石英砂中甲烷溶解运移体系水合物生成与聚集实验分析

建立了可模拟海底天然气水合物形成环境的大型三维成藏实验模拟装置,其主体高压反应釜内径500 mm,高1000 mm。在此基础上,采用填砂模型,进行了甲烷溶解运移体系下甲烷水合物生成与聚集过程的实验模拟分析。实验流程为：甲烷溶解于NaCl溶液中,再泵送进入高压反应釜,在沉积层中渗流并生成甲烷水合物。通过30个电阻率传感器监测甲烷水合物的生成和聚集过程。实验结果表明,甲烷溶解运移体系下甲烷水合物生成之后首先分散在溶液中,当溶液的总甲烷浓度（溶解的甲烷及水合物分散相中的甲烷）达到操作条件下盐溶液体系甲烷饱和溶解度后,甲烷水合物从溶液中析出。电阻率分布实验结果表明,析出甲烷水合物的聚集区域受溶液流动控制。     

多孔介质和化学剂体系中甲烷水合物相平衡预测

 综合考虑不同种类的电解质、醇和多孔介质对甲烷水合物相平衡条件的影响,对实验室原有的纯水体系下甲烷水合物的相平衡计算模型进行了扩展,扩展后的模型可以计算电解质、醇和多孔介质或它们的混合体系下甲烷水合物的相平衡条件。单独或两种上述体系共存条件下,大量模型计算结果与文献实验值吻合较好,结合模型建立机理,推断扩展后的模型应该可以较好地预测电解质、醇和多孔介质3种复杂条件共存的情况下甲烷水合物的相平衡条件,为注剂法开采甲烷水合物藏的计算提供依据。     

原油压缩系数实验与关联

采用Ruska高压PVT装置,测定了9个油田油样的压缩系数,其温度与压力范围分别为308—338 K,0.6—6.6 MPa。并测得了各油样4个温度下的密度值。实验发现,原油压缩系数随温度的升高而增加,随压力的升高而降低。并建立了温度、压力和密度函数的原油压缩系数关联式,其对404个数据点的平均误差为2.96%。该式可用于预测不同条件下的原油压缩系数计算,方便原油输送的计量与管道的设计。     

气体水合物分解动力学研究现状

对气体水合物分解动力学研究现状进行了文献综述，总结了对气体水合物分解动力学的基础研究和应用研究. 基础研究着眼于气体水合物本征分解动力学研究和传热、传质对分解的影响. 应用研究主要介绍了针对天然气储运技术、多孔介质和地层水合物开采的气体水合物分解动力学研究，并展望了未来气体水合物分解动力学的研究方向.     

CO2置换CH4水合物中CH4的实验和动力学

在自行设计的反应装置中考察了2.8 MPa和3.25 MPa压力下，温度271.2、273.2和276.0 K时CO2气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系CH4水合物中CH4的置换过程。实验数据表明，在反应的前50 h，CH4水合物的分解速率较快，其后分解速率变慢。冰点以上CH4水合物的分解速率较快。基于动力学数据，建立了SDS体系置换反应过程中CH4水合物的分解动力学模型和CO2水合物的生成动力学模型。计算得到CH4-CO2置换反应过程中CH4水合物的分解活化能为28.81 kJ·mol-1，CO2水合物的生成活化能为68.40 kJ·mol-1。数据表明，CH4水合物的分解可能受置换反应过程中水分子的重排控制，而CO2水合物的生成可能受CO2气体在水合物中的扩散控制。     

TBAB水溶液体系中半笼型水合物的相平衡预测模型

四丁基溴化铵(TBAB)是一种广泛使用的水合物促进剂,可以显著降低水合反应的形成条件。针对TBAB水溶液中离子与溶剂间较强的相互作用力,采用电解质NRTL方程确定液相组分的活度系数,结合含TBAB水合物的晶体结构特征和Chen-Guo水合物模型,建立了TBAB水溶液体系中水合物形成热力学条件的预测模型。与TBAB质量分数为5%～60%的221个实验数据点进行对比分析,结果显示温度平均相对误差为0.112%,预测值与实验数据具有较好的一致性。通过关联混合电解质体系下盐-溶剂间的交互作用参数,该模型还可进一步扩展到TBAB+NaCl复合盐体系下水合物相平衡条件的预测。在TBAB质量分数范围为5%～20%、NaCl质量分数为3.5%～10%的复合盐溶液体系中,CO₂形成半笼型水合物的相平衡条件的实验值与预测值的温度偏差范围为0.01～1.17 K,二者比较吻合。本模型可以为水合物法气体分离、气体储运等技术的实际应用和工艺包开发提供理论基础。     

三维实验装置中甲烷水合物沉积物注剂分解规律分析

为了充分了解水合物沉积物的分解规律,在高100 mm、内径300 mm的三维实验装置中,利用20～40目的石英砂与甲烷模拟合成水合物沉积物样品,采用单井吞吐注剂法进行了水合物沉积物分解实验研究。研究结果表明:水合物以注剂井为中心从底部由内向外逐渐分解;注入的化学剂浓度越高,水合物分解速率越快;化学剂的类型对水合物分解速率的影响主要取决于它们对水合物相平衡影响程度的大小;低渗透率型水合物沉积物直接采用注剂的方法并不可行,需要扩大体系的渗透率后才能进行注剂分解。     

整体多路阀计算机辅助设计的实现

本文论述了整体多路阀的结构性能特点和用16位微机开发多路阀图形数据库的尝试。找到了一种在微机上建立大型图形数据库的具有普遍价值的方法。     

气藏气体体积系数计算公式的修正

介绍了石油工程中气藏气体体积系数的计算公式，分析了计算公式的不足，提出了计算公式的修正方法。采用石油工程中常用的PREOS和Gopal（1977）法计算偏差系数，利用修正的计算公式对10个甲烷摩尔分数为50．56％．97．75％的气藏气体体积系数进行了计算并与实验值比较，其平均相对误差分别为1．325％和3．173％；而石油工程中现有的计算公式对这10个相同气藏气体体积系数计算的平均相对误差分别为1．867％和3．701％。结果表明，修正的计算公式提高了计算精度。     

活性炭中甲烷水合物的生成动力学

在温度275．75－279．95K和压力5．6－9．6MPa的静置条件下，测定了14组甲烷水合物在活性炭中的生成动力学数据（压力－时间关系），分析了甲烷水合物在活性炭中生成的物理过程，结合边界层理论和结晶学原理，提出了单液膜传质控制机理的生成动力学模型，并求得了解析解,使用Levenberg-Marquardt方法拟合模型参数，模型预测值与实验值符合良好。