电解质水溶液体系中气体水合物生成条件的预测

对描述高压电解质水溶液体系的Ｚｕｏ－Ｇｕｏ模型进行了简化，并将其扩展应用于混合电解质水溶液体系。结合Ｄｕ－Ｇｕｏ水合物理论模型，分别对３６个单一电解质水溶液体系及４１个混合电解质水溶液体系中气体水合物的生成条件进行了预测，取得了较为满意的结果。     

CO_2-N_2-THF-H_2O体系水合物的生成和模型计算

对合成氨工业排放的烟道气(9.06%(x)CO_2+90.94%(x)N_2)在四氢呋喃(THF)溶液中进行水合物的生成研究。实验结果表明,6.0%(x)的THF水溶液能显著降低该体系的水合物生成压力,具有工业应用价值。通过文献中纯CO_2、纯N_2在THF溶液中的水合物生成数据拟合得到CO_2-THF和N_2-THF的二元交互作用参数,采用改进PR状态方程计算气体逸度,Wilson活度系数模型计算液相中水的活度、Chen-Guo水合物热力学模型计算CO_2-N_2-THF-H_2O体系的水合物生成压力。Chen-Guo水合物热力学模型计算出的生成压力与实验值、文献值进行比较,平均相对误差分别为11.68%和8.46%。     

含抑制剂体系下天然气水合物形成预测模型的建立与应用

油气水混相在开采与运输过程中易生成天然气水合物,预测其形成条件可保障油气田的安全运行。建立了包含超过1500个数据点的广泛数据库和基于PSO-LSSVM的含抑制剂天然气水合物形成解离模型,与BP神经网络模型模拟结果进行了对比分析,并在荔湾气田现场管道进行了预测应用。结果表明,LSSVM模型通过PSO算法优化后确定的正则化参数为321.1523642521、核参数为1.0210368871948。BP神经网络模型和PSO-LSSVM模型的平均相对误差分别为1.92%和0.49%,说明PSO-LSSVM模型的预测能力更强。以纯水为基础介质时,BP神经网络模型和PSO-LSSVM模型均可较准确地预测水合物形成,但以含热力学抑制剂水溶液为基础介质时,PSO-LSSVM模型具有更优秀的表现。PSO-LSSVM模型对于荔湾气田现场生产具有较强的适用性,可为甲醇注入量的确定和现场安全运行策略的制定提供理论依据。     

CO_2-N_2-THF-H_2O体系水合物的生成和模型计算北大核心CSCD

对合成氨工业排放的烟道气(9.06%(x)CO_2+90.94%(x)N_2)在四氢呋喃(THF)溶液中进行水合物的生成研究。实验结果表明,6.0%(x)的THF水溶液能显著降低该体系的水合物生成压力,具有工业应用价值。通过文献中纯CO_2、纯N_2在THF溶液中的水合物生成数据拟合得到CO_2-THF和N_2-THF的二元交互作用参数,采用改进PR状态方程计算气体逸度,Wilson活度系数模型计算液相中水的活度、Chen-Guo水合物热力学模型计算CO_2-N_2-THF-H_2O体系的水合物生成压力。Chen-Guo水合物热力学模型计算出的生成压力与实验值、文献值进行比较,平均相对误差分别为11.68%和8.46%。     

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.     

基于IAO-PNN模型的天然气水合物生成条件预测研究

为降低流动保障中水合物堵塞导致的问题,收集天然气水合物生成实验数据,构造了概率神经网络（PNN）模型。通过自适应权重和双曲正切函数,对天鹰（AO）算法进行改进,实现了平滑参数的优化,最终建立了基于IAO-PNN的水合物生成条件预测模型。通过与热力学模型及机器学习模型进行比较,验证了算法的优越性。结果表明,AO算法改进后（IAO）,寻优精度和收敛速度明显优于AO、粒子群（PSO）和麻雀（SSA）等智能算法;IAO-PNN模型与实验数据的吻合性相对最高,适合二元体系、多元体系、酸性体系和醇盐体系中的水合物生成条件预测,且在高压环境下的预测效果良好;与热力学模型及机器学习模型相比,IAO-PNN模型在训练集上的均方根误差（RMSE）为0.6176、决定系数（R2）为0.9994,测试集上的RMSE为0.7624、R2为0.9991,表现出良好的泛化性能。通过现场验证,IAO-PNN模型适用性良好,可为现场解堵措施的制定提供参考。     

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％。     

CO_2水合物生成流动参数及形态变化的研究

在自行设计的高压水合物循环实验环路装置上进行了CO_2水合物生成实验,研究了CO_2水合物生成过程中流动参数的变化规律,并根据水合物的形态变化对其生成机理进行了分析。实验结果表明,实验过程中温度、压力在同一时刻突变,CO_2水合物在整个循环管路内几乎同时生成;循环回路中的压差随反应的进行先增大后减小;CO_2水合物生成诱导时间随体系压力的升高、流量的增加逐渐缩短,同时高压力、大流量也加快了诱导时间缩短的速率。实验结果对深水流动保障水合物控制技术与深水天然气水合物管道输送技术的研究具有意义。     

天然气水合物新型动力学模型与实验研究

研发了一种由液态烃和表面活性剂组成的复合水合促进剂,通过天然气水合物实验平台对预期效果进行了验证。建立了复合促进剂作用下的水合物生成动力学模型,利用VB软件编程实现模型求解。将不同反应溶液和不同反应气体条件下得到的诱导时间计算值与实验结果及理论分析结果进行比较,吻合度较高,较准确地描述水合物生成的诱导过程。该模型的建立为天然气水合物储运技术的应用与发展提供了理论支持。     

大位移井摩阻扭矩力学分析新模型

钻前的摩阻和扭矩分析是大位移井可行性研究、钻机设备选择或升级改造以及优化井眼轨迹剖面设计的重要依据，对比预测的摩阻扭矩和实测的摩阻扭矩，可以监测井筒清洗程度，预防严重事故的发生。为此，建立了一种大位移井摩阻扭矩力学分析新模型。对于井眼轨迹曲率不同的部分及钻柱刚度不同的部分，采用不同的计算模型，这将提高模型的计算精度；钻柱的某个部分采用何种模型不需人为指定，而完全由程序自动判断控制，这将增强模型的适应能力。考虑底部钻具组合（BHA）中稳定器的影响，将底部钻具组合作为纵横弯曲梁模型，采用加权余量法进行力学分析；考虑钻柱的刚度和井斜、方位的变化，对于除底部钻具组合的钻柱其余部分，由程序根据井眼轨迹曲率及钻柱刚度的大小，自动选用软绳分析模型或刚杆分析模型。     

沉积层水合物的生成动力学模型

分析了沉积层中天然气水合物形成的原因。在公认的水合物形成地质模型基础上,借助分形几何理论,对分形维数df进行了修正。描述了天然气水合物在分形介质中的扩散特性及生成动力学特性,对水合物的形成速率方程进行了数值求解,研究了分形维数df及扩散半径r的改变对水合物形成速率的影响,将所得结果与实验室数据进行了比较。通过对水合物在天然多孔介质中的生成过程的模拟,为实现对我国南海地区天然气水合物矿藏的预测与分析做了理论探索。     

气井油管中水合物的形成及预测

天然气水合物是天然气与水在一定的温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井测试与生产系统中,一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便与水形成水合物,堵塞油管或井口集输管线。研究分析了气井油管中水合物形成的规律,提出了预测水合物形成趋势和可能位置的方法及预防措施。     

天然气在复杂气藏内渗流问题的新模型及应用

针对形成不同流体区域的气藏、有边水气藏、岩性尖灭气藏及井底存在污染或改善的气藏等情况,建立了考虑井筒相态重分布的复杂气藏的渗流新模型,求出了３种典型外边界条件下的气藏拟压力分布解析解,并绘出了井底压降曲线。给出的气藏无量纲压力表达式及压降曲线,还可适用于凝析气井及井筒带积液的气井。结合实例分析给出了本理论在油田开发中的应用。     

南海天然气水合物成矿条件与找矿前景

天然气水合物是一种新近发现的能源矿产,世界各国都非常重视对它的调查研究。南海是西太平洋天然气水合物成矿带的重要组成部分,具备良好的成矿条件和找矿前景,并已发现一系列地球物理和地球化学找矿标志,如模拟海底反射层标志、孔隙水氯离子浓度降低标志、卫星热红外增温异常、甲烷含量异常和热释光异常等,是我国最有希望的找矿远景区。     

裂缝性油气藏渗流系统模型与应用研究综述

介绍了研究裂缝性油藏的渗流特征的意义.针对裂缝油气藏中的渗流问题,总结和评价以往研究者提出的不同裂缝渗流模型和数值求解方法.着重介绍了裂缝性油气藏多重介质物理模型,包括等效孔隙介质、离散裂缝网络、双重介质、双重裂缝、三重介质和分形模型的特点、数学描述方法及应用,比较了各种模型的优劣及局限性.分析了裂缝性油气藏渗流力学存在的复杂性和面临的挑战,指出今后研究趋势,对裂缝性油气田开发过程中的渗流工作提供一定参考.     

油气化探研究中干扰排除与异常识别的新方法及其应用

以油气化探异常和干扰频率特征分析为基础 ,建立了应用小波分析进行干扰排除的新方法 ,提出异常类型及其形成机制的理论模型 ,并在此基础上建立了以统计学、分形几何学、人工神经网络以及计算机技术为支撑的异常识别新方法。应用这些新方法 ,不仅可以区分油气化探中的背景异常、微渗逸异常和渗逸异常 ,而且有利于研究断层属性及其与油气的关系 ,有利于研究圈闭的封盖条件及含油气性。二连盆地、冀中坳陷和济阳坳陷的应用实践表明 ,应用上述油气化探新方法 ,不仅可以大大减少化探异常解释的多解性 ,而且与地质、地震资料相结合进行综合勘探能够有效降低勘探风险 ,提高勘探成效     

水合物气藏降压开采数学模型

文章建立了新的降压分解模型来模拟水合物气藏的降压分解过程。新模型把水合物气藏划分为水合物区、分解区和分解完全区，研究了气、水两相流动，并考虑了整个储层温度的变化。预测结果表明，分解前缘处压力降和温度降急剧；分解区和分解完全区的温降比水合物区的温降更快；分解区内往井底方向，水合物饱和度逐渐降低、天然气饱和度是逐渐增大、水饱和度先增加后降低；水饱和度存在波峰并与水合物分解前缘同向移动。     

喷射方式下表面活性剂对水合物生成实验研究

气体水合物的高效快速生成是利用水合物方式储运相关气体的关键。水合物的生成受气体组成成分、反应温度与压力、水-气接触方式和添加剂等诸多因素的控制。这些因素制约着水合物的生成结构类型、反应速度和含气量等物理化学性质。从结晶的过程考核气体水合物的生成包括溶解、成核与晶体生长3个阶段，其中成核过程是控制水合物生长的关键因素，一旦成核水合物即可在临界晶核母体上快速生成。为此，利用高压水合物生成装置,在喷射方式下添加表面活性剂进行了不同压力、温度下天然气水合物生成的实验，测定了纯水与添加剂溶液中天然气水合物的生成过程及其特性。通过实验数据与结果分析,得出表面活性剂SDS不但可以加快天然气水合物生成速度，同时还可提高其含气量，并初步分析了喷射方式下表面活性剂促进水合物生长的机理。这些研究对解决实际生产问题具有指导意义，并将促进气体水合物储运应用技术的发展。