管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积规律

管道中多相流动条件下的水合物生成和沉积会形成流动障碍,影响正常的油气生产和运输作业。基于水平环状流气主导体系中水合物易在气相中夹带的液滴中形成或者在管壁上生成的特点,建立管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积模型,分析了水平环状流中不同影响因素下的水合物沉积规律。结果表明,在水平环状流中,随着含水率和过冷度的增大,水平环状流中管壁上的水合物沉积速率逐渐增大,最大沉积速率增至原来的3倍,发生水合物堵塞的风险增大;由冷凝水生成的水合物沉积会随着时间的增加而增大。本研究可为后续相关的水合物堵塞以及水合物防治提供理论参考,具有重要的应用价值。     

油基体系下天然气水合物浆液流动实验研究

在多相流管输体系下,水合物浆液在流动过程中会遇到崎岖不平的地形地貌,此时采用倾斜管道显得尤为重要。因此,研究了天然气水合物浆液在倾斜管内的流动特性对堵塞管路的影响。在低温高压可视水合物实验环路上,开展了油基体系下油＋天然气的水合物堵管实验,探究了初始压力、初始流量等因素对天然气水合物浆液流动和堵管时间的影响。同时,利用实时在线颗粒测试仪,对水合物生成、流动及堵管过程中水合物颗粒的微观变化进行了分析。结果表明,随着初始压力增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均缩短,天然气水合物堵管趋势增大;随着初始流量增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均延长,天然气水合物堵管趋势减小。对水合物生成至堵管的过程以及堵塞机理进行了分析。对油基体系下天然气水合物堵塞管路的研究结果表明,在油基体系下可以通过减小初始压力、增大初始流量来有效地减小天然气水合物堵塞管路的概率。研究结果可为维持和保证天然气水合物在管道中的安全流动提供理论参考及依据。     

金龙4井试油（气）过程中水合物生成原因分析与解决措施

在试油（气）试产过程中天然气、水在一定的温度和压力条件下,形成水合物白色结晶体,该水合物堵塞井内管柱或地面管线,影响试产正常进行,严重时会造成井下事故。水合物的形成受到天然气及水的组份、温度及压力条件影响。在试产中,水合物的防止被受到较大的重视,但在实际生产中也会常常遇上。笔者在实习中就遇到金龙4井在试产中形成水合物严重影响了生产施工并造成了试井电缆落井的事故,耽误了工期并浪费了较大的成本,为此本论文针对水合物生成原理及解决措施,结合金龙4井施工现状展开研究,找出该井防止水合物生成的方案及消除已生成水合物的方案,为以后类似井施工提供指导。     

利用瞬态质量流量脉冲监测天然气管道堵塞

针对低温、高速流动、搅动的影响使天然气在管道中易形成水合物而堵塞管道的问题,提出了利用管道入口处人工产生的质量流量脉冲在堵塞的天然气管道中的传播特点,采用时间分裂算法和TVD/Godunov混合格式对非完全堵塞管线进行数值模拟,通过分析管线入口处的压力波动历史曲线来确定天然气管线的堵塞位置、堵塞长度、堵塞强度.为在管道堵塞的初期精确检测到堵塞的位置和长度,制定正确的清管操作方案,降低管线完全堵塞的风险提供了方法技术.对油气储运具有重要意义.     

基于组分追踪的水合物抑制剂注入量计算

在高压低温的输送条件下,湿气集输管道中会有天然气水合物生成,而生成的水合物可能会导致管道堵塞或关键控制设备失灵等诸多风险。加注醇类水合物热力学抑制剂（THI）,是预防湿气管道生成水合物的方法之一。若THI注入量过大,则不仅会增加采购、运输和储存成本,而且还会增加水处理成本。因此,在一定安全裕度的基础上,确定THI的最小注入量至关重要。基于经验公式法和相平衡软件的THI注入量的计算,不考虑流动的影响。为优化THI注入量,采用相平衡与流动耦合计算法,基于OLGA组分跟踪模型,对沿线的温度、压力以及THI质量分数进行了跟踪,以期较为准确地预测THI注入量。以陆地气田气和海底油田伴生气集输管道为例,对不同计算方法进行了对比。结果表明,相平衡与流动耦合计算法可减少THI注入量10%以上。     

CO2水合物生成及流动特性研究进展

在深海油气田开发中,水合物堵塞会严重制约管输的效率及安全性.基于CO2水合物,系统地综述了水合物生成动力学中诱导期的概念.水合物从生成、流动到堵塞的整个过程中经历了多个阶段,其间流动参数不断发生变化;在不同的流动体系中,水合物的堵塞机理存在差异,其真实规律未得到统一认识.总结了现阶段水合物流动特性研究的不足,以及未来重...     

高黏原油和石英砂复配体系中水合物生成实验研究

在油井开采原油时,会产生伴生气,而在高压和低温环境中会生成天然气水合物,进而堵塞运输管道,因此研究油砂体系（含原油的体系）和纯石英砂体系（不含原油的体系）中水合物生成情况具有重要意义。在初始压力为4.00、6.00、8.00 MPa,石英砂粒径为20、30、60、80目,温度恒定的条件下,研究了油砂体系和纯石英砂体系中甲烷水合物的生成情况以及最终耗气量。结果表明,在初始压力相同的油砂体系中,石英砂粒径越小,水合物生成诱导期越短,水合物生成速率越大。研究石英砂粒径对水合物生成最终耗气量的影响发现,随着石英砂粒径的减小,耗气量先增加后减少,当石英砂粒径为60目时,耗气量达到最大,其值为0.19 mol。同时,对油砂体系和纯石英砂体系中水合物生成情况进行了对比。结果表明,由于两种体系中都存在SDS（十二烷基硫酸钠）溶液,因此水合物生成速率相差不大;在石英砂粒径相同的条件下,油砂体系中最终耗气量小于纯石英砂体系中的最终耗气量,这说明原油对水合物生成具有抑制作用。在油砂体系中,压力越大,越有利于水合物的生成。     

陕北某气田天然气水合物形成条件实验研究

利用可视化高压流体测试装置对陕北某气田天然气在-11～20℃的温度范围内水合物的形成条件进行了测定。实验结果表明压力的对数lgP与温度t呈线性关系，在-11～-1．8℃和1．8～20℃范围其斜率不同。另外还比较了气田试产井采出水和纯水2个体系的天然气水合物生成条件，结果显示含盐溶液水舍物生成的温度降可用冰点降来确定，同时给出了该气田天然气水合物形成条件的计算方法。     

GM-BP模型在NGH生成中的预测研究

天然气水合物具有储气率高、污染低、储量大等优点,具有良好的发展前景,但是在天然气加工和运输过程中形成的天然气水合物会造成管道堵塞等严重状况,因此,分析和预测天然气水合物的生成具有实际意义。为了预测天然气水合物的生成情况,针对前人研究天然气水合物生成预测方法的优缺点,引用了具有解决复杂系统问题能力的人工神经网络,运用MATLAB语言编程建立了灰色理论（Grey Forecast）理论和BP神经网络（Back Propagation Network, BP）的组合模型。为了提高预测精度,选用了差值结合法将两种方法结合,分别运用GM（1,1）、BP神经网络以及此组合模型对实验中得到的压力数据进行预测并加以比较;为了进一步验证组合模型的精准度,选用了马尔科夫链模型进行预测检验。结果表明,GM（1,1）和BP神经网络组合模型具有较高的精准度,且此方法可以广泛运用到较多方向,可为今后的天然气水合物开发利用提供理论依据。     

碳酸钙和SDS协同体系对甲烷水合物生成影响的特性研究

天然气水合物的储量决定其潜在的商业开发价值。结合海底沉积物成分及海底环境，在2 ℃和6.08 MPa的条件下研究碳酸钙作为多孔介质与十二烷基硫酸钠（SDS）的协同体系对甲烷水合物生成情况的影响，并对其进行机理分析。结果表明，二者协同体系的储气效果和储气速率均优于纯SDS溶液。碳酸钙的粒径变化会改变水合物的生成量和储气效果，其中1 mm碳酸钙的储气效果最优。协同体系极大地缩短了水合物的诱导期，加快了水合物成核速率。协同体系的促进效果体现在SDS的促进效果和碳酸钙表面特性和粒径改变的促进效果及吸附特性，打破了SDS的胶束作用和水合物的“固封”效应，增大了水合物在异相非均质环境中的生成速率，进而促进水合物的生成。因此，多孔介质与表面活性剂的协同体系可以明显地改善水合物生成速率和储气效果，为水合物快速生成技术提供了理论依据和研究方向。     

天然气水合物的形成影响因素与浆体输送研究

天然气深水集输管道内极易生成水合物,研究其形成影响因素对管道的安全运行具有重要意义。采用PVTsim建立了数值模型,并基于5种实验数据对模型进行了可靠性分析。利用该模型,模拟在不同工况下天然气形成水合物的边界条件,基于实验和OLGA模拟数据得到了水合物体积分数与介质摩尔分数的定量关系。研究表明,相比压力,水合物的形成受温度的影响更大。在天然气中,加入乙烷、丙烷、二氧化碳、硫化氢,均会使水合物形成范围扩大,而加入氮气,会使水合物形成范围缩小。随着水中盐度的增大,水合物生成范围缩小。外界温度、压力对水合物生成量的影响较小,几乎可忽略不计。基于水合物浆输送技术的研究成果,得到了保障HCFC⁃141b型和THF型水合物浆流动安全的临界甲烷摩尔分数。     

垂直管内水合物浆液流动特性的CFD-PBM数值模拟

深海天然气水合物在固态开采过程中,当温度、压力平衡被打破时,开采管路中的水合物浆液由液固(水合物颗粒、海水)两相变为气液固(天然气、水合物颗粒、海水)三相的流动。以水合物浆液的气相为主要研究对象,采用CFD-PBM模型对气泡行为变化进行Fluent模拟,并对该模型进行了验证,模拟结果与实验值吻合度较高。结果表明,PBM模型模拟的浆液流态分布较为均匀,气泡的大小在流动过程中主要从小气泡到大气泡;气泡的初始速度对管道水利提升速度影响较大;在浆液湍动能为0.5 m2/s3、气含率为0.3时,气泡会出现二次聚并破碎。通过CFD-PBM计算得到水合物浆液体系中气泡大小分布能够较好的预测水合物颗粒分解出气相后的浆液流动特性。     

天然气水合物形成条件与生长过程研究

测量并计算了合成天然气水合物的形成条件,结果表明,温度越高,水合物相平衡压力越高,而且压力的增加率越大．在水合物相平衡测量基础上利用水合物形成实验装置,在定压条件下对表面活性剂体系水合物的形成过程和水合物的储气质量进行了实验研究,实验结果表明,活性剂对水合物的形成具有显著的促进作用,提高了水合物的储气密度．在3．86MPa、274．05K条件下,天然气水合物的储气量达159．     

MgSO4与表面活性剂复配对水合物生成的影响

在自然条件下,天然气水合物多存在于海洋环境中.因此,研究盐水条件下水合物的形成及其基本性质很有必要.研究了低浓度的MgSO4与十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基糖苷(APG)、十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)等不同表面活性剂复配对水合物生成的影响.在275.15 K、6 MPa的环境下,考察了水合物形成过程中压力和温度随时...     

去离子水体系下丁辛醇弛放气水合物生成条件的实验测定及计算

利用压力搜索法测定了丁辛醇弛放气在温度为274.15～280.15K下的水合物生成压力。结果表明,丁辛醇弛放气在去离子水体系下的生成压力较低,且目标气体组分C3较其他气体组分的水合物生成压力更低,因此可以利用水合物法对弛放气进行分离。采用Chen-Guo模型对弛放气在纯水中生成水合物的数据进行了计算,得到了较为满意的计算结果,平均误差为6.43%,说明Chen-Guo模型能够较好地预测该类体系的水合物的生成条件。通过分析水合物法回收C3气体的可行性,提出了相应的工艺流程。     

天然气水合物的预测与防治措施

水合物对天然气的开采、集输和加工等影响较大。文章介绍了水合物的结构、形成条件,总结了水合物的预测与防治办法。     

井筒和集输管线中水合物生成条件的预测

高压、低温条件下 ,天然气中含有一定的水分 ,在管道、井筒以及地层多孔介质孔隙中形成水合物 ,水合物的形成会造成巨大的危害。水合物的结构有I、II和H型 ,大多数水合物理论预测模型均在VanderWaals Platteeuw模型的基础上发展起来的。在统计热力学理论基础上 ,推导的水合物相平衡理论模型 ,适用于井筒和地面集输多相管流中水合物生成条件的预测 ,适用于I、II和H型水合物的相平衡计算。实例证明 ,这种模型的计算精度能够满足现场的要求     

我国首次海域“可燃冰”试采成功

正由国土资源部中国地质调查局组织实施的我国海域天然气水合物试采工作在南海神狐海域实现连续8天稳定产气,试采工作取得圆满成功,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。天然气水合物是由天然气和水在高压低温状态下形成的固体结晶物质,纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,能够被直接点燃,故也被称为"可燃冰"。据介     

海底砂岩水合物生成机理及储量预测研究进展

天然气水合物作为一种新型能源,90％储存于海洋环境中,其中以海底砂岩水合物储量最高,质量最好,最具开发价值.从海底砂岩水合物生成影响因素及储量预测两个方面的研究进展进行了分析和介绍.在生成影响因素方面,主要阐述了海底砂岩粒径、界面特性、盐的浓度和气体组分对砂岩型水合物形成量的影响,并分析了其影响原因;在储量预测方面,总...     

南海北部神狐海域输导体系特征及其对天然气水合物成藏的影响

基于地震解释和二维盆地模拟,从输导体系的类型、断层的活动性、古压力演化历史等方面综合研究南海北部神狐海域输导体系的特征,并结合生烃条件和天然气水合物稳定域条件,综合探讨输导体系对天然气水合物成藏的影响,进而预测神狐海域天然气水合物有利聚集区。结果表明：神狐海域输导体系类型主要有＂断层＂型和＂气烟囱＂型2种,并以＂断层＂型为主;＂断层＂型输导体系主要分布在神狐海域北部和中东部,断层性质为正断层,组合样式包括鹿角状、反＂y＂字型和阶梯型,断层主要活动期为珠江期—韩江期;该区域经历了3期超压旋回,其中第3次超压旋回与深部烃类流体的生成排放有关;该区域浅层形成了较厚的天然气水合物稳定域,深部具备充足的气源;该区域主要生排烃期与断层主要活动期、第3次超压旋回匹配良好,有利于深部烃类气体通过＂断层＂型输导体系向浅层运移;该区域北部和中东部是未来天然气水合物勘探的有利区。