含1,1,1,2-四氟乙烷混合气体体系Lw-H-V相平衡实验研究

利用恒温压力搜索法在277．15～295．49K温度范围内测量了3组含R-134a混合气体生成水合物的相平衡条件，结果表明在实验温度范圊内R-134a显著降低甲烷和氢气形成水合物的压力；对其中一组数据采用Parrish-Prausnitz模型进行了相平衡预测计算，并修正了该奈件下的Langmuir经验常数，修正前后模型计算的最大压力误差分别为25．6％和4．11％，表明经验参数的修正改进了预测结果。     

干水对瓦斯混合气水合分离动力学影响研究

利用正交实验法研究了干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比对瓦斯混合气水合分离动力学的影响,结合瓦斯水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和生长速率.运用极差法和方差法对实验结果进行分析,结果表明:以诱导时间为目标参数,影响因素干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比的极差值分别为17,5,9;以生长速率为目标参数,上述3个影响因素极差值为1.33,0.26,0.37;研究发现干水中NaCl质量分数是影响瓦斯水合分离动力学的关键因素;干水中NaCl质量分数为2%、气相疏水性二氧化硅质量分数5%、原料气摩尔分数配比G3工艺条件下,瓦斯水合物形成诱导时间最短,水合物生长速率最快.     

苯甲酸在含夹带剂超临界CO2中溶解度研究

为了给超临界萃取技术工业化设计提供基础数据,用流动法测定了苯甲酸在35．0、45．0、55．0℃,8．0 -23．0 MPa条件下,在超临界CO2和含乙酸乙酯(C4H8O2)、乙醇(C2H6O)或C4HBO2+C2H6O(摩尔比为1:1)夹带剂的超临界CO2中的溶解度数据,夹带剂的摩尔分数为0．02．分析了温度和压力对溶解度的影响及各种夹带剂的效应和作用机理．用改进的chrastil方程和化学缔合模型分别关联实验数据,计算值与实验值的平均相对偏差为7．56％和4．83％．     

CO2-N2-TBAB-H2O体系水合物生成实验和模型研究

四丁基溴化铵(TBAB)可以作为热力学促进剂用于从烟道气中分离CO₂。研究CO₂-N₂-TBAB-H₂O体系水合物生成条件的热力学模型,为水合分离CO₂ 提供热力学相平衡数据,具有一定实际意义。将Chen-Guo水合物热力学模型用于计算CO₂+N₂ 在TBAB溶液中的水合物生成压力,将计算结果与实验值、文献值进行比较,误差分别为15.96%、5.45%,并对误差进行分析。     

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．     

封闭油藏注气增能降粘提高采收率研究

封闭油藏主要靠油藏自身的弹性能开采,能量衰竭很快。向地层注入CO2或烟道气,可以增加封闭油藏的压力,补充地层弹性能。利用高温高压PVT设备,把注入烟道气或者CO2和稠油充分混合,测得1MPa到7MPa条件下的烟道气或者CO2稠油的粘度和体积系数。并用岩心实验模拟注入烟道气或者CO2的稠油压力衰竭开采过程。实验表明,CO2和烟道气在原油中有很好的降粘能力,40℃、7MPa条件下分别饱和CO2和烟道气,饱和CO2原油的粘度降低幅度超过95%,体积膨胀15%;饱和烟道气的原油粘度降低38.1%,体积膨胀4.9%。压力衰竭实验表明,注入段塞的大小0.4PV为宜;三轮次注气增能降粘CO2能采出57.84%的原油;烟道气能采出43.99%原油;水驱后注气增能分别能提高采收率17.31%、13.29%。     

气固循环流化床碳化室局部CO_2摩尔分数的研究

在内径0.1 m,高1.0 m的碳化室(浓相区)和高3.0 m上升段的气固循环流化床反应器内,分别以混合气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))和CaO颗粒(平均粒径0.85 mm)为气相和固相,采用不同温度、表观气速和CaO颗粒循环速度,对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了系统研究。应用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了模拟计算。在模拟计算过程中,通过自编C语言程序,将CaO与CO2反应的动力学模型与Fluent 6.2中的传统模型结合。模拟结果显示:最佳反应温度为925K;表观气速为0.10 m.s-1;CaO的循环速度为0.12 m.s-1。在较低温度下,碳化室内不同高度局部CO2摩尔分数的模拟结果与实验数据吻合良好。随温度增加,计算值与实验值误差增大。     

注甲醇溶液分解丙烷水合物实验模拟

在自制的可视化水合物开采装置中进行了以恒流量注入不同质量分数（30．0％,60．1％,80．2％,99．5％）甲醇溶液定容分解丙烷水合物的模拟化学试剂法分解天然气水合物实验。结果表明,分解实验开始后,釜内液相温度缓慢降低,压力近似于线性增长,分解时间随着质量分数的增加逐渐减少但减少的程度在减弱。通过计算得到丙烷水合物的平均分解速率介于0．02059～0．04535mol／（min·L）,并随注入甲醇质量分数的增加而增大。与注入纯水分解水合物实验相比甲醇的注入可以减少水合物分解时所需要的热量、加速水合物分解,同时提高甲醇的质量分数有利于加速水合物的分解。     

生物质基合成气合成甲醇的热力学模拟研究

为了指导生物质气化合成气的目标组成,为生物质间接液化制取甲醇技术提供必要的理论参考依据,基于Aspen Plus软件平台对生物质基合成气合成甲醇的热力学进行了模拟计算与分析.计算了不同温度、压力和初始组成下反应体系的平衡组成,及其对CO、CO2平衡转化率和甲醇平衡收率的影响.并以4种不同组成的生物质合成气为初始原料,对甲醇合成的热力学分析结果进行了比较.结果表明,降低反应温度增大系统压力有利于生物质基合成气的转化;生物质合成气的初始组成是甲醇合成的重要影响因素,提高原料气中的H2/(CO+CO2)量比比例,降低CO2/CO量比比例,有利于提高甲醇的产量.     

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。     

甲醇与CO2/CH4混合气开采天然气水合物研究

针对CO2置换法开采CH4水合物的过程中CO2水合物在井底过早生成、高压下CO2发生液化导致渗流过程驱替阻力过大等问题,同时为了获得高压且富含CH4的产物气,选择CO2/CH4混合物作注入气,在岩芯驱替装置上研究了“抑制剂⁃气体置换法”分解CH4水合物的过程。结果表明,当混合气中CH4体积分数为57.4%时,可在7.5 MPa下获得体积分数为72.9%的CH4产物气,并且获得的CH4产物气的量要显著大于所注入的CH4的量。另外,还评估了在地层深部低体积分数的甲醇溶液（20%）和高体积分数CH4混合气（77.9%）对天然气水合物的分解效果,结果显示,随着“抑制剂⁃气体置换法”分解天然气水合物过程的进行,地层深部的CH4水合物基本不发生分解,但CO2水合物生成过程依然十分显著。     

干预作业下深水气井井筒水合物沉积规律研究

了解水合物沉积规律,可为深水气井干预作业方案优化及井筒内水合物防治提供思路。在气液两相流动模型的基础上,结合干预作业工具下放引起的热量交换和摩阻梯度变化,建立了干预作业下井筒压力和温度预测模型,采用迭代法对温度和压力模型耦合求解。基于水合物生长动力学模型,结合井筒温度和压力预测结果,建立水合物沉积模型,分析了干预作业下井筒内水合物沉积规律。结果表明,产量的增加导致井筒内压差升高,高产量下泥线处井筒温度较高;随着干预作业工具的下放,井筒内压力升高,但压力升高幅度逐渐减小,井口处压力的最大升高幅度约为3.0 MPa;干预作业工具直径占比小于50%时,干预作业工具直径越大,井筒压力越高;井筒泥线位置是水合物沉积堵塞高风险区域,低产井的水合物沉积速度比高产井的水合物沉积速度快;干预作业工具下放至泥线附近时井筒水合物沉积速度最快,干预作业工具直径占比50%时井筒水合物沉积速度较快。     

反应条件对DEA吸收CO_2的影响研究

在自行设计的化学吸收-热解吸中试实验系统上,以DEA(二乙醇胺)水溶液为吸收液,CO2为处理对象,分别考察了吸收液体积分数、液气体积比、CO2体积分数和空塔气速对CO2脱除效率的影响,并计算了吸收液CO2摩尔负荷、总传质系数和填料层单位压降的变化。实验结果表明,液相传质阻力即吸收液浓度和液气体积比增加对CO2脱除起促进作用效果,最佳操作条件为DEA吸收液体积分数10%～20%、液气体积比为0.125;而气相传质阻力即CO2体积分数和空塔气速增加对吸收效果有负影响。此外,气相条件对CO2脱除效果的影响远比液相条件小得多,说明传质阻力主要在液相侧。     

基于支持向量机-CV的天然气水合物生成预测

天然气水合物的生成过程是一个多组分、多物态的系统,存在着复杂的结晶成核过程,需要考虑压力、温度、促进剂、搅拌速度等因素的影响,不但涉及动力学问题还涉及热力学问题,对其生成很难进行精确预测。基于支持向量机理论,结合实验数据,建立支持向量机预测模型来进行天然气水合物生成时的相平衡压力预测,采用平均平方误差、平方相关系数,以及平方绝对百分比误差和平均绝对误差等四种误差公式对预测精度进行评估, 结果分别为8.37008×10^-5、99.8976%、0.5424%、1.9900%,还对源数据进行了归一化([1,2])预处理以及利用交叉验证方法对核参数g(4)和惩罚因子c(1.4142)进行了优化。模拟结果显示,由支持向量机预测模型得到的相平衡压力与实际实验获得的相平衡压力基本一致,预测效果较理想,证明该模型具有较高的准确性和可靠性。     

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     

天然气水合物生成焓的测定(英文)

实验测定了在压力 2 0 0 0 k Pa和 670 0 k Pa条件下 ,含有甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷等典型组成的天然气其水合物的生成焓。实验所用水合物是在微分扫描量热仪里直接生成 ,且在指定的压力下进行恒压温度扫描 ,同时测定水合物中的水气比和生成焓。其误差小于 1 .5 %。实验结果表明 ,在不同的实验压力条件下 ,水合物的生成焓与水气比变化较小     

草桥稠油热-氧化降黏规律

为实现稠油永久性降黏,对草桥稠油氧化剂辅助下热降黏行为进行了研究。用GSHA型高压反应釜模拟热采时的井下条件,从降黏率、裂解气组成和元素组成的角度分别考察了温度、氧化剂浓度对草桥稠油热降黏效果的影响。实验结果表明,加入2%H2O2时,草桥稠油的热降黏效果最好。加入适量的H2O2,反应温度越高,降黏效果越好。CO、CO2、H2S和轻质烃的生成,表明稠油中部分组分发生热裂解和氧化还原反应,稠油中轻质组分增加,实现了稠油的永久性降黏。由于高锰酸钾的强氧化性,使得草桥稠油黏度不降反增。在低温下适度的氧化作用有利于稠油降黏,但深度氧化会使稠油黏度升高。     

井口注入参数对CO_2注入井井底温度、压力影响研究

CO2驱既可以提高原油采收率又可以实现CO2气体的埋存,是目前国内外研究较多的驱油技术。对于CO2驱,一个重要工作就是根据油藏工程设计的井底压力通过井筒计算来优选井口注入参数,从而为注入井设计提供理论依据。目前CO2注入井筒温度、压力剖面计算主要将井筒中的CO2考虑为单一相态进行计算,因而计算结果精度较差。若将井筒中CO2的相态变化加以考虑,建立计算模型,对实例井进行计算。计算结果与实测结果对比显示模型计算精度较高。在此基础上,对注入温度、注入量等CO2井口注入参数进行了敏感性分析,结果表明,二者对CO2注入井井底温度、压力均有一定影响。