海底混输管道蜡沉积研究与发展

在综述国内外学者取得的蜡沉积研究成果的基础上,着重分析了目前对多相流动蜡沉积机理、沉积层厚度测量方法、多相流蜡沉积试验和多相流动蜡沉积动力学模型的研究,提出了该研究领域存在的问题,明确了今后的研究方向和技术路线。     

多相管流蜡沉积实验研究进展

总结归纳了国内、外关于多相管流蜡沉积的研究成果,着重分析了油水、油气两相蜡沉积的实验研究情况,提出了多相管流蜡沉积研究存在的问题和建议。     

C6+组分对管输天然气相特性的影响

为提高对管输天然气相特性的预测精度,特别是针对含有C6+重组分的管输天然气,开展C6+组分特征化分析.使用PR状态方程,结合气-液闪蒸计算,对管输天然气的相特性进行预测分析.通过对室内实验测定的管输天然气烃露点数据验证表明,用不同C6+组分特征化分析方法对管输天然气相特性进行预测的结果存在一定偏差,但与将C6+组分合并为己烷近似分析相比较,其预测精度更贴近实测的烃露点.     

立管严重段塞流控制方法实验研究

海底管道普遍存在“下倾管-立管”结构,这种结构极易引发立管严重段塞流,影响正常生产。为了研究立管严重段塞流及其控制方法,中国石油大学(北京)多相流实验室建造了一套半U形管实验架。利用该实验架进行了多种工况的模拟实验,分析了半U形管结构对流体流型的影响、立管严重段塞流的形成过程以及立管严重段塞流发生时流体流动参数的变化规律,并进行了阀节流控制实验研究,提出了利用立管末端节流阀抑制段塞流形成的方法,这一方法已在渤海海底管道生产实际中得到应用。     

动态多相流实验数据库的建立

随着海洋沙漠油田的开发，多相混输技术在地面工程中的应用更加广泛，因此多相流的研究也日益受到重视。实验对于多相流研究至关重要，为了充分利用实验数据，国内外的许多大学和科研机构纷纷建立多相流实验数据库。英国于1991年建立了英国囝家多相流数据库，随后在欧洲共同体的授权下，英国又建立MIRANDA（米兰达）多相流数据库。著名的OLGA软件更足依据强大的多相流数据库（Data Bank）——存储超过10000点的实验数据，30组的天然气／凝析液管线数据，15组的低气液比管线的数据以及若干现场的斗产数据.可见建立多相流实验数据库是多相流研究重要的基础工作。     

物质平衡法对沁水盆地煤层气生产动态的预测

根据物质平衡法建立煤层产气、产水的预测模型,在固定井底流压条件下,采用此方法对我国典型的煤层气区块产能进行了预测,并根据沁水盆地储层参数、井口套压及动液面高度等参数,对比分析了产水量和产气量的实际值与预测值,结果表明:物质平衡方法能粗略预测煤层气产能,对于产气初期的预测误差较大,对稳产期的预测效果较好。     

含天然气水合物的海底多相管输及其堵塞风险管控

为了提升深水油气开发海底输送系统多相流动的安全运行水平、推进“天然气水合物（以下简称水合物）浆液输送技术”的工业化应用进程,基于所搭建的水合物流动保障实验平台,结合水合物动力学生成机理、多相流动规律和可靠性理论,开展了含水合物的海底多相管输及其堵塞风险理论与技术研究。研究结果表明：①水合物颗粒的存在,会减少分层流区域,增强段塞流动趋势,更易形成环状流和波浪流,基于小扰动法所建分层流判别准则,能合理划分实验流型数据;②考虑水合物颗粒间聚并剪切,结合有效介质理论,建立了水合物浆液的黏度、阻力计算方法,预测精度均在±20%以内;③提出了含水合物多相管输的临界悬浮流速概念,分别建立了低于该流速的气浆、高于该流速的固液多相流动机理模型,能更加合理地描述水合物颗粒与多相流动耦合影响规律; ④观察到水合物壁面沉积4阶段历程,通过不同实验条件下水合物沉积率的定量表征分析,揭示了各因素对水合物壁面沉积的作用机理;⑤定量分析了不同流型下水合物颗粒的聚并沉积状态,定性分析了各流型中水合物的堵塞机理及风险;⑥引入可靠性理论,建立了以水合物体积分数为判定条件的极限状态方程,耦合抽样及快速求解理论,实现了含水合物多相输送管道堵塞概率表征,并给出了水合物浆液管道稳定运行的安全评价等级划分原则。结论认为,该研究成果能从定性和定量两个方面有效预测多相混输管道中水合物的生成及堵塞风险,有助于保障海底输送系统多相流动的安全运行。     

浅埋管道总传热系数的计算

作为计算管道沿程温降的关键参数,总传热系数在热油管道的设计与运行中得到广泛的应用,其值的准确计算对管道的安全、经济运行至关重要.管道总传热系数的计算可采用解析法和数值法.对浅埋管道,解析法比数值法偏保守;当管顶覆土厚度不足0.5 m时,管道埋深越浅,两者的偏差越大;在管顶覆土厚度达到或超过0.5 m后,两者的相对偏差能控制在5％以内.     

不可视环境下用声音信号测定间歇频率的新方法

针对不可视环境下的气液两相流动,开发了分析声音信号的方法,利用这两种流型下声音信号的特点来辅助辨识分层流流型和间歇流流型。由于声音信号采集频率高,对管内流体流动的变化更加敏感,故其不但能准确地反映出间歇流的周期波动特性,而且还能通过及时地捕捉由液塞通过时造成的声音信号的振幅变化来准确地确定间歇频率;此外,通过对声音信号的分析,分别得到了间歇频率随液体折算速度和气体折算速度的变化规律。     

注气对固溶物沉淀影响的研究与应用

注气采油是提高原油采收率的主要方式之一,在此过程中准确描述含有沥青质等高分子有机固相物质的油气体系相平衡十分必要。为此,将沉淀的沥青质视为固相,假设标准状态下必须有沥青质沉淀,将标准状态压力和温度引入沥青质固相逸度计算,并同时考虑了标准状态压力和温度对沥青质固相逸度的影响,建立了能模拟沥青质沉淀的气、液、固三相相平衡热力学模型。据该模型计算的结果表明:①能通过比较液相沥青质逸度和固相沥青质逸度大小来判断固相沥青质沉淀的出现。②当注入某油的气体为烃类混合气体时,烃类混合气体的添加使得含沥青质原油的组分发生变化;温度相同时,注气浓度越高,沉淀的压力越大;浓度相同时,温度越低,沉淀的压力越大;当沉淀量一定时,随着注气浓度增加,油品的饱和压力随之增大;相同注气浓度下,当压力高于饱和压力时,随着压力增大,沉淀量减少。③在温度不变的情况下,注入某油的气体为CO2时,其沥青质沉淀量是注CO2浓度的函数且随着CO2浓度的增加,固相(沥青质)的沉淀量不断增大。④在注气驱油过程中,气体的注入极易引发含沥青质原油中沥青质等重质有机物的沉积。