含天然气水合物相变的环空多相流流型转化机制研究
发布时间：2022-01-23 07:45
含天然气水合物相变的环空多相流流型转化机制的研究,是深水油气及天然气水合物藏钻探过程中,井筒内流体力学计算的关键问题之一。深水钻探时,由于井筒中存在天然气水合物相变问题,使得目前环空多相流动理论无法满足工程需求。此理论的突破,对我国深水油气及水合物资源的开采具有重要的意义。本文通过实验和理论分析,得到了天然气水合物相平衡条件、生成速率以及分解速率的计算方法;深水条件下,井筒中天然气水合物的相变模拟计算表明:水合物的生成速度要远大于其分解速度,天然气一旦进入井筒中水合物生成区域,会在很短的时间内相变为水合物。井筒内温度会对水合物相变产生很大影响。利用自行研制的承压、大直径的“含天然气水合物相变的环空多相流流型转化模拟系统”进行了流型转化实验研究,得到结论如下:随着注气量的增大,流型变化历经泡状流、弹帽泡状流、弹帽沫状流和沫状流四种流型,而没有发现段塞流,并探讨了段塞流未出现的原因。随着混合相雷诺数的增加,泡状流失稳时的临界截面含气率呈现先下降再升高的趋势,因为流动的湍流度对气泡的聚并有正反两方面作用。一方面,它使得气泡的碰撞机率增高,对气泡的聚并有利;另一方面,它使得两气泡相遇的特征时间...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
天然气水合物分解模型
图 2-5 甲烷水合物储层分解模拟系统示意图Fig 2-5 methane hydrate reservoir decomposition simulation system schematic diagra（3）表观分解速率常数和活化能测定实验图 2-6 表示了实验过程中甲烷水合物在不同逸度差 Δf （压力差）条件下分解比0H Hn n （甲烷水合物分解速率）随时间的变化关系。 Δf 是水合物平衡压力逸度 与固体表面气体逸度 之差。ef f00.20.40.60.81剩合物分解水余百分比(%)逸度差4.77 MPa逸度差4.04 MPa逸度差2.43 MPa逸度差1.42 MPa
测量精度 0.15%；入口、出口各 1 点，压缩空气出口 1 点，水泵精度 0.5%；流量 1 路，耐压 10MPa，流量范围 0.1-2.0 Nm，耐压 10MPa，流量范围 0.2-5m3/h，流量测量点，距管路顶部 1/3 处，安装两套空隙率计，。，控制流量范围 0.1-2.0 Nm3/min，控制精度 1，控制范围 0.25-5 m3/h，流量控制精度 1%。法采用自行研制的阻抗式空隙率计[130-132]。由压、密封的三探头传感器，如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Annular multiphase flow behavior during deep water drilling and the effect of hydrate phase transition[J]. Wang Zhiyuan and Sun Baojiang School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(East China),Dongying,Shandong 257061,China. Petroleum Science. 2009(01)
[2]深水钻井井筒中天然气水合物生成区域预测[J]. 王志远,孙宝江,程海清,高永海. 石油勘探与开发. 2008(06)
[3]深水司钻法压井模拟计算[J]. 王志远,孙宝江,高永海,曹世敬,宋林松. 石油学报. 2008(05)
[4]深水钻探井筒温度场的计算与分析[J]. 高永海,孙宝江,王志远,曹式敬,宋林松,程海清. 中国石油大学学报(自然科学版). 2008(02)
[5]天然气水合物开发利用面临的问题及应对策略[J]. 樊栓狮. 中外能源. 2007(04)
[6]甲烷水合物分解动力学模型[J]. 李娜,奚西峰,何小霞,樊英杰,刘芙蓉. 天然气地球科学. 2006(06)
[7]天然气水合物分解动力学研究进展[J]. 周锡堂,陶鲜花,庞重军. 天然气化工. 2006(05)
[8]小波分析在气固流化床中颗粒碰撞压力信号分析中的应用[J]. 杨虎,陈虹,马燮,郝世雄,杨郭. 化学反应工程与工艺. 2006(04)
[9]甲烷水合物常压分解[J]. 田龙,樊栓狮,郝文峰. 武汉理工大学学报. 2006(07)
[10]我国海洋深水油气开发面临的挑战[J]. 李清平. 中国海上油气. 2006(02)
硕士论文
[1]天然气水合物开采的流动模拟[D]. 程海清.中国石油大学 2008
本文编号：3603904
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
天然气水合物分解模型
图 2-5 甲烷水合物储层分解模拟系统示意图Fig 2-5 methane hydrate reservoir decomposition simulation system schematic diagra（3）表观分解速率常数和活化能测定实验图 2-6 表示了实验过程中甲烷水合物在不同逸度差 Δf （压力差）条件下分解比0H Hn n （甲烷水合物分解速率）随时间的变化关系。 Δf 是水合物平衡压力逸度 与固体表面气体逸度 之差。ef f00.20.40.60.81剩合物分解水余百分比(%)逸度差4.77 MPa逸度差4.04 MPa逸度差2.43 MPa逸度差1.42 MPa
测量精度 0.15%；入口、出口各 1 点，压缩空气出口 1 点，水泵精度 0.5%；流量 1 路，耐压 10MPa，流量范围 0.1-2.0 Nm，耐压 10MPa，流量范围 0.2-5m3/h，流量测量点，距管路顶部 1/3 处，安装两套空隙率计，。，控制流量范围 0.1-2.0 Nm3/min，控制精度 1，控制范围 0.25-5 m3/h，流量控制精度 1%。法采用自行研制的阻抗式空隙率计[130-132]。由压、密封的三探头传感器，如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Annular multiphase flow behavior during deep water drilling and the effect of hydrate phase transition[J]. Wang Zhiyuan and Sun Baojiang School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(East China),Dongying,Shandong 257061,China. Petroleum Science. 2009(01)
[2]深水钻井井筒中天然气水合物生成区域预测[J]. 王志远,孙宝江,程海清,高永海. 石油勘探与开发. 2008(06)
[3]深水司钻法压井模拟计算[J]. 王志远,孙宝江,高永海,曹世敬,宋林松. 石油学报. 2008(05)
[4]深水钻探井筒温度场的计算与分析[J]. 高永海,孙宝江,王志远,曹式敬,宋林松,程海清. 中国石油大学学报(自然科学版). 2008(02)
[5]天然气水合物开发利用面临的问题及应对策略[J]. 樊栓狮. 中外能源. 2007(04)
[6]甲烷水合物分解动力学模型[J]. 李娜,奚西峰,何小霞,樊英杰,刘芙蓉. 天然气地球科学. 2006(06)
[7]天然气水合物分解动力学研究进展[J]. 周锡堂,陶鲜花,庞重军. 天然气化工. 2006(05)
[8]小波分析在气固流化床中颗粒碰撞压力信号分析中的应用[J]. 杨虎,陈虹,马燮,郝世雄,杨郭. 化学反应工程与工艺. 2006(04)
[9]甲烷水合物常压分解[J]. 田龙,樊栓狮,郝文峰. 武汉理工大学学报. 2006(07)
[10]我国海洋深水油气开发面临的挑战[J]. 李清平. 中国海上油气. 2006(02)
硕士论文
[1]天然气水合物开采的流动模拟[D]. 程海清.中国石油大学 2008
本文编号：3603904
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3603904.html
