醇盐混合体系中天然气水合物生成条件预测

油气田生产中,现场生产中的水合物生成预测需考虑在醇盐混合中的情况。本文应用基于双过程水合物生成动力学机理的Chen＆Guo模型,选用PT状态方程结合基于局部组成概念的混合规则以及Debye-Huckel远程作用修正项,将水合物生成条件预测成功应用于醇盐混合体系,计算结果比较理想,从而为水合物的现场防治提供了依据。     

一种改进的含醇与电解质混合体系水合物生成条件预测模型

在油气钻采、集输过程中,体系温度及压力发生变化时,易形成水合物堵塞管线、计量仪表等,影响油气钻采正常作业。现场一般采用注醇方法来抑制水合物的生成,对含醇和电解质混合体系下水合物生成条件的准确预测十分重要。文章基于Van der Waals和Platteeuw提出的基础模型,结合Aasberg-Peterson逸度系数模型及UNIQUAC活度系数模型,建立了含醇与电解质混合体系水合物生成条件预测模型,经实验数据验证表明,本改进模型具有一定精度。     

甲烷水合物在含抑制剂体系中的生成动力学

研究了甲烷水合物在含抑制剂体系中的生成动力学行为，测定了甲烷水合物在盐－水，醇－水、盐－盐－水和盐－醇－水４类体系中的１８组生成动力学数据。获得了含抑制剂体系中水合物生成过程的溶解、成核和生长３个阶段的持续时间、考察了抑制剂对生成动力学的影响。     

凝析气水合物生成条件的测定及计算

利用全透明蓝宝石水合物静力学实验装置,采用“压力搜索法”,分别测定了5种凝析气的水合物生成条件,实验体系包括纯水、地层水以及含醇的水溶液和地层水溶液,共9个体系,58个数据点.考察了气油比对凝析气水合物生成条件的影响以及电解质和醇类抑制剂对凝析气水合物生成的抑制作用.实验温度范围为273.35～293.75K,压力范围为0.6～12MPa.并利用Chen和Guo提出的水合物生成条件预测模型对所测数据进行了计算,结果与实验数据吻合得较好,表明该模型能够较好地预测凝析气水合物的生成条件.     

凝析气水合物生成条件的测定及计算

利用全透明蓝宝石水合物静力学实验装置,采用"压力搜索法",分别测定了5种凝析气的水合物生成条件,实验体系包括纯水、地层水以及含醇的水溶液和地层水溶液,共9个体系,58个数据点.考察了气油比对凝析气水合物生成条件的影响以及电解质和醇类抑制剂对凝析气水合物生成的抑制作用.实验温度范围为273.35～293.75K,压力范围为0.6～12MPa.并利用Chen和Guo提出的水合物生成条件预测模型对所测数据进行了计算,结果与实验数据吻合得较好,表明该模型能够较好地预测凝析气水合物的生成条件.     

含盐和甲醇体系中气体水合物的相平衡研究 Ⅱ.理论模型预测

在Ｚｕｏ－Ｇｏｍｍｅｓｅｎ－Ｇｕｏ水合物模型的基础上，通过简化和改进，将该模型扩展应用于同时含有盐和甲醇的水溶液体系中气体水合物生成条件的预测。结果表明，对于１２个含单盐（或多盐）和甲醇水溶液体系，预测的气体水合物生成总的压力平均相对误差为５．２７％。     

盐类体系中天然气水合物相平衡条件的研究

通过实验测定了262.86～288.13 K温度下天然气在纯水及盐类体系下的水合物相平衡条件,并结合Van der Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论建立含盐体系天然气水合物相平衡计算的数学模型.结果表明:四种盐对水合物生成均有抑制作用,NaCl的抑制作用要强于其它三种盐.但是在温度较低的情况下,四种盐对水合物生成的影响很小,强弱区分不明显.建立的数学模型能够很好地预测盐类体系中天然气水合物相平衡条件.     

含盐和甲醇体系中气体水合物的相平衡研究：II.理论模型预测

在Ｚｕｏ－Ｇｏｍｍｅｓｅｎ－Ｇｕｏ水合物模型的基础上，通过简化和改进，将该模型扩展应用于同时含有盐和甲醇的水溶液体系中气体水合物生成条件的预测，结果表明，对于１２个含单盐（或多盐）和甲醇水溶液体系，预测的气体水合物生成总的压力平均相对误差为５．２７％。     

致密气水合物相平衡动态模型及其热力学特性

天然气在井筒和管道流动过程中极易形成水合物并不断聚集.为此,提出基于Van Laar混合规则PRSV2状态方程的液相和气相逸度计算方法,建立了致密天然气水合物相平衡动态模型,并依据数值模拟和试验测试分析预测致密天然气水合物生成条件,揭示不同组分及混合组分气体对致密气水合物生成的影响.研究结果表明:温度是影响水合物生成的...     

天然气水合物自生热解堵剂热量平衡模拟计算

天然气水合物造成的油气井筒、管道和设备堵塞是石油天然气行业的一个重要问题，其会导致减产或生产中断，之后进行的解堵作业将进一步增加油田生产成本。针对目前缺乏准确可靠的自生热解堵剂解堵计算模型和实验数据的问题，建立了一种新的水合物自生热解堵剂解堵过程数学模型，该模型基于水合物相平衡热力学和分解动力学建立，包括水合物解堵过程的能量模型和质量模型；通过数值模拟进行了模型的求解，分别研究了纯自生热体系、含电解质(盐)自生热体系和含醇自生热体系解堵剂解堵过程及参数变化规律；基于实验结果，计算并分析了不同浓度和发热峰值的两种解堵剂解堵过程解堵时间、解堵剂用量与解堵剂浓度关系。研究结果表明：(1)该数学模型计算值与实验值吻合度高，能较好地计算并分析不同工况水合物堵塞及解堵剂解堵情况；(2)随自生热解堵剂发热温度、解堵剂中钠和镁离子浓度以及解堵剂中甲醇和二甘醇浓度的增加，水合物分解速率增加、解堵时间减少，发热温度小于295 K、含镁离子和二甘醇离子体系对水合物分解过程影响更大；(3)基于所建立模型绘制的解堵剂加注量及解堵时间图版表明，解堵剂的解堵效果与解堵剂发热峰值、成分、浓度等关系密切，实验所用解堵剂...     

输气管线中水合物的形成及预防

天然气管道输送过程中因地貌、气象及各种管道条件而使少量天然气形成水合物，导致堵塞管线，影响管线的安全运行。分析了输气管线中形成水合物的热力学和动力学条件，其中在热力学条件中着重介绍了管道中含水量对形成水合物的影响，结合两方面条件简要介绍了预防水合物的常用措施。     

海底凝析天然气管道水合物形成条件预测

海底天然气管线由于运行条件、环境温度、输送工艺的特殊性 ,极易形成水合物。凝析天然气在海底管线中的输送过程属于两相流动范畴 ,沿线运行参数、水汽含量的计算方法与一般的天然气管线不同 ,文章根据平湖 -上海和锦州 2 0 - 2两条凝析气海底管线的实际生产数据 ,优选出适合海底凝析气管线工艺计算的两相流水力学和热力学模型 ,结合水合物生成条件和饱和含水量的统计热力学理论计算方法 ,能有效地预测海底管线水合物可能形成区域 ,对防止水合物形成 ,确保管线安全运行具有重要指导意义     

水合物法净化酸性天然气的工艺探讨

天然气中H2S、CO2、有机硫化合物等酸性组分的存在,不仅会造成金属腐蚀、环境污染,还会影响天然气的输送、加工和使用。对酸性天然气进行净化处理,使其满足商品气或管输气的质量要求,是天然气资源利用的一个重要环节。气体水合物相平衡研究表明,单组分CH4、CO2、H2S气体及(CH4+H2S+CO2)三元体系在纯水中生成水合物的条件存在显著差异,可利用水合物的生成过程逐一脱除酸性天然气中的H2S和CO2。基于此,提出了一种利用水合分离技术处理酸性天然气的新工艺,以优化流程、降低能耗、提高酸性组分的脱除效率。     

深水油基钻井液中抑制水合物形成的实验研究

在温度为4℃、压力为20MPa条件下,利用水合物综合模拟实验系统,对用于南海深水钻井的油基钻井液体系进行了抑制水合物生成的评价实验。结果表明,由于天然气在油相中的溶解度远高于在水中的溶解度,油基钻井液又是分散的乳化液,使得油基钻井液中水合物形成的诱导时间比水基钻井液中少。因此含水的油基钻井液体系在深水环境下(高压和低温)很容易生成天然气水合物,含水量越高,生成的量越大。所以在钻井作业过程中,要适当降低泥浆中水的含量,增加泥浆密度,防止地层水和气大量进入井内随油基钻井液一起循环。高浓度乙二醇能较好地抑制油基钻井液中水合物的形成。为了达到最佳抑制效果,可在钻井液中配合加入适量聚合醇与无机盐。     

水合物技术在天然气储运中的应用

天然气水合物的发现虽已有很长的历史，但一直局限在防止和抑制水合物的生成研究上，水合物具有独特的结晶笼状结构，用水合物作为天然气储运的新方法，具有安全可靠、费用低的优势，因而对它的研究成为当今世界能源开发的热点。将天然气水合物（NGH）技术应用到天然气非管道储运技术中，正在成为其中的焦点之一。介绍了世界天然气水合物储运技术研究的概况、特点、应用方向、以及与其他天然气非管道储运技术的经济比较。     

动力学水合物抑制剂GHI-1的研制及性能评价

随着近年来国内外大量高含硫酸性气田的不断开发,天然气水合物的形成与堵塞防治问题引起了科研生产工作者的极大关注。甲醇、乙二醇等传统热力学抑制剂有毒、药剂用量大,会产生大量酸性污水难于处理,不能完全满足防止高含硫酸性天然气水合物形成的需要。本文介绍了新型动力学水合物抑制剂GHI—1的制备、性能评价方法及对含硫酸性天然气水合物形成抑制的性能评价结果。评价结果表明,动力学抑制剂GHI-1对于防止高含硫化氢酸性气体的甲烷天然气Ⅰ型结构水合物的形成具有较好的抑制效果。对于H2S含量为0．82%、CO2含量为2．43％的低合硫甲烷天然气,在8．0MPa、5℃（过冷度为8．2℃）的条件下,加注5％的动力学抑制剂GHI—1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于乙二醇加量的1／4。对于H2S含量为7．92％、CO2含量为1．61％的高含硫甲烷天然气,在8．0MPa、10℃（过冷度为9．85℃）的条件下,加注10％的动力学抑制剂GHI-1,可使水合物形成时间延长至3h以上,其药剂加量相当于甲醇加量的1／2和乙二醇加量的1／3。     

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在标准状况下1m^3的水合物可包容150－180m^3的天然气，其巨大的储气能力和相对“温和”的储气条件为天然气储运展现了很好的前景。介绍了水合物储存天然气的实验装置，并对合成天然气（甲烷，乙烷，丙烷的体积百分比分别为91．47％，4．94％，3．09％）的水合物形成过程进行了初步的实验研究，获得了水合物形成过程的耗气速度，储气密度与水合物形成条件（压力，温度）的关系。在压力为3.79MPa，温度为273．95K的试验条件下，单位体积的水合物可储存约145体积的天然气（标准状况下），水合物填充率达到理想填充率的81％。     

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在天然气储运技术的发展进程中，继液化天然气、压缩天然气方式之后，天然气的水合物储运方式已受到国内外的普遍关注。利用水合物方式进行天然气储运需要解决制备、储存和再气化等问题。在其实用化的进程中，如何提高水合物制备效率，实现高密度的储存最为关键。在国家能源结构调整和实施“西气东输”的背景下，天然气水合物储存可以为能源储存和战略储备，以及解决用气负荷均衡性方面提供一种选择。为此在分析确立天然气水合物蓄能特点的基础上，对已有的天然气水合物制备强化工艺进行了分类和比较，指出在满足必要的热力学条件下，采用紊流扰动下的水合物制备工艺过程可以大大提高气—水的接触面积。在紊流扰动下的水合物制备工艺技术发展中，探索和研究此强化措施下的水合物制备过程热动力学、直接接触传热传质、诱导时间、晶核形成等问题对天然气水合物储运技术的发展具有重要作用。     

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。     

高效水合物抑制剂的适应性分析

高效水合物抑制剂通过推迟晶核成核和生长时间,抑制水合物晶粒长大而实现天然气安全集输的目的,注量少是其优点。考察了自主开发的抑制剂YCSY-1的抑制能力、流变性、腐蚀性、发泡性,以及与现有气田水处理工艺的适应性。结果显示,该抑制剂有效作用时间超过1100min,流变性满足注入设备要求,腐蚀性满足行业标准0.076mm/a,发泡率小于6.0%,经处理后水质满足气田回注水技术要求(SY/T6596);完全满足气田集输要求。