二氧化碳的管道输送工艺

将二氧化碳(CO2)自气源地输送到油气田进行地质封存,不仅可以减少CO2向大气的排放,还可以提高油气田采收率。由于CO2的临界参数较低,其管道输送工艺可分为气态、液态以及超临界态三种方式。根据CO2相态包络图,解释说明了三种相态的具体定义及其压力、温度范围。结合流程图,分别介绍了三种输送方法的具体工艺,对其经济性进行了比较。并对CO2管道输送工艺的应用现状进行了概述。     

中石化二氧化碳管道输送技术及实践

二氧化碳管道输送是保证碳源与碳汇合理匹配的关键,在碳捕集、利用与封存项目中起着重要的作用,但二氧化碳管道输送技术仍面临诸多挑战。主要介绍了中石化近几年在二氧化碳管道输送方面,包括管输工艺、安全泄放、管材断裂韧性指标、基于地理信息数据的二氧化碳管道设计与优化、行业标准规范编制等方面取得的一些成果;还对进行了前期研究设计工作的3项二氧化碳输送工程进行了说明,为行业内开展相似的研究工作提供参考和借鉴。     

管道输送二氧化碳单井吞吐工艺

利用江苏油田有CO2气源井这一有利条件,根据气源井出气的状况.研究成功了管道输送CO2工艺、液态CO2注入工艺及防腐、返排等配套技术,并因地制宜,就近选择了近10口井进行现场应用,获得较好的增油效果。管道输送CO2单井吞吐工艺是一项适合复杂小断块油田提高原油采收率的三次采油技术,在江苏油田有较高的推广价值。     

磷酸三丁酯在超临界二氧化碳中的溶解度

采用超临界萃取装置测定了热力学温度为303.15,313.15,323.15 K,压力为8.5～25.0 MPa条件下磷酸三丁酯(TBP)在超临界二氧化碳中的溶解度,并根据溶剂化缔合理论、相平衡规则及高压对溶剂化平衡的影响建立了溶解度的数学模型。结果表明,所建立模型的TBP溶解度预测值与实验值吻合良好。用Chrastil模型关联实验值发现,用模型计算的精度远高于Chrastil模型关联的结果。     

基于物理模型驱动的机器学习方法预测超临界二氧化碳管道最大泄漏速率

碳捕集与封存(CCS)项目中涉及的大规模CO₂适合采用超临界管道输送。然而超临界CO₂管道泄漏过程伴随着复杂相变,因此对其最大泄漏速率进行准确预测是目前的研究难点。鉴于传统物理模型方法存在建模复杂、假设过多、计算耗时等缺点,研究提出通过机器学习方法预测超临界CO₂管道最大泄漏速率,分别采用粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)和简化处理的卷积神经网络(CNN)对等熵阻塞泄漏模型所生成的泄漏特征数据进行学习,并测试了机器学习模型的预测准确率和泛化能力。研究结果表明：(1)物理模型、PSO-SVM、CNN的预测结果与实验数据的平均误差为28.82%;(2)两种机器学习模型预测精度相差不大,CNN的训练时间远短于PSO-SVM,但PSO-SVM的泛化能力强于CNN,因此,SVM适用于小样本数据精确预测,而CNN更适用于对大数据的学习和预测。本研究成果为超临界CO₂管道最大泄漏速率预测提供了一种高效的新方法。     

超临界CO2管道输送流动保障分析要点探讨

近年来,随着碳捕集与封存的需求不断提高,CO₂管道成为关键支撑,大规模发展趋势明显。CO₂管道可采用气相、超临界相或密相输送的方式。相比气相输送,长距离CO₂管道采用超临界输送模式具有更好的经济性。与常规油品输送相比,超临界CO₂在输送过程中存在水击超压、热膨胀超压、降压相变、相变低温等问题,受超临界CO₂物性特点、输送工艺等影响,超临界CO₂流动保障值得系统性探讨。基于超临界CO₂输送工艺与运行特点,识别了超临界CO₂管道输送流动保障分析要点,探讨了超临界CO₂与常规油品的水击超压、热膨胀超压问题,具体开展了超临界CO₂计划性放空管体相态与温度分布研究。研究表明：超临界CO₂管道水击超压影响相对较小,但存在水击点下游降压相变风险;超临界CO₂管道停输后存在热膨胀超压风险;受地形影响,超临界CO₂管道计划...     

超临界二氧化碳钻井流体关键技术研究

超临界二氧化碳钻井技术是利用超临界二氧化碳作为钻井流体的一种新型钻井方法,具有能有效驱动深井井下马达,控制井底压力容易,破岩门限压力低、破岩速度快,能防止储层损害等优点,但成功利用超临界二氧化碳钻井技术的关键是充分了解超临界二氧化碳钻井过程中井筒中二氧化碳流体的温度和压力分布。为此,建立了考虑井筒流体与地层换热对井筒流体温度影响的井筒传热模型,根据能量守恒原理,推导出了井筒流体温度计算模型,并考虑到钻井过程中可能钻遇水层的情况,对该计算模型进行了修正;利用有限元方法,推导出了井筒内二氧化碳钻井流体的压力计算公式。实例计算表明:钻杆内二氧化碳流体的温度和压力随井深增深而增大,但与井深的关系是非线性关系;钻杆内二氧化碳流体的密度随井深的增加而减小,但到近钻头处开始增大。环空中的压力随井深的增加而增大,但两者的关系也是非线性关系;环空中的温度随井深增加先升高后降低;环空中的二氧化碳密度随井深增加而增大,但两者为非线性关系。      

二氧化碳化学的新进展——超临界下的反应

简要介绍了在超临界条件下，二氧化碳化学的新进展、开发研究动向及其发展趋势。     

含杂质超临界CO_2输送管道的停输影响因素

CO_2管道输送和安全运行相关技术的研究是CCUS技术推广的重要一环。在年生产36万吨CO_2的陕西延长油田CCUS项目基础上,对管道输运含杂质超临界CO_2的过程进行研究。在分析延长油田实际含杂质CO_2物性及相图的前提下,采用OLGA软件分析超临界CO_2稳态输送过程,进而研究超临界CO_2管道停输及安全停输的影响因素,分析停输过程中流体达到准临界区的脉动规律,及初始温度、流量参数对CO_2管道停输的影响,获得初始条件对脉动冲击的影响规律。     

CO2地面处理、液化和运输技术

CO₂减排已成为全世界共同关注的焦点，CO₂地面处理、储存和运输技术是CO₂大规律综合利用的枢纽和关键技术。介绍了常温高压、低温低压两种CO₂液化技术；分析了管道运输、汽车槽车运输、铁路运输和船舶运输四种CO₂运输方式的优缺点，目前都存在运输成本高、储存密度低、损耗高、运输效率低等问题；运输方案的选择必须综合考虑运输量、运输设备的压力和温度条件、运输距离、市场需求和市场价格、沿线交通载体布局等因素。以Weyburn油田CO₂储存和监测项目为例，介绍了注CO₂提高油田采收率的地面处理和运输技术。指出：降低CO₂地面处理、储存和长距离运输成本，提高长距离运输的安全可靠性，将是CO₂大规模综合利用研究的热点和关键点之一；我国开展注CO₂提高采收率的潜力非常大。     

液氨外输管线阀门断裂原因分析

针对某厂液氨外输管线阀门在运行过程中突然断裂,导致大量液氨泄漏的事故,通过对事故阀门进行宏观检查、化学成分检验、力学性能检测,分析了介质环境对阀门阀芯部位温差应力的影响。结果表明,在阀门原始铸造与设计存在缺陷的情况下,阀门不能承受内压、温度与外部载荷的综合作用而导致脆性断裂。     

压裂助排工艺优化设计研究

如何提高返排率、减少压裂液对地层的伤害,实现人工裂缝高导流能力,已经成为油气藏增产改造技术面临的重要课题。通过分析氮气、CO2的物理化学特性,研究了液氮、CO2的助排机理,建立气体伴注排液模型,编制了气体伴注设计软件,对影响压裂井气体伴注效果的因素进行了研究,并对助排工艺参数进行了优化设计。结果表明,随着井深增加和压力梯度的降低,液氮伴注比和氮气伴注排量略有增大;井深每增加100 m,液氮伴注比增加约0.3%;压力梯度每增加0.01 MPa/m,液氮伴注比降低约0.6%。随着泵注排量的增加,液氮伴注比增大。井底压力的变化幅度与井口注入压力的变化幅度基本相同;井口注入压力每增加5 MPa,井底压力也增加约5 MPa。随注入流量的增加,井筒压力逐渐减小;注入流量每增加0.5 m3/min,井底压力降低约1.75 MPa。对胜利油田某井进行液氮助排参数优化设计,压裂液返排率达到90%,压裂井产量增加了2.7倍,表明所建立的数学模型准确可靠,可以用于指导油田现场施工。     

利用天然气生产液体二氧化碳技术介绍

对二氧化碳资源贫乏地区,利用烃类燃烧和二氧化碳提纯技术生产液体二氧化碳是可供选择的生产二氧化碳的技术方案。本文简要介绍了一种以天然气为原料生产高纯液体二氧化碳技术及装置概况。     

经济发达地区长输管道的设计

介绍了长输管道设计中难点问题.从城市规划区、开发区、经济发达地区的水域、水网穿越、公路、铁路穿越、地下光缆、管道穿越及500 kv电力线路等方面阐述了设计应注意的问题,并提出了解决的方法.     

浅析埋地输油管道强度设计

压力管道是管道输送工程的重要组成部分之一,其安全至关重要,在总投资中占有较大的比例.管道输送工程设计既要节约投资更要确保管道的安全运行.管道的强度设计是决定管道是否安全的重要因素.     

浅谈长输管道施工作业带的优化设计

根据施工作业的实际情况,对影响施工作业带宽度的管径、沟槽开挖尺寸、管沟土方挖填量等因素进行了充分论证。为了提高经济效益和社会效益,在符合设计规范、满足工程要求的前提下,应对施工作业带宽度进行优化设计,降低投资及合理确定工程造价。     

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本文对输气管道设计采用强度安全和距离安全两种设计原则进行了初步的探讨,结合我国输气管道建设经验,提出采用强度安全设计原则。并相应的提出了地区等级划分标准和设计系数,对输气管道设计和正在编制的我国输气管道设计规范,有一定参考价值。     

天然气长输管线设计方案优选方法研究

长输管线设计方案的优选是根据工程设计原则 ,从所提供的预选方案中 ,遴选出最佳设计方案。由于方案涉及到的设计参数和技术经济指标具有典型的层次特征 ,因而可以用层次分析方法来定量确定各种指标相对目标层的权重 ,结合密切值法对各个方案与理想方案逼近程度的计算 ,实现方案优劣排序。实例计算结果表明 ,在天然气长输管线设计方案优选指标体系及结构模型之中 ,AHP -MCZ能从多因素、定量与定性相结合的角度来确定出最优设计方案。为设计者选择技术上可行、经济上合理的设计方案提供了一种新方法