摄动硬球三参数状态方程的应用——Ⅰ.高压汽液相平衡的计算

应用摄动硬球三参数状态方程(CSPT方程)进行混合物高压汽液相平衡计算。结果表明,硬球三参数状态方程广泛适用于极性、非极性、对称、非对称等各类混合物系。对31种二元混合物系在不同温度、不同压力下汽液相平衡的计算结果与PT三参数状态方程比较,有较高的精度,能很好地与实验数据吻合。     

气体在聚合物中的溶解度的模型研究

将PT状态方程应用到气体在聚合物中的溶解度计算,采用拟合纯聚合物PVT的方法,解决了PT状态方程用于聚合物时的参数问题,分别用与Flory Huggins的GE模型相结合的Wong-Sandler和vanderWaals混合规则来关联计算气体在聚合物中的溶解度,其计算结果平均相对误差分别为1 846%和6 784%。     

富含凝析水的凝析油气体系相态研究

在传统的忽略地层水影响的烃类体系相态特征研究中,由于都是油或气态的烃类,所以在进行热力学性质的研究时,选择的热力学状态方程不需考虑强极性物质的影响,且形成的传统的无水烃类体系相态研究理论体系经过多年的发展已趋完善。但由于极性物质水的存在,在富含气态凝析水的凝析气藏油气体系相态特征研究的全过程中,油气藏的异常高温、高压状态直接影响到实验设备的选择、实验工艺流程的设计,况且传统的无水烃类相态研究的热力学模型也应该改进或提出新的热力学模型,其状态方程和对应混合规则的选择也要作出适当的改进。随着天然气勘探开发向地层的深部发展,一些特殊的(如异常高温、高压富含气态凝析水)的凝析气藏不断被发现,并且所占的比例越来越大,当温度较高时,地层束缚水、边底水和可动隙间水与烃类流体的互溶能力就较强,烃类流体中含水量就会增加,因此,再用传统的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的凝析气藏,就会使其在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。系统阐述了富含凝析水的凝析油气体系相态的研究方法和意义,并给出了适用于富含气态凝析水的烃类体系的气-液-液三相相平衡计算模型。     

状态方程型井筒三相流模型

本文从相态研究入手，用状态方程和相平衡计算描述流体在井筒中的相态变化，通过能量方程计算出井筒多相流压力分布以及油气水分布。本文方法适用于各种井筒（直井和斜井）以及各种类型的流体（黑油、挥发油、凝析气、湿气和干气）。     

状态方程井筒三相流模型

本文从相态研究入后，用状态方程和相平衡计算描述流体在井筒中的相态变化，通过能量议程计算出井筒多相流压力分布以及油气水分布。本文方法适用于各种井筒（直井和斜井）以及各种类型的流体（黑油、挥发油、凝析气、湿敢和干气）。     

超额Gibbs自由能-状态方程模型计算和预测相平衡的进展

综述了用超额G ibbs自由能-状态方程模型计算相平衡的思路及进展,介绍了Huron-V idal,W ong-San-d ler,MHV1,MHV2,LCVM,HV ID等几种超额G ibbs自由能混合规则。重点介绍了UN IFAC基团贡献法、MHV1混合规则和SRK方程三者结合的可预测相平衡的PSRK模型及其改进。与结合传统混合规则的状态方程法及活度系数法相比较,超额G ibbs自由能-状态方程模型能够在更大范围内准确计算和预测流体相平衡。     

修改的BWRS状态方程

准确计算流体的属性和热力学模型需要合适的状态方程。BWRS方程包含了计算轻烃组分的系数,决定烃类混合物气体系数的混合规则,可用于热力学性质计算和气液平衡计算,还可用于高密度状态或者有凝液出现的情况。通过对BWRS方程中各个参数的分析研究,提出了改进的MBWRS状态方程。修改模型包括:其一修改了BWRS方程中的11个参数,将BWRS状态方程转化为无因次的状态方程,减小了由于单位制转换带来的累积误差;其二添加了包括C7+在内的烃类和非烃类组分(共25个)的二元交互作用系数。由于BWRS状态方程是关于密度的隐式方程,介绍了求解该超越方程的精确且快捷的计算方法。BWRS状态方程的修改,为精确地求得热力学参数提供了有力的保障。     

基于含水油气冷凝回收模拟的状态方程筛选及工艺优化

在油气冷凝回收的模拟中,油气-空气混合气中的水分会对模拟过程产生较大影响,并且模拟计算采用何种状态方程也尚无定论。为此,利用Aspen plus模拟软件研究了含水油气状态方程和有效相态的选择对冷凝模拟灵敏度的影响,并对现有的三级冷凝工艺进行优化,以提高冷凝法油气回收率。结果表明,当油气组分中不含水蒸气时,常规状态方程(PENG-ROB,RK-SOAVE,SRK,PR-BM,RKS-BM)都能满足计算需要;当油气组分中含水蒸气时,状态方程不能选择SRK,有效相态设置应选择汽-液-液相或汽-液-结合水相;三级冷凝油气回收工艺宜设置2个单独的回收罐,1个不保温的回收罐收集预冷级的高含水冷凝产物,另1个保温的回收罐收集二级和三级的冷凝产物。     

高压下甲烷在环己烷-乙醇及苯-乙醇中的溶解度测定与研究

利用自己建立的高压下测定气体在液体中溶解度的测定装置,在15-45℃、2.0-12.0 MPa的条件下,首次测定了甲烷在环已烷-乙醇、苯-乙醇混合体系中的溶解度。用PRSV状态方程及3种不同的混合规则对实验测定的气液平衡数据进行了计算。计算结果表明,使用同一种状态方程的不同混合规则计算极性体系的气液平衡数据所得的结果不同,改变传统的混合规则可提高计算精度。同时还使用Aalto-Keskinen模型及本研究提出的Yen-Woods-Aalto-Keskinen模型对实验得到的高压液相摩尔体积进行了估算,均得到满意的结果。     

油气体系气-液-固三相相态模拟

根据油气烃类体系的组成特点和相态特征，提出了气-液-固三相相平衡的计算方法，采用状态方程描述气相和液相的相态变化；而将固相视为非理想的固态溶液，用正规溶液理论来描述其非理想性，实例计算结结表明，该方法适用于石油开采，集输和加工过程中的气，液，固三相相态模拟研究。也可以用于石蜡，沥青等有机固相沉积的研究。