酸性天然气含水量的公式化计算方法及其适应性分析

酸性天然气含水量大于相同条件下的非酸性天然气含水量,酸性天然气含水量的计算公式是在非酸性天然气含水量计算公式的基础上校正而得的。归纳总结了酸性天然气含水量公式化计算的主要方法,并进行了评价:基于组分贡献模型的有Bukacek-Maddox公式、Bahadori公式;基于等效H2S模型的有Mohammadi公式、Khaled公式;基于酸气对水—烃体系平衡影响的有王俊奇公式、修正热力学模型公式。比较各公式计算值与实验值的差异可知,王俊奇公式的平均误差最大(33.755%);简化热力学模型+Mohammadi公式的平均误差最小(4.895%)。对比不同温度范围内所适用公式的平均误差,推荐温度为0~104.44℃时,使用简化热力学模型+Mohammadi公式;温度为104.44~120.44℃时,使用Bahadoir+Khaled公式;温度为120.44~140℃时,使用诸林+Khaled公式;温度为140~171.11℃时,使用Khaled+Khaled公式;温度为171.11~204.44℃时,使用Bukacek+Mohammadi公式。     

一种快速计算天然气含水量的方法

本文介绍了一种确定实际操作工况下天然气含水量的简便方法。这个方法可以可靠地在工艺设计中用于确定天然气管线和处理设施中常见的贫的无硫气体中的含水量。与以前的常用算法相比。这个方法用于复杂气体混合物时仍有相当好的精度。对于天然气工业中常见的含有少量CO2和H2S的酸性气体，使用这种方法也是可靠的。使用本文介绍的解析形式的相关关系式计算天然气含水量时，其相对于Mcketta和Wehe相关曲线的平均误差只有±4％。而Behr相关关系式的平均误差为6％。新的相关关系式简单，便于使用，不需要使用冗长的迭代方法计算系统压力下一定含水量的天然气温度。使用这一新的相关关系式试算压力为300～1200psia，温度不超过180F的天然气时，得到了令人满意的结果。此外还用文献中的试验数据将这个新的相关关系式与其它方法进行了对比。还用这个新关系式具体计算了管线平衡计算过程中的露点温度。     

中压蒸汽流量测量密度补偿方式的误差分析

针对3.5MPa中压蒸汽管线中蒸汽计量的难题,对蒸汽流量测量过程中的温度、压力、密度补偿方法进行了综合分析;对过热蒸汽在0.10~5.00 MPa及310~450℃工况条件下的查表密度与3种拟合密度计算公式所得密度进行了误差分析,重点研究了工况条件在3.00~4.50MPa及390~430℃时过热蒸汽的计算密度与查表密度的误差值;以误差在0.1%~0.7%的最优拟合公式作为中压蒸汽DCS在线补偿计算公式,同时进一步确认了各个压力及温度区间所适用的密度拟合补偿公式。     

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。     

公式法预测天然气水合物形成条件及其评价

天然气水合物的形成会对天然气开采及运输过程造成危害,因此,预测天然气水合物形成条件至关重要。目前,预测方法主要有热力学模型法、公式法及图像法。其中,公式法因计算简单、方便工程应用而备受关注。介绍了8种不同公式,通过已知压力计算温度和已知温度计算压力两种情况,对非酸性天然气、高含CO_2的酸性天然气、高含H_2S的酸性天然气水合物形成条件的计算值与实验值进行对比。当通过压力计算水合物形成温度时,对于非酸性天然气,推荐使用Bahadori法;对于高含CO_2的酸性天然气,推荐使用Hammer法;对于高含H_2S的酸性天然气,推荐使用ZahediⅠ法。当通过温度计算水合物形成压力时,发现仅有Towerl法、Bahadori法及Hammer法对非酸性天然气计算误差较小,所有公式对高含CO_2的酸性天然气及高含H_2S的酸性天然气均不适宜。     

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天然气含水量的计算是天然气工业有关工艺设计、生产装置考核、水合物抑制剂的使用等过程中经常用到的主要计算。公式化计算又分成两类：一类是基于已知气体干基组成，通过使用状态方程进行水烃体系平衡计算获得；另一类则基于、已知温度、压力条件，采用经验或半经验的对已有实验数据或图表的回归分析而获得。公式化计算避免了图算法的人为误差，同时又方便计算机处理，在天然气处理和加工计算中得到普遍认同。章对目前国内外已有的主要公式化的计算方法进行了归纳分析，考查了计算结果并推荐了可信的计算方法。     

天然气动力黏度的简便计算方程

动力黏度是天然气的重要物理性质,API技术手册中给出了高、低压状态下天然气动力黏度的计算公式,但较为繁琐复杂。为了简化计算公式,通过文献调研,采用公式组合修正和通用公式两种不同算法,给出了计算高、低压状态下天然气动力黏度方程,并通过API实验组分、大庆天然气公司天然气组分以及西气东输某分输站天然气组分对其进行了计算验证。计算结果显示:大庆天然气公司的天然气组分采用温度、压力修正方程组计算动力黏度时,与参考真值最大相对误差为0.970%;采用通用公式计算时,与参考真值最大相对误差为-2.51%。由此得出采用公式组合修正方法计算准确度较高;通用公式计算简便,相对误差也在允许的范围内。     

预防天然气水合物阻塞计算程序

本文根据统计热力学模型编制了预测天然气水合物形成温度、压力的程序,该程序还能估算在抑制剂作用下水合物形成条件;以及天然气含水量等功能。     

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本文提出一种用于计算高压天然气粘度的数学模型。使用本模型时,先求解天然气密度,再计算天然气粘度,在广泛的温度(37.8～171℃)、压力(0.69～55MPa)范围内,用本模型进行考核计算;模型计算值与实测值可很好地相符。     

重质烃和二氧化碳混合物黏度计算研究

通过对比重质烃和二氧化碳混合物黏度的计算值和文献值，发现计算值与文献值相差较大，按文献值重新拟合出了混合温度60～120℃、压力5～20 MPa范围内计算公式中参数α的经验公式，新拟合的经验公式考虑了温度、压力、胶质含量、沥青质含量对混合物黏度的影响，使混合物黏度计算值更接近文献值。计算结果表明，相同温度下，压力升高使得溶入的二氧化碳增多，混合物黏度降低；相同压力下，温度升高使得重质烃黏度降低，混合物黏度下降；胶质、沥青质含量越高，混合物黏度越大。根据计算结果，推荐重质烃类和二氧化碳混合压力为9～10 MPa,混合温度为90～120℃。由于实验数据较少等原因，后续可纳入更多数据进一步拟合或修正，不断提升公式的精度。     

页岩吸附超临界CH4的热力学特征

为完善页岩等量吸附热计算方法,明确页岩吸附超临界CH₄的热力学特征,选用温度区间为26.85~199.85 ℃、压力范围为0.08~14 MPa的页岩等温吸附数据,系统检验常用吸附相密度计算方法的合理性,并基于绝对吸附量分析等量线标绘法的适用范围及页岩等量吸附热特征。结果表明：①经检验,常用的吸附相密度计算方法中Ozawa经验公式法适用于较宽温压范围内的绝对吸附量校正;②Lnp-1/T曲线在温度区间为149.85~199.85 ℃且n_ab为0.103 8~0.280 0 mmol/g时不具有线性特征,因此该温度及吸附量范围内等量线标绘法不再适用,同时Lnp-1/T曲线的n_ab取值应当与Lnp-n_ab曲线保持一致,以此获得的等量吸附热曲线才能全面地反映吸附过程的热力学特征;③页岩吸附超临界CH₄的等量吸附热随着吸附量的增加呈现先增大后减小的非单调变化,表明在吸附早期,CH₄分子间的相互作用力对等量吸附热的影响占主导,当吸附量增加到一定程度后,页岩表面的非均一性占主导。     

中国新版《石油可采储量计算方法》标准中 存在的主要问题及建议

新版《石油可采储量计算方法》是由国家能源局于2010年12月15日发布实施的行业标准,至今已3 a有余,它是评估石油可采储量的重要规范。石油可采储量计算方法是该标准的核心部分,它将影响到评估结果的可靠性、可利用性和投资的风险性,因此,应当重视标准中计算方法的选用。新版标准的石油可采储量计算方法包括:类比法、经验公式法、驱油效率法、产量递减法和水驱曲线法,对于这些计算方法存在的若干不确定性和不可靠性问题进行了评论,并提出了有关的具体建议。建议删除可信度较低的经验公式,引用通过实际应用证明有效的国外经验公式,修正部分经验公式和产量递减法的公式,在判断递减类型和确定递减参数时,不要忽略线性试差法、曲线位移法和典型曲线拟合法的应用,删除由甲型和乙型水驱特征曲线派生的水驱曲线,增加预测模型法等内容。     

CN-9催化剂上甲烷蒸汽转化动力学及有效因子

在反应压力 3 12MPa(绝 ) ,反应温度 5 5 0～ 75 0℃ ,n(H2 O) /n(∑C) =2 0～ 4 0 ,甲烷空速 3 0 0 0～ 10 0 0 0h- 1的条件下 ,采用内循环无梯度反应器 ,研究了CN -9催化剂上甲烷蒸汽转化反应的宏观动力学。以平行反应模型表示转化反应 ,用非线性参数估值法处理测得数据 ,得到CO和CO2 的生成速率方程。建立了CN -9五筋车轮型催化剂数学模型 ,推导出了计算其有效因子的解析计算式。由此得到该催化剂的有效因子为 0 13～ 0 2 1。     

二甲醚-甲醇等温汽液平衡数据研究

用气相色谱法测定了二甲醚 甲醇二元系统在20、50、80、100℃温度下,0～1 45MPa压力范围内汽液相平衡数据。对测定数据进行热力学计算,气相采用PR方程,液相采用NRTL方程。模型计算值与实验值符合良好。采用单纯型法回归出二元系统在上述温度下的NRTL方程参数。汽液相平衡数据经Herington面积法检验满足热力学一致性。     

基于有限元分析的金刚石钻头强度验算公式

在对81／2B125金刚石钻头进行有限元计算分析后，找出最大应力点在金刚石钻头冠部切削告处。通过改变各相关尺寸和结构型式，用有限元法模拟试验过程，在给定结构参数和工艺参数情况下获得多组数据。根据专业知识，参考有限元计算获取的各组数据变化特征，选出拟合较好的公式类型，再采用回归分析方法确定待定系数，最后得出工程上实用的金刚石钻头强度验算公式。用这个公式对81／2B461W和121／4B331金刚石钻头进行了强度验算，经改进设计后钻头在现场使用取得了良好的效果。     

液化石油气脱硫醇装置中水洗工艺用水量探讨

介绍了液化石油气脱硫醇装置中水洗单元的原则工艺流程。分析了碱性物质在烃相特殊的存在形式,在水洗过程中与水交换的数量、特点以及混合过程的非理想性,结合液化石油气脱硫醇装置中水洗单元的工艺控制指标和稀释原理,建立了工艺用水量和水耗计算方法,推导了分别基于液化石油气产品的钠离子控制指标和含碱废水pH值控制指标的工艺用水量和水耗计算公式及两个工艺控制参数之间的数学关联式。在此基础上做了如下工作:讨论了液化石油气中碱液含量的确定方法;应用水在纯烃和混合烃中溶解度经验公式和推导的水耗公式计算了以丙烷和丁烷作为烃组分时,液化石油气在脱硫醇典型工艺控制和操作条件下的水耗值为0.046 0和0.040 6 kg/kg;工业运行值分别为0.006 3和0.046 6 kg/kg,分析了产生偏差的原因。     

ZYY341—110小直径封隔器在套变井中的应用

针对油田开发后期套变井增多,常规分注工艺采用的Y341—114型封隔器不能满足套变井分注的难题,研制开发了ZYY341—110小直径封隔器。这是一种水力机械压缩式封隔器,适用于套管变形后内通径大于110mm的井的分注卡漏,结构简单,组装试压方便,设计有平衡机构、锁紧机构,后坐距为零,密封可靠。21口井的分注试验表明,封隔器现场施工成功率达到100%,密封性好,有效期长,平均有效期为294天,最长的已达到387天。该型封隔器现已在中原油田采油三厂套变井的分注卡漏中全面推广应用。     

水驱油田井网加密合理井数的计算方法研究

井网加密可以改善油田的开发效果,提高油田采收率。井网密度越大,油田的开发效果越好。目前计算井网密度的方法很多,但针对水驱油田加密井合理井数和经济极限井数的计算方法却较少。该文以谢尔卡乔夫公式为基础,根据将来净现值公式推导出水驱油田加密井合理井数和经济极限井数的理论计算公式,并进行了实例分析。实际应用表明,计算结果合理,可为油田井网加密提供理论支持。     

原油离心泵性能曲线的换算

离心泵的性能曲线都是以清水为介质进行试验测得的,当离心泵在输送原油时,其性能与输送清水时有很大差别,必须将输送清水时的性能曲线进行换算。图表换算法和公式计算法是最常用的两种方法,图表换算法具有快速直观的特点,应用时只需通过查图表和简单手工计算即可,但图表换算法会存在视觉上的误差,精确度不是很高。公式计算法比图表换算法计算结果具有较高的准确度,适于计算机编程。根据这两种方法对原油离心泵的性能曲线进行了换算,绘制出输送原油时离心泵的性能曲线,为合理选用输送其它粘性流体的离心泵提供了参考。