使用状态方程计算天然气焦耳-汤姆逊系数

当气体在管道中流动时,遇到阀门、孔板等节流元件,由于压力显著降低形成节流现象,需要通过焦耳-汤姆逊系数预测温度的变化。对具有代表性的立方型状态方程,即Re dlich-Kw ong (RK)、 Soave-Re dlich-Kw ong (SRK)、 Pe ng-Robins on (PR)状态方程,以及多参数状态方程即Be ne dict-We bb-Rubin-Starling (BWRS)状态方程和对比态原理状态方程即Le e-Ke s le r-Plocke r (LKP)状态方程进行了焦耳-汤姆逊系数相关偏导数的推导,并给出了计算过程中涉及到的温度的一阶导数da/d T和Tda/d T公式及其单组分计算公式和多组分的混合规则。由具有代表性的状态方程推导出焦耳-汤姆逊系数公式,便于工程设计计算中使用。     

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本文使用LKP三参数对应态状态方程,导出了用D_z=D_z～(0)+_ωD_z～(1),即用偏压缩因数导数Z_T,与压缩因数Z之差D_z表达的焦耳-汤姆逊系数计算公式;并在P_r=0.1～10、T_r=0.3～4范围内,计算出D_z～(0)和D_z～(1)数据表。为焦耳-汤姆逊系数的测算,提供了一种较为简便准确的算法。对非烃气体——氧气和氮气,烃类气体——丙烷,以及天然气的焦耳-汤姆逊系数测算表明:所得结果与实验数据、文献资料吻合,误差在工程允许范围内。     

超临界水射流焦汤系数计算与节流过程降温效果分析

高温流体通过喷嘴是节流流动的过程，会引起流体内部温度的变化，将影响高温射流冲击力与热裂解效应等。应用超临界水物性方程与焦汤系数的定义公式，推导出了射流通过喷嘴过程的焦耳汤姆逊系数的求解公式，并编制程序迭代求解，得到不同参数条件下焦耳汤姆逊系数分布特性与变化规律，并采用焦汤系数计算公式，计算得到不同参数下过喷嘴节流过程中降低温度值的变化规律。结果表明，在25~65 MPa和650~1 000 K的条件下，焦耳汤姆逊系数为正，随着反应腔内温度的增加，焦耳汤姆逊系数先增大后减小，在文中条件下的最大值为4.92；而随着反应腔内压力的增加，焦耳汤姆逊系数降低，在65 MPa，650 K条件下取得最小值0.22。焦汤效应的最大值均出现在过热蒸汽区，且随着温度的增加，最大值偏离分界线。在射流喷射过程中，温度压力降低值不可忽略，文中条件下最大可达73.5 K，应当合理设置反应腔内温度压力值，降低高温射流通过喷嘴过程的温度损失。     

考虑压缩因子偏导数的气井压力计算

为考察压缩因子偏导数的影响程度,给出采气井和注气井的考虑压缩因子对压力和温度的偏导数的垂直管流压力计算方程。基于压缩因子高精度计算的D-A-K方法和粘度计算L-B-C方法的实例应用表明,对于流温梯度超过1℃/100 m的大产量气井压力计算压缩因子偏导数影响较大。此成果消除了以往垂直管流压力计算方法的系统误差,有助于提高气井产能评价质量。     

碳氢燃料在亚临界及超临界状态下的状态方程研究

利用常用的状态方程VDW EOS、RK EOS、SRK EOS和PR EOS对甲烷、乙烯、甲醇和乙醇在亚临界及超临界状态下的比容进行了理论计算，从而计算出压缩因子。并将理论计算得到的压缩因子与试验结果进行了对比分析，得出了影响状态方程预测精度的几个重要因素。     

地层水侵入对超临界CO2钻井井筒温度和压力的影响

为了研究sC-CO<,2>(超临界CO<,2>)连续油管钻井过程中地层水侵入对井筒温度和压力的影响,在综合考虑CO<,2>流体的黏度、密度、导热系数、热容、焦耳-汤姆逊系数等参数影响的基础上,建立了SC-CO<,2>连续油管钻井地层水侵入井筒流动模型,并采用各参数相互耦合的方法对井筒温度和压力分布进行了计算.结果表明,...     

CO2气体物性参数精确计算方法研究

压力和温度对CO2气体的物性参数影响较大,尤其在靠近临界区域附近。利用Span-Wagner（S-W）状态方程计算了CO2气体在不同状态条件下的密度、定压热容、定容热容等参数,与现有文献报道的实验值进行对比,其误差范围在2%以内。利用计算精度较高的P-R状态方程,对CO2气体的密度进行了计算,并给出了计算误差,与S-W状态方程计算误差相比,P-R状态方程计算误差较大,最大值高达11%以上,不能满足工程计算要求,而S-W状态方程计算误差仅在0.5%以内。S-W 状态方程将为CO2气井生产、CO2提高采收率等井筒温度和压力精确预测提供基础。     

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文章采用SRK和DPR理论计算模型并结合不同的校正模型，对四川罗家寨高含硫气田的罗7、罗9井，计算了80℃、103℃条件下压力在9.014～45.02 MPa范围内气体的偏差因子，并与实验测试的结果进行了对比分析。试验测试结果表明，酸性气体偏差因子变化规律与常规天然气相似；试验与计算结果对比表明，计算酸性气体的偏差因子时必须对其临界参数进行校正，否者计算结果偏小；SRK状态方程在计算酸性气体偏差因子时误差较大，DPR计算方法能够满足工程计算的要求；随着温度的升高，硫化氢和二氧化碳对于体系的压缩因子的影响越来越小。     

油井气液两相流的温度与压力耦合研究

运用热力学、传热学以及两相流理论,对油井稳定连续生产时的传热过程进行了理论分析,建立了数学模型,并运用数学方法对该模型进行了求解,该模型综合考虑了井筒的径向传热,不同环空传热介质及地层的热物理性质沿井深的变化,环空中流体的对流换热,辐射以及传热,焦耳-汤姆逊系数以及液相的体积膨胀系数。采用该井筒温度分布计算模型为依据,借鉴均质模型的井筒压力求解方法计算井底流压。     

一个改进的井筒温度模型

在气井的试井过程中,由于井筒流体向地层散热,使得流体温度发生改变。在某些气井中,在关井阶段出现流体温度先上升后下降的情况。常规气井解释方法没有考虑温度变化的影响,无法正确解释此类异常现象。对Hasan提出的井筒温度模型进行改进,考虑了焦耳—汤姆逊效应引起的温度变化,使得该模型能够预测并计算井温变化情况。     

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

PetroChina to Establish Command Center on Oil Dispatch

PetroChina will install a command center on the distribution of refined oil products in 2008 to improve supply efficiency amidst oil shortage. The center with its layout designed by the China Petroleum and Petrochemical Engineering Institute has entered feasibility study, and may be put to use in August at the earliest, according to the recent reports from China news media. The oil giant announced in early January the set-up of an oil storage tank in Changde City, the first of its kind in Central China＇s Hunan Province, which has a capacity of 20,000 cubic meters.     

气藏型地下储气库的库存量曲线特征与达容规律

中国石油天然气集团公司2010年启动的第二批地下储气库正在陆续建成投产,地下储气库开始进入达容阶段,需要提前了解和掌握地下储气库库容量的达容规律和达容特征。为此,论述了气库达容物质平衡原理、气库达容库存量曲线特征和气库达容的普遍性规律,以气藏物质平衡理论为基础,阐述了地下储气库的库容参数与压力的对应逻辑关系,建立了库容量计算方程,定义了库容参数,以国内第一批地下储气库即大港储气库群的扩容达容生产实践为依据,建立了地下储气库逐步扩容达容的库存量曲线的基本模式,从技术上论述了库存量曲线的物理意义、曲线特征、关键点参数,并介绍了应用地下储气库生产动态资料绘制库存量曲线的方法,以气库物质平衡理论结合地下储气库扩容达容的库存量曲线特征,系统总结了地下储气库由开始扩容到多周期达容的普遍规律,为指导和掌握地下储气库的扩容达容规律提供了理论知识与技术方法。     

四川盆地安岳大气田震旦系—寒武系储层的发育机制

勘探揭示,四川盆地安岳大气田的3套工业气层分别发育在下寒武统龙王庙组、震旦系灯影组四段和二段,为了给该区的持续勘探发现提供储层研究支撑,分析了储层的主要特征及其发育机制,取得以下3项成果认识:①依据沉积微相、岩性和孔隙三要素将上述储层分为龙王庙组颗粒滩白云岩裂缝—孔洞型储层、灯四段蓝细菌丘滩白云岩缝洞—洞穴型储层和灯二段蓝细菌丘滩白云岩裂缝—孔洞型储层。②龙王庙组储层的主要岩性是颗粒白云岩,储集空间为溶孔溶洞,平均孔隙度为4.24%,平均厚度为36m;灯四段储层的主要岩性是蓝细菌白云岩,溶孔溶洞和洞穴是其主要储集空间,平均孔隙度为3.22%,平均厚度为70 m;而灯二段储层的岩性为蓝细菌白云岩,主要储集空间为溶缝溶洞,平均孔隙度为3.34%,平均厚度为80 m。③储层的发育经历了孔隙形成、热液矿物充填、沥青充填等主要演化阶段,准同生溶蚀作用和表生岩溶作用是储集空间形成的关键,并建立了储层的演化模式。     

超高压压裂泵液缸测试装置及试验方法

目前国内的测试装置只能满足105 MPa以下压裂泵的整机测试与试验需要,对于105MPa以上超高压压裂泵的测试与试验,一方面配套设备很难满足要求,另一方面还有较高的安全风险。为此,研究了一种超高压压裂泵液缸测试装置及试验方法。压裂泵液缸测试装置适应环境温度-20~50℃,试验压力最高达207 MPa,可为以后更高压力压裂泵提供检验方法;测试装置装有安全气控阀,确保整个系统压力不超过275 MPa,气源压力0.7 MPa,气源排量不超过1.6m3/min;气泵输入口增加安全溢流阀,使气压值不超过0.46 MPa。压裂泵液缸测试过程中,压力大小可以手动调节和无级调节,操作简单,测量精确;可以对排出压力分段保压进行测试,加载压力与加载时间通过数据和曲线双重显示,并输出试验与测试结果。压裂泵液缸测试装置成套系统能实现平稳增压、稳定保压,使用安全、稳定、可靠。     

水力喷射侧钻径向水平井眼延伸能力

径向水平井钻井技术的一个主要指标是水平井眼的延伸长度。根据水力喷射侧钻径向水平井技术的特点,基于流体力学、计算流体力学及射流动力学等理论,对射流钻头自进力进行了理论分析,建立了径向水平井眼极限延伸长度的计算模型,分析了摩擦因数、后向孔眼个数、后向孔眼直径、后向孔眼扩散角和流量等参数对径向水平井眼极限延伸长度的影响。结果表明:改变系统的后向孔眼个数、后向孔眼直径和流量,可以使径向水平井的极限延伸长度发生明显改变;改变后向孔眼扩散角,只能在一定范围内改变径向水平井的极限延伸长度。所建立的模型和得出的规律可以为径向水平井的施工设计及射流钻头结构优化等提供理论指导。     

CNPC Maintains Strong Growth Momentum Both at Home and Worldwide

CNPC expects to raise its crude production by one million tons and natural gas output by 11.5 billion cubic meters in the year ahead. Priority must be given to the development of new oilfields as well as stabilization of the output of old ones if the crude production target is to be met, said Zhou Jiping, Vice President of CNPC. ＂The year of 2008 stands for a pivotal juncture for CNPC, during which a number of major projects will be carried out and all these strategic programs are vital to improving the production pattern and enhancing competitive strength of the company,＂ he added. In 2007,     

基于双椭球热源模型的立管焊接残余应力研究

根据铺管时的实际工况,建立了深水钢悬链线立管的焊接有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接中的移动热源,运用Fortan语言对模型进行汇编,并运用DFLUX子程序进行ABAQUS的二次开发。在仿真中运用单元生死技术来模拟焊料单元的焊接参与情况,分别选取不同的焊接参数进行焊接模拟,利用控制变量法进行立管焊接残余热应力及其影响因素研究。研究结果表明,立管焊缝处单位体积的热输入量以及单位体积的受热时间是影响残余应力场的主要因素;立管的几何参数在影响焊接残余应力场的同时也影响残余应力场应力较高区域,当其他焊接参数和焊接过程参数不变时,增大立管外径或减小壁厚均会造成更大的残余应力场和较高应力范围;焊接开始和结束位置的应力波动由材料受热不均匀造成。