深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究

发布时间：2020-05-26 18:07

【摘要】： 为了解决油田作业中水合物封堵带来的系列问题,也为了更好的开发自然界的水合物资源,合理的利用水合物技术,在一定程度上能否较为准确的预测水合物生成的温度压力条件就成为一个关键。 本文考察了多种现有的水合物预测方法,选择了以相平衡理论为基础,应用统计热力学理论建立的天然气水合物的分子热力学模型VDWP模型为基础模型,并应用Du-Guo模型计算Langmuir常数,编制基本程序,实现了气体在纯水体系中的水合物生成条件的准确预测。 采用改进的Nasrifar et al模型计算有甲醇或(和)氯化钠存在的体系的水合物形成条件,并以甲醇(或氯化钠)作为基本参考物质,以实验为基础,通过对实验数据的分析,提出“有效当量浓度”概念,建立了部分无机盐、聚合醇等一系列油田化学剂相对于甲醇(或氯化钠)的有效当量浓度关系,提出了一种新的简单、快捷、准确性较高、预测范围较广的水合物预测方法。 在理论和实验研究的基础上,开发了天然气水合物预测软件,针对加入的不同抑制剂、不同抑制剂浓度、不同天然气组分等情况,软件均能提供水合物生成温度、压力的预测结果。 在以上工作完成以后,利用本实验室的水合物高压反应装置实验验证了部分较具代表性的物质形成水合物情况,与本文编制的预测程序预测结果对比,并与精度较高的Sloan商用水合物预测软件对比分析,表明本文提出的有效当量浓度理论可行,程序预测可靠。
【图文】：

图2-1混合气体水合物的压力—温度平衡曲线Fig.2-1 The pressure of mixed gas hydrates-temperature equilibrium curves衡常数法41 年 Katz 等人将固态的气体水合物与液体溶液做了类比，提出了平衡常合物看做是气体溶解于固体中而形成的溶液，以气固平衡常数来达到对水的预测的目的。这种预测水合物的方法得到广泛使用。平衡常数法基本方表示：1iiyK 中，平衡常数i i iK y x。ix 为水合物相中组分i的摩尔分数， yi为气体i所占的摩尔分数。已知组成的天然气，设定某一生成温度或压力，再由气固平衡常数图查得

图3-1水合物实验装置示意图Fig.3-1 The schematic diagram of hydrate experimental apparatus搅拌式反应装置有如下几个优点：(1)加速气体在体系中的溶解，缩短了水合物生成的诱导时间。不断地更新和增加反应界面,使气体充分反应，提高了反应的速率。(2)加速了反应的热量传递过程,使得反应中产生的热量能迅速扩散开来。在气-水界面有水合物生成的时候，会产生一些热量，搅拌可以加快热量扩散,使得生成的水合物至溶解，不影响水合物晶粒的长大。(3)加速反应过程，缩短反应时间，提高了水合物储气能力。同时，搅拌式实验装置也存在一些不足。如果反应釜内体系的粘度较高，不利于搅拌，则影响气体水合物的形成。搅拌法进行水合物实验时，需要控制搅拌速度及搅拌时间，过高速度的搅拌不仅无利于水合物生成，，反而会因机械运动而产生热能，融解已产生的水合物，带来副作用。
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P744.4

【引证文献】

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1 李国祥;范春华;尹衍升;;微晶储运法天然气储运技术[J];上海海事大学学报;2013年02期

本文编号：2682214