理保护天然气藏的新观点。借助OFI-170-50高温高压动失水仪、YPM-02高温高压页岩膨胀模拟试验仪等仪器，对比分析了正电胶钻井液体系强抑制、防水锁的天然气藏保护效果，为钻井完井液保护深层气现场施工提供一定的理论依据。     

天然气管道材料磨损特性测试研究

天然气所携带的固体颗粒会导致管道严重的磨蚀，而弯管的磨损则是管道系统失效的主要形式。本文从输送速度、所输送物料硬度及形状尺寸、磨粒撞击角度、弯管的材料和几何尺寸等，在气粒输送系统中对弯管磨损进行研究，用实验结果模拟了现场条件下弯管的磨蚀情况，为涩北气田工程管配件的选择和地面除砂设备的研制提供依据。     

水平井筒变质量间歇流压降的理论与试验研究

间歇流是实际水平井筒气液两相流动中非常重要的一种流动形态。由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别,常规管流的压力计算方法对于水平井筒流动来说需要进行修正和扩展。在常规水平管道间歇流动压降分析的基础上,对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程,考虑管壁入流或出流对压降的影响,得到一种新的水平井筒间歇流流型压降计算方法。同时,设计并建立了水平井筒流体流动模拟试验装置,在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的间歇流动压降试验研究,获得了大量试验数据,与理论…     

流动型态对气液总压降的影响实验研究

针对深层稠油在井筒举升过程中形成多相混合流体造成原油举升困难的问题,采用高温高压井筒模拟装置,在高温高压实验数据基础上,依据前人模型,推导并修正得出油气水三相压降计算模型,实验数据与模型拟合度高达0.98以上,并得出不同气液比下的气相分布因数C_(og)值。实验结果表明,泡状流的C_(og)值最小,气相分散程度高,气液混合物分布均匀,对气液总压降的降低效果最为显著。因此,气液流态保持在泡状流区间,更有利于生产。流动型态对气液总压降的研究为稠油开采中举升压降的精确预测提供了新的思路。     

成品油管道落差地段水力特性研究

成品油管道投产时期在落差地段易产生气阻,影响管道的运营和管理。因此建立气阻管段气液两相流动流型计算模型、压力梯度计算模型和持液率计算模型,并编制相关计算程序。基于已投产成品油管道气阻发生段的现场数据进行数值模拟,得出了相应模型的数值结果,为成品油管道投产时期地形起伏较大地段的气阻预防提供了理论依据并提出了预防方案。     

高气液比凝析气井井筒动态预测

在考虑井筒温度变化的基础上，综合利用Cullender—Smith方法和井简携液计算公式，结合流体相平衡热力学闪蒸计算，运用状态方程模拟，可对井筒中不同位置处的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况进行预测，掌握不同生产时期高气液比凝析气井的井筒动态，更好地指导凝析气井的生产。     

高温高压气井关井期间井底压力计算方法

常规的井底压力预测方法认为,气井关井后压力恢复初期井口测压受到井筒储集效应影响,后期受温度降低引起的续流影响,并且在压力恢复期间井筒中不存在流体的流动。但是,新疆克拉2气田部分高温高压气井的实测结果表明,关井后测得的井口压力恢复曲线总体呈下降趋势,与常规方法所计算的压力曲线并不一致。对高温高压气井关井后的井筒温度特征、井筒续流特征和井筒流体参数变化特征进行了分析,认为,关井期间井口(底)压力同时受到井筒储集效应和温度变化的影响,并且在压力恢复过程中井筒内一直存在续流流动,需要进行流动气柱压力计算。为此,综合考虑井筒续流、井筒温度及井筒流体参数的变化特征,基于井筒压力恢复原理,建立了关井期间的井底压力计算模型,并对该模型进行了实例计算验证。实例验证表明,该模型计算出的压力恢复曲线正常,可用于产能试井解释。      

海底管道侧向屈曲概率化分析方法

介绍海底管道侧向屈曲概率化分析的理论基础和方法,编制基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算程序,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制的基础。给出基于概率化方法的侧向屈曲分析实例,该方法已在工程实际项目中成功应用,所得结论对深水高温高压海底管道设计与建设具有指导意义。     

焊接结构承压管道有限元与可靠性分析

针对工业设备上常见的焊接结构承压管道,应用模糊灰关联FTA安全系统工程理论,以水火管锅壳锅炉为例,通过对失效致因和故障模式的研究,建立以焊接结构承压管道失效为顶事件的模糊灰关联FTA模型,利用有限元法建立焊接结构承压管道模型辅助分析对其更深层次的系统性影响,并综合考虑工况环境、外部载荷等多因素耦合作用,确定导致事故的主要潜在风险项,为承压管道设备安全保障活动的经济决策提供依据。研究结果表明,以水火管锅壳锅炉的“焊接结构承压管道”失效故障模式的发生概率约为8.19%,系统的可靠度约为91.81%。     

封面

为研究含划痕缺陷管道在冲击载荷作用下的动力响应行为,采用显示动力学分析方法,建立含划痕缺陷埋地管道三维三重非线性动力学分析模型,探讨管内流体压力、落物冲击能、划痕缺陷深度对峰值时刻管道动力响应行为的影响规律。结果表明:在落物的冲击作用下,划痕尖端应力集中现象明显,管道极易首先从该位置处发生失效。当落物冲击能为100 kN·m时,管内流体压力由0.5 MPa增至0.8 MPa,管道等效应力由38.2 MPa降至31.5 MPa,管道变形由4.3 mm降至4.1 mm,流体压力一定程度上可以保护受冲击管道;当管内流体压力为0.6 MPa时,落物冲击能由50 kN·m增至240 kN·m,管道等效应力由26.4 MPa增至61.6 MPa,变形由2.6 mm增至6.7 mm;当落物冲击能为100 kN·m时,管道划痕深度由3 mm增至4.5 mm,管道等效应力由35.8 MPa增至39.1 MPa,而变形基本无变化。该项研究相关分析方法以期为冲击致“划痕+凹陷”复合缺陷管道的失效分析提供理论指导。     

宝钢高强度高韧性针状铁素体管线钢的开发与应用

为满足高压输气管线的发展,近年来开发了以针状铁素体组织为特征的高性能管线钢.与传统的铁素体珠光体组织的管线钢相比,针状铁素体组织的高等级管线钢在满足高强度的同时,还具有更高低温韧性和低的韧脆转变温度,其优良的性能得益于钢质纯净、组织均匀的低碳针状铁素体组织.介绍了宝山钢铁股份有限公司开发研制的针状铁素体管线钢的发展及其工程应用情况.     

高温高压气井生产过程井筒温度场分析

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。     

天然气水合物堵塞预测技术研究

在输送未经矿场分离的天然气的过程中,由于压力和温度等外界环境因素的改变,常常生成大量的水合物,造成管线冻堵,严重影响天然气的正常生产。本文从统计热力学理论出发,结合Vander Waals-Platteeuw理想固体溶液假设,给出了水合物生成条件预测数学模型和计算方法。通过检验：该模型在预测酸性气体水合物生成温度时的平均相对误差为0.33％;对非酸性气体的偏差仅为0.113％,算例表明模型计算方法简单,使用十分方便,具有较高的精度,能够满足工程需求。     

A review of “Zeolite Synthesis” Edited by Mario L. Occelli and Harry E. Robson ACS Symposium Series 398, published by American Chemical Society,Washington, DC,1989, xiii + 650pp.

Offshore oil and gas exploration and production is increasingly moving further into the deep sea where temperature and pressure conditions favor hydrate. Hydrate formation in gas pipeline is one of the major flow assurance problems, which is enhanced as lower temperature and higher pressure condition. This study explores the CFD analysis of hydrate formation behavior in subsea pipeline by performing sensitivity studies exploring the effects that flow (velocity, diameter) and fluid (viscosity and water fraction) parameters on hydrate formation. The results generated showed that changes in flow conditions or fluid properties have significant effects on the hydrate formation in the pipeline.     

高温高压非稳态气水相渗测试装置及方法

目前高温高压气藏气水相渗曲线多采用非稳态测试方法获取,测试装置主要采用回压阀控制流体压力,但高温高压条件下易产生压力波动,气水计量易产生偏差.为此,提出了一种基于电容法的高温高压非稳态气水相渗测试装置及方法,测试装置引入了自主研制的电容式液位计量计,实验温度和压力分别提高到200.0℃和80.00 MPa,通过液体体积...