天然气相包线计算及其在烃露点控制领域的应用

天然气的相态特性参数是凝析气田开发、长输管网运营尤为关注的基础数据。基于立方形状态方程,建立了天然气临界参数、临界凝析压力、临界凝析温度,以及相包络曲线的计算方法。与天然气烃露点测试值的对比结果,验证了天然气相包络曲线计算方法的准确性。基于建立的计算方法,预测了满足不同烃露点指标要求的外输天然气相包络曲线,结果表明,在国内现行标准规定的烃露点指标下,天然气在长输管道上游交接点满足要求,不能规避其在中下游析出液烃的风险,不利于天然气输配系统的平稳高效运行;最后,建议以临界凝析温度为重要参考,明确量化天然气的烃露点指标要求。     

天然气长输管网稳态计算方法研究

采用高精度的天然气稳态流动方程作为管道稳态模型，能够确保较高的计算精度。文章利用管道摩阻损失最小原理计算长输管网压力初始值，建立了一种天然气长输管网稳态计算模型，解决了初始值计算不当所导致的牛顿迭代法求解速度慢的问题。通过对陕西省天然气管网的稳态计算表明，该稳态计算模型具有较高的计算精度和速度。     

天然气管网系统输配气运行方案优化

本文以天然气销售公司的最大经济效益为目标,通过对天然气管网系统输配气过程中各种影响因素(压气站、用户天然气消费的波动性)的分析,建立了有压气站的输配气管网运行方案优化的数学模型,采用两极递阶优化方法[1]实现了管网输赔气运行方案的优化,并给出了计算实例.     

盐类体系中天然气水合物相平衡条件的研究

通过实验测定了262.86～288.13 K温度下天然气在纯水及盐类体系下的水合物相平衡条件,并结合Van der Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论建立含盐体系天然气水合物相平衡计算的数学模型.结果表明:四种盐对水合物生成均有抑制作用,NaCl的抑制作用要强于其它三种盐.但是在温度较低的情况下,四种盐对水合物生成的影响很小,强弱区分不明显.建立的数学模型能够很好地预测盐类体系中天然气水合物相平衡条件.     

天然气含水量计算公式评价

含水量是管输天然气气质参数中一项重要的理化指标,其计算值的准确度直接影响天然气开采、集输与处理等过程中工艺计算的正确性。对目前国内外主要天然气含水量计算公式进行了归纳分析,利用文献报道的实测数据,采用六种统计指标和一个相对性能系数对计算公式进行基于误差分析的综合评价,筛选出计算精度相对较高的Bahadori、Bukacek-Saul-Wagne,和宁英男等公式。建议在组成不太明确时使用Bahadori公式来计算酸气含量较低的天然气含水量。     

深水钻井井筒中天然气水合物生成风险评价方法

综合考虑天然气水合物相平衡条件、井筒温度-压力场和地温梯度,建立了深水浅部地层天然气水合物生成区域预测方法和深水钻井中井筒内天然气水合物生成区域预测方法。分析结果表明深水浅部地层钻井比深部地层钻井生成天然气水合物的风险更大。在此基础上引入过冷度密度对不同井深处的天然气水合物生成风险进行定量评价,同时基于施工参数的无因次化建立了重点区域天然气水合物生成风险定量评价方法。实例计算表明:深水钻井中海底井口附近和隔水管下部水合物生成风险等级最高;钻井液导热系数、入口温度、排量和NaCl浓度对井筒中天然气水合物生成风险影响最大,可以根据各施工参数的敏感因子并结合现场实际情况定量优化钻井设计和施工,从而降低或避免风险。     

天然气省级管网自动分输技术改造研究

调研分析了10多个天然气省级管网运行调度、分输调压模式。省网操控中心需要大量人工干预，存在劳动强度大、安全运行风险高以及人为干预造成的用户超量、分输不稳定、分输中断、计量不准确的问题。通过分析不同类型用户的用气规律，对比天然气用户压力/流量远程控制方式的优缺点，明确了省级天然气管网自动分输需求，提出了改造技术路线与方案设计，建立了一套省级管网标准的自动分输控制技术序列。研究结果表明，天然气省级管网自动分输技术的改造应根据不同类型用户需求，确定分输技术方式和设定安全保护模式，提出不同的自动分输供气模式以及相应的控制逻辑和自动分输安全保护逻辑，优化调整天然气门站分输支路的控制逻辑和关键阀门的开关要求，实现省网操控中心利用日指定进行分输自动控制，简化操控调度日常操作行为，降低省网操控中心操作风险，提高省级天然气管道管理与控制水平，可以大范围推广使用。     

天然气中最大容许水含量预测方法的比较

本文用与水合物呈平衡的天然气中水含量的实测数据来考察两个预测天然气最大容许水含量的模型。计算结果表明,为了能更准确地应用这两个模型来预测与水合物呈平衡的天然气中水含量,模型参数需作少量的修正。     

长输管道天然气集输管网优化设计探析

随着社会经济不断发展,天然气开发规模持续扩大,集输管网覆盖面日渐增大,集输管网系统复杂化,尤其是长输管道,必须多层次优化设计集输管网,确保输送天然气的长输管道处于安全、稳定运行状态,提高运行经济效益。因此,本文从不同角度入手客观分析了长输管道天然气集输管网优化设计。     

基于AHP-FCE的陆上天然气长输管线风险评价

尝试采用多层次模糊综合评价法,对油气长输管线进行风险评价.在具体分析某天然气长输管线所面临的主要风险之后,建立了天然气长输管线风险层次表,并计算了管道风险因素的风险值.根据计算结果,讨论管道所面临的主要风险并给出相应的建议和措施.     

西部天然气管网稳态运行优化研究

基于现场报表数据反算校验的西部天然气管网SPS仿真模型,通过不同流量与运行压力级制分类搭建了管网运行方案库。结合深度学习模型对方案库数据进行训练与特征提取,建立了一种新的管网水力计算与压气站配置方法,在保证计算精度的基础上提高了大型天然气管网运行优化计算效率。利用动态规划算法对压气站最优出站压力变量进行选择,管网流量分配原则为系统总能耗最小。所建立的管网稳态运行优化模型同时具备计算的高效性与准确性,基于该优化模型编制了西部天然气管网稳态运行优化软件V1.0,经过现场实测数据验证,模型优化结果可以显著降低管网运行能耗,可为西部天然气管网的运行与调度提供有效参考。     

基于简化拓扑结构的陕京天然气管网供气可靠性分析

为了定量分析结合了拓扑结构与水力计算的天然气管网的供气可靠性,以陕京天然气管网为分析对象,提出了一种通用的天然气长输管网系统供气可靠性评估方法。首先从上述天然气管网的拓扑结构入手,将站场与天然气管段视为网络结构的结点与链路单元,对系统进行了简化,建立了天然气管网系统的拓扑结构模型;然后通过设备失效数据库确定了系统各单元的事故率分布,耦合基于故障率分布的蒙特卡洛模拟生成了天然气管网的拓扑结构;最后再结合水力计算得到一定拓扑结构下陕京天然气管网的供气能力。结果表明:①无论是用气高月还是用气低月,该管网都保持了很高的供气可靠性;②陕京一、二、三线3条天然气管道构成了具有一定拓扑结构的供气网络,增加了系统的鲁棒性,从拓扑结构层面也提高了供气的可靠性。结论认为,该项研究成果给出了天然气管网供气可靠性的定量计算方法,为天然气管网供气可靠性分析提供了技术支持。     

基于改进的遗传算法的天然气管网系统运行优化

在天然气管网系统安全稳定运行的基础上,为了实现节能减排,充分合理地利用管道的输配能力,将目标函数定义为天然气的最大流量,同时考虑管道内天然气稳定流动、各节点流量平衡、节点及管段压力等约束条件,建立了天然气管网系统优化数学模型。采用整数编码来进行管径编码,用模拟退火罚函数转化约束条件,并合理地将遗传算法的全局寻优能力和模拟退火的局部搜索能力互补融合起来,实现算法的改进和优化。将改进的遗传算法应用到某大型天然气管网优化设计的实例中,计算结果表明,改进的遗传算法在解的质量上和收敛的速度上都优于基本遗传算法,验证了所建立的优化模型是高效可行的。     

天然气支干线长输管道特点及安全问题探讨

天然气支干线长输管道是指连接国家级天然气输气干线和城市管网之间的区域性天然气长输管道，负责某一个省或一片区域的天然气供给，是天然气输送过程中的一个重要环节。分析了天然气支干线长输管道在管径、压力、能源安全及经济性上的特点，提出了天然气支干线长输管道在建设过程中遇到的阴极保护、路由选择、与高压电线和高速公路交叉并行等方面的典型安全问题，并对这些问题进行了分析和探讨。     

天然气管网数字化中的网络应用

目前各石油石化企业在进行油气田、长输管道数字化的同时,也在探索GIS更深层次的应用。网络分析是GIS空间分析重要的手段。阐述了网络分析的基本原理和实现方法,以及天然气管网的几何网络和逻辑网络组成。结合天然气企业生产管理业务,描述了基于逻辑网络的网络分析如何实现工艺流程图生成、流程调度模拟、开关阀分析等,并提出深化网络分...     

井筒中天然气水合物生成条件预测及应用

天然气水合物生成条件的预测方法主要有经验公式法、相平衡法及统计热力学法。其中相平衡法不适用非烃含量较高的气田(松辽盆地腰英台气田CO₂含量达22%,此法不适用);统计热力学法涉及参数较多,不便于实际应用。该文首先探讨了气井井筒压力温度的计算方法及地层热力学参数的选取,在此基础上以腰英台气田YS1井实测数据为例,采用2种经验公式法计算了井筒中水合物生成的压力温度条件。根据井筒中不同深度的压力温度分布及形成水合物的压力温度条件,可预测不同流量下井筒是否会形成水合物,从而在生产时必须确定一个最低流量值;在新井测试时,可根据不同产量和井口压力温度预测井筒是否会形成水合物,从而能预先制定测试方案和措施,避免因水合物形成冰堵影响气井的测试。      

天然气管网剩余能力计算方法研究

天然气管网剩余能力是天然气储运设施第三方准入所需的最基本信息,天然气管网技术能力测算的准确性是基础,操作预留余量的选取是关键。综合国内外相关标准,介绍了天然气管网技术能力测算的影响因素,明确了操作预留余量的界定标准,对于天然气管网的固定剩余能力和可中断剩余能力给出了不同的计算方法,并对我国现有管输服务体制下天然气管网剩余能力的计算提出了需要考虑的问题,为进一步推进我国天然气管网设施公平开放提供了技术支持。     

膨胀机制冷天然气凝液回收流程模拟

本文分别以PR和LKP方程为相平衡、焓熵计算模型,建立了汽液平衡分离、多股换热器、节流阀、膨胀机、液烃分馏塔等工艺设备的数学模型,编制了相应的计算程序。在此基础上,根据膨胀机制冷的天然气凝液回收流程特点,采用序贯模块方法,用直接迭代法对工艺流程进行了模拟计算,并给出设计实例和计算结果。     

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.     

天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。