水下采油树帽的天然气水合物解堵

天然气和水在一定的低温和高压条件下,容易形成天然气水合物,这种固体物质堵塞了水下采油树帽锁紧螺钉的活动腔室,不能用常规的采油树帽送入工具来释放回收采油树帽。在采油树周围利用SGN反应自生成N2的方法,将其反应释放出的热量来加热并分解水下采油树帽内的固体水合物,从而得以释放采油树帽,解决了水下采油树帽的堵塞问题。同时指出SGN反应的反应物和生成物不会对环境造成污染。     

储气罐中天然气水合物生成的温度特性研究

为了研究储气罐中天然气水合物生成的温度变化特征,利用自制的天然气水合物三维模拟装置从甲烷气体和水溶液中成功生成了甲烷水合物,通过温度-压力变化对甲烷水合物在多孔介质中的整个生成过程进行了研究。实验结果表明,注气从垂直中心井注入,导致中心区域温度升高,并向四周蔓延,水合物从中心井往外聚集。由于多孔介质的毛细管作用,甲烷水合物在多孔介质中产生爬壁效应,外侧水合物生成较多,在多孔介质中呈不均匀分布。     

冰点以下天然气水合物的生成动力学研究

通过实验研究了冰点以下天然气水合物的生成反应中压力,温度及冰粒大小等的影响,并研究了过冷和过压在水合物生成中的作用,研究结果表明,压力越高,温度越低,冰粒越小越有利于水合物的生成,并且过冷及过压程度和过压时间均促进水合物的生成,文中还得出衡量反应进行程度的天然气水合物含气率随反应时间时间的关系曲线。     

天然气水合物含油气系统研究现状与展望

运用天然气水合物含油气系统理论,对天然气形成、分解这一复杂动态物理化学过程的研究进展进行了论述,分析了天然气水合物含油气系统的研究进展、存在问题和发展趋势,得到以下结论:大多数天然气水合物气源与生物降解密切相关;影响天然气水合物温度-压力临界曲线的主要因素为天然气、孔隙水的组分,地温梯度和冻土厚度不改变天然气水合物温度...     

加拿大天然气水合物的分布和总量

1　前　言　　主要由甲烷组成的大量的天然气可以以气体水合物形式存在。气体水合物形成于海洋环境 ,其压力大 ,海底温度低 ,地温梯度低—中等 (据Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ等 ,1 994;Ｃａｒｓｏｎ等 ,1 995 )。气体水合物也可以形成于北极圈 ,那儿 ,地表温度低 ,为永久性冻土 ,地热流梯度低—中等 ,在这种背景下 ,主要由甲烷组成的烃类天然气以冰状晶体结构聚集物存在 ,称之为“气体水合物”或“笼状水化物”(Ｋａｔｚ等 ,1 95 9;Ｄａｖｉｄｓｏｎ等 ,1 978;Ｍａｋｏｇｏｎ ,1 982 ;Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ ,1 988;Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ ,1 993)。…     

降压法开采天然气水合物研究进展

天然气水合物作为一种新型的可替代能源,储量巨大,分布广泛。文章介绍了天然气水合物的储集方式及开采方法,分析了降压开采的优点,介绍了降压开采模拟的研究进展,并指出了降压开采天然气水合物进一步的研究方向。     

国外天然气水合物研究方兴未艾

随着世界石油供给的短缺，目前各国致力于天然气水合物的研究正在加强，最引人注目得是美国、印度和日本，三国均发起了雄心勃勃的研究计划。其他国家如英国、法国、澳大利亚、挪威等也制定了天然气水合物详细的研究和开发计划。天然气水合物这种非常规能源的影响将是巨大的，一些能源进口国，如印度和日本，国内水合物形成的甲烷有可能降低对昂贵能源进口的依赖性。     

榆林气田南区天然气水合物防治技术探讨

天然气开采环境为低温、高压,这就导致在输气过程中极易产生游离水从而生成天然气水合物最终影响气田生产。通过研究天然气水合物的特征及形成条件,结合榆林气田南区生产实际特从理论指导、工艺调整、现场操作等方面提出天然气水合物的预防措施,为采气管线安全平稳运行提供保障。     

天然气水合物形成预测方法及应用

在天然气开采及运输过程中,气体组成、温度、压力和含水量成为水合物形成的主要原因,所以,天然气水合物的形成预测方法和防治成为天然气科学界十分关注的问题。本文对常用的天然气水合物的形成预测方法进行介绍和对比,并应用于油田实际的水合物生成预测。     

室内沉积物中天然气水合物形成数值模拟研究

室内模拟合成水合物沉积物样品是开展水合物研究的一个重要途径,但实验方式耗时且不易控制。数值模拟技术则能够比较方便定量地控制水合物形成条件,快速模拟其形成过程。据此采用实验室常用的恒容法模拟研究了水浴降温条件下,室内沉积物中天然气水合物的形成过程,进一步揭示了其形成和分布规律。研究结果表明,在混合均匀的气-盐水体系中,能够合成相对均匀分布的水合物模拟地层样品。但在体系温压条件趋于稳定后,仍需维持较长的反应时间来促使体系反应的最终完成。当体系中存在薄“夹层”(主要是指模拟介质中间区域的渗透率和孔隙度发生变化)时,薄“夹层”的渗透率和孔隙度都会对系统中水合物的形成过程产生一定的影响,但最终系统中的水合物饱和度分布与无夹层时基本相同,这可能是由于采用恒容法形成水合物,前期水合物生成速率快,多孔介质中的薄“夹层”对体系传质影响显著,后期由于反应速率变慢,其影响相对较小,在维持较长的反应时间后,趋于一致。     

水下采油树应用技术发展现状

研发水下采油树的关键在于能否通过相关标准规范所要求的压力循环测试、高低温循环测试、载荷循环测试及外部高压测试等。在介绍水下采油树相关标准规范的基础上,分析了水下采油树的结构类型及结构演变,简述了水下采油树各控制系统类型的特点,分析了采油树、油管挂、内树帽的安装管柱及安装方法。指出超深水和超高温高压的水下采油树是水下采油树未来的发展方向。卧式采油树可用浮式钻井装置的钻柱或用工程船的大吨位吊机的钢丝进行安装。水下采油树的模块化设计可缩短采油树的供货周期,跨接管式电泵增压系统、跨接管式流量计和高完整性压力保护系统等新工艺技术的出现,将有利于降低水下采油树和水下开发项目的综合成本。所得结论可为水下采油树的设计和应用提供参考。     

水下采油树内部输油管应力分析

根据API 17D规范,对深水水下采油树零部件中容易损坏的输油管进行受力分析,建立不同水深、水温等条件下的输油管应力计算模型,用ABAQUS软件进行应力的有限元计算。结果表明,随着水深增加,油管固定边界对输油管强度的作用逐渐增大。因此在进行深水采油树输油管设计时,应合理设计输油管与采油树主管或与阀门之间的距离,提高边界对输油管强度的加强作用。     

立式双管式水下采油树设计分析

水下采油树作为实现海上油气田开发的重要设备之一,其工作状态直接决定了整个水下生产系统的运行状态。设计了一种基于注采技术的立式双管式水下采油树,设计中选用的闸阀是液压驱动的故障关断式水下闸阀,节流阀是液压驱动的步进式水下节流阀,各类阀组及促动器集中在组合阀上,结构简单紧凑,安装拆卸方便,密封性良好,可实现远程控制或水下ROV控制。对采油树主要闸阀的试验验证结果表明,水下闸阀和节流阀满足API 6A中PR2等级要求,水下控制模块功能能够满足在水下环境中对于控制的要求,具有较高的可靠性。     

海底天然气水合物开采的环境安全性探讨

在能源需求和环保要求的双重压力下,天然气的消费量大幅增长,对海底天然气水合物进行大规模开采是必然的。目前,海底天然气水合物的开采还处于初级阶段,没有找到公认的合适的开采方式,最主要的原因是担心开采天然气水合物会造成其瞬间大规模气化,引发环境灾难。从人们所担心的问题出发,通过分析天然气水合物的开采原理,调研天然气水合物的开采实践,指出开采天然气水合物的主要物理过程是气化,而气化需要吸收大量的热量,但地层传递热量的速度非常慢。为此,天然气水合物的开采速度非常低。天然气水合物在其开采过程中虽然不可避免的会对环境产生一定影响,但不会对环境造成灾难性影响。      

水下采油树控制模块设计要素分析

水下控制模块安装在采油树本体上,用于控制采油树生产时井口的流量和压力,并控制多种采油工艺措施的实施.依据安全为本的设计理念,采用理论分析和试验验证相结合的方法,着重考虑功能和操作可行性,对水下采油树控制模块设计要素进行研究和分析.为水下控制模块的自主设计打下基础.     

500m水深水下采油树安装方法对比分析

国内水下采油树常用的下放安装方法为钻杆安装法和钢丝绳安装法。针对水深500 m、质量70 t的水下采油树,利用海洋工程软件OrcaFlex分别建立了水下采油树钻杆下放和钢丝绳下放系统仿真模型,研究了水下采油树在下放安装过程中钻杆和钢丝绳的受力情况以及两种不同下放安装方法的水下采油树运动响应情况。研究结果表明:在受力方面,钻杆受到的Von Mises应力和弯矩都集中在钻杆上部靠近钻杆顶端处,而钢丝绳两端受力比较均匀;在运动响应方面,钻杆下放水下采油树的最大偏移量和最大倾斜角度都比钢丝绳大,并且波浪高度因素对钻杆下放安装法更为敏感。综合考虑经济性、安全性和可操作性等,对水深500 m、质量70 t的水下采油树采用钢丝绳下放安装法较为合理。研究结果对我国水下采油树的下放安装具有一定的参考价值。     

水下采油树水合物抑制剂注入研究

在海洋油气生产过程中,通过注入水合物抑制剂防止水合物生成是流动保障技术的重要组成部分。针对荔湾3-1油田所采用的卧式采油树,根据不同的工况要求,研究了相适合的化学试剂注入策略和阀门操作顺序。以正常工况下乙二醇注入量计算为例,应用HYSYS工艺软件模拟计算,采用天然气干基首先进行饱和水处理再与抑制剂混合的方法,将计算结果同常规理论计算对比,发现软件计算结果约为理论计算的2倍,在工程设计允许范围内。在水下采油树工艺设计中可以选用HYSYS软件计算水合物抑制剂的注入量,计算过程动态、准确且应用范围广。     

水下卧式采油树内部环空通道的流动特性分析

采油树内部环空流道模块中的环空通道具有管身多次转捩、管径多次突变的特点,导致管内幂律流体的流动特性复杂。在三维直角坐标系下建立环空通道的物理模型,采用非结构化网格和Realizable湍流模型及标准壁面函数法,用Fluent软件对管道内的流体流动进行数值模拟分析,得到流变参数对速度、表观黏度分布的影响。分析结果表明,由于管道结构复杂,速度分布出现了明显的低速区、中速区和高速区;表观黏度最大值位于管道中心,横截面上的平均表观黏度随着稠度系数的增大而增大,随着流性指数的增大而减小。     

基于Fluent软件的水下采油树流场分析

针对水下采油树本体结构开展了其流场、温度场的CAE(计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等)分析。根据该水下采油树本体的结构特点,建立水下采油树本体结构的简化模型,采用雷诺平均方程,即RANS法,详细地介绍了运用CFD软件FLUENT6.3版本进行流场、温度场CAE分析的步骤;结果表明水下采油树本体在两种工况下的压力和速度变化较均匀,只是在变径处或直角弯管处会出现湍流现象,温度变化比较均匀。通过分析确保了水下采油树的安全性和可靠性,具有一定的工程参考价值。