天然气水合物预测及管线注醇工艺优化计算

管线中有水合物生成时会造成管线堵塞，仪表失灵、压力升高等事故，严重影响气田的安全生产，通过注入甲醇抑制剂可以有效减小管线的冻堵概率。现场研究发现，目前注醇工艺盲目粗放，导致甲醇消耗量过大，通过对水合物生成热力学模型进行研究，采用C++编程语言计算试验压力下水合物的生成温度，与实验数据进行对比，确定最佳的水合物预测方法Makogon模型；以此模型为基础计算管线实际运行时的水合物生成温度，然后结合管线产水量、产气量等运行数据采用John Carroll模型计算甲醇抑制剂的消耗量。最后通过现场试验，验证了计算成果的实用性和经济性。     

元坝高含硫气田水合物实验研究

元坝气田天然气为高含硫过成熟干气,在采集输过程中容易形成水合物,而井筒、集输管线属于水合物形成的高发部位,一旦形成将严重影响正常生产。为此,开展元坝气田长兴组水合物生成及抑制剂实验,结果表明：压力小于20MPa下元坝气田长兴组含硫天然气水合物生成温度随压力增加明显,压力高于20MPa时水合物生成温度增加相对平缓。即在低压情况下水合物形成温度对压力的变化越敏感。天然气水合物生成温度随着甲醇和乙二醇在浓度增加逐步降低,压力较低时水合物生成温度较低,说叫甲醇和乙二醇对水合物生成有明显的抑制作用。     

气举采油井口水合物的预测

通常高压低温采气井井口节流可能会产生水合物,而常规采油井井口节流一般不会形成水合物,但针对气举采油井井口节流后水合物的预测,目前研究较少,针对气举采油井井口水合物预测这一问题,以伊朗某油田为例,利用HYSYS软件,针对正常生产和关井后再开井这两种工况,分别对自喷采油和气举采油,井口物流通过油嘴节流后水合物的形成进行预测和对比。该油田采油井口在前期自喷采油时,正常生产和关井再开井两种工况,油嘴节流后不会出现水合物,但该油田在后期采用气举气采油时,正常生产工况,油嘴节流后不会形成水合物,但关井再开井工况下,因关井压力较高,在关井再开井的过程中会产生水合物。     

高压高含H2S气井试气地面流程水合物预防及抑制剂复配优化

高压高含H2S气井试气地面流程很容易生成水合物,安全风险性高,易造成冰堵并影响试气施工顺利进行.以川东北Y气田Y27气井为例,利用模拟软件分析Y27气井井口压力、温度和天然气组分等参数对试气地面流程水合物形成的影响;利用HYSYS软件对注化学抑制剂法、加热法、加热与抑制剂联合法三种试气地面流程水合物防治工艺进行了模拟分...     

凝析气井井筒水合物生成位置预测

凝析气井井筒水合物是生产过程中经常遇到的问题,本文针对某凝析气井,对水合物的形成条件进行了论述,采用水合物P-T图回归公式法对该凝析气井在不同压力条件下水合物形成的温度进行了预测,计算出了该井在不同产量条件下的井筒温度分布和压力分布,根据计算结果得知：产气量为11.98×10^4m^3/d时水合物生成温度曲线与井筒温度曲线在距离井口175m处相交,此时温度为22.8℃。若存在自由水,则从此深度到井口的油管段形成水合物。针对该凝析气井情况,建议采用加注甲醇（己二醇）和地面加热升温措施以防止水合物的形成。     

挥发性油井合理生产参数确定

考虑挥发性油井生产过程中流体相态和组分变化,利用Wellflo软件中的组分模块计算挥发油井的流入动态曲线,以井口油嘴为节点计算了不同油嘴尺寸下的流出动态曲线,计算了井筒中的温度和压力分布,确定了井筒中形成水合物的生成条件,确定了挥发油井生产的合理流压和油嘴尺寸,其结果可指导挥发性油井高效生产。     

甲醇抑制剂的合理用量研究

随着国内外大量油气田的不断开发,天然气水合物的形成和堵塞防治问题引起了科研生产工作者的极大关注。主要介绍了天然气水合物的形成机理、防治措施,其中,添加抑制剂是目前防治水合物形成经常使用的方法,以某气田为例,以Windows XP为平台,Visual Basic 6.0为工具开发编制程序计算甲醇抑制剂的合理用量,并分析包括井口温度、井口压力、产气量以及产水量与抑制剂用量的关系,采用Origin对软件系统的模拟结果进行曲线拟合,并得出相应的拟合关系式,从而确保输气管道安全经济运行。     

海上高温高压气田完井投产关键技术

随着海上石油天然气勘探开发的不断深入,高温高压等复杂天然气藏的勘探开发随之增加,而高温高压气井在投产过程中出现的环空带压、完井管柱失效等问题,对气井的安全生产提出了严峻的挑战。通过对水合物、油嘴冲蚀、井口抬升和环空压力管理等方面进行研究,形成了一套适应于海上高温高压气田完井投产关键技术。该技术在东方高温高压气田中成功应用,已投产21口高温高压气井生产情况良好,无环空压力异常情况,为类似海上高温高压气田投产提供借鉴。     

复配型抑制剂对高二氧化碳天然气水合物抑制效果评价

高含二氧化碳气田在开采、输送过程中生成天然气水合物易生成天然气水合物,严重影响气田的顺利开发。添加水合物抑制剂是高效的防治手段,但目前单独使用动力学抑制、热力学抑制都存在一定弊端。本文通过对比使用不同用量的动力学抑制剂、热力学抑制剂以及复配型抑制剂的抑制效果和经济指标,说明动力学抑制剂与热力学抑制剂复配后抑制效果更优,不仅降低了水合物生成温度,减少热力学抑制使用量,缩减抑制剂成本,提高了经济效益,同时减小对地层伤害。     

中试装置内水合物注抑制剂的分解规律

单纯降压法开采天然气水合物容易遇到地层传热速率慢的问题导致体系温度压力长期处于相平衡状态,因而严重拉长了开采时间。为解决降压法开采过程中低温区域水合物分解过慢的问题,本文利用三维装置研究了注化学剂法开采过程中水合物分解和产气规律。根据反应釜内温度和压力的变化,全面分析了注入过程、焖井过程对水合物分解的影响。结果表明,对于单井吞吐法,在注入抑制剂阶段可以刺激水合物快速分解,但不宜采用过大的注入量和过多的注入次数,过大的注入量和注入次数会增大堵塞风险导致开采时间被大大延长。相较于小型实验装置,中试级别实验由于注入时间长,抑制剂在注入阶段已经得到较为充分的运移,因而焖井时间不能过长,控制在40min左右为宜。     

大落差天然气管道水合物生成特点分析

为了分析中缅天然气管道大落差管道的水合物生成情况,以龙陵输气站至弥渡输气站间总长度为250 km、最大相对高差为1 654 m的管段为研究对象,以Pipeline Studio和PVTSIM软件为工具,建立了中缅天然气管道大落差管段仿真模型。以此为基础,计算了不同输量下管道沿线的压力、温度分布及水合物生成条件。通过沿线温度与水合物生成温度的对比,分析了水合物的生成情况。结果表明,受地形起伏影响,在管道的局部高点处,天然气的温度可低于地温7℃以上,使管道面临生成水合物的风险,提出了针对性的水合物防治措施。     

天然气水化物生成条件研究

在一定的温度和压力条件下,含水天然气可生成白色致密的结晶固体,称为天然气水化物(NGH natural gas hydrate)。天然气水化物的局部积累将减少输气管道的横截面积,限制管线中天然气的流量,降低输气量。本论文对天然气水化物的生成条件和机理进行了分析,从水化物的生成机理入手,详细了剖析了水化物生成的原因,对天然气水化物的生成条件做了全面的介绍,同时给出了较为全面的水化物生成条件预测模型。     

天然气水合物生成焓的实验研究

This paper reports the measurements of enthalpies of natural gas hydrates in typical natural gas mixture containing methane, ethane, propane and iso-butane at pressure in the vicinity of 2000 kPa (300 psi) and 6900 kPa(1000psi). The measurements were made in a multi-cell differential scanning calorimeter using modified high pressure cells. The enthalpy of water and the enthalpy of dissociation of the gas hydrate were determined from the calorimeter response during slow temperature scanning at constant pressure. The amount of gas released from the dissociation of hydrate was determined from the pumped volume of the high pressure pump. The occupation ratio (mole ratio) of the water to gas and the enthalpy of hydrate formation are subject to uncertainty of 1.5%.The results show that the enthalpy of hydrate formation and the occupation ratio are essentially independent of pressure.     

气体水合物抑制剂的研制与性能评价

针对海洋深水钻井过程中气体水合物的形成严重影响钻井作业的顺利进行等问题,室内经过大量的优选实验,采用甲基丙烯酸乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮作为单体,并对单体比例、引发剂、反应温度及反应时间等综合因素进行分析,研制出低剂量气体水合物抑制剂HLA。通过四氢呋喃(THF)测试法和水合物生成模拟实验装置评价其效果,实验结果表明:盐类气体水合物抑制剂能使形成气体水合物的温度和压力条件得到改变,此外还可以有效的抑制气体水合物的形成;低剂量气体水合物抑制剂HLA能使水合物的形成速率得到有效降低,使形成水合物晶核的诱导时间得到一定的延长,使晶体的聚集过程得到一定的改变,但并不能从实际上改变气体水合物形成的相平衡。     

天然气水合物研究进展

天然气水合物作为清洁、高效、储量巨大的新型能源,其巨大的能源潜力引起世界上很多国家的注意,纷纷投入巨额资金和人力对其进行研究.直到20世纪80年代末期我国才有学者关注和研究天然气水合物,起步相对较晚,因此研究人员做了大量文献资料调研和资料处理等初步研究工作.从20世纪90年代初首次人工合成天然气水合物开始,随着我国政府支持力度的不断增大,在本世纪初我国在东海、南海等地发现天然气水合物矿藏,同时对天然气水合物的成因、动力学机理、形成的条件等方面进行了研究.但如何开采天然气水合物,以及如何防止天然气水合物所带来的温室效应仍是亟待解决的问题.     

天然气单管伴热集输管道伴热优化

天然气在开采出来之后,经常含有水,天然气水合物是天然气与水在一定的压力和温度下形成的结晶笼状固态化合物。天然气水合物可能导致管道、仪表和分离设备的堵塞,对天然气的输送是有害的。石油与天然气输送的管道中,常用采用添加除水剂的方法,压力控制方法,伴热的方法来维持生产操作及停输期间管道内介质的温度与压力。着重研究利用单管热水伴热的方法来抑制天然气集气管道中水合物的生成。主要概述了利用热水伴热方法对管道进行伴热,并且借助VB程序编制软件完成热水伴热的输送过程的相关分析计算,通过计算的数据结果进行绘图,在符合实际伴热条件的的同时,选出最优方案。     

天然气水合物的形成与防治

天然气水合物是天然气与水在一定的压力和温度下形成的结晶笼状固态化合物。水合物可能导致管道、仪表和分离设备的堵塞,对长距离的输送是有害的。概述了天然气水合物的形成条件以及目前水合物的物理和化学防治方法,指出了实验新型脱水工艺,开展动态模拟实验,以及筛选动力学混合型抑制剂是今后水合物防治的发展方向。     

促进天然气水合物形成的影响因素分析

天然气水合物(NGH)工业化生产中面临的主要问题是天然气水合物的合成速率较低。天然气水合物的生成反应为相间界面反应,任何影响气液相之间传质或传热的操作均可以增加天然气水合物的生成速率。结合影响天然气水合物形成的特点,从改善相平衡条件、增加气水接触面积和增加天然气的溶解度三方面介绍了促进天然气水合物形成的办法,并分析了各自的优缺点。     

输气管道中气油水和水合物的瞬态流动特性数值研究

对输气管道中气油水以及水合物的流动特性进行了四相四组分的数值计算研究。应用了相行为模型以及水合物相平衡模型对多组分的混合流动热力性质和水力特性进行研究。提出了相关的控制方程,并对流体与管壁之间的质量、动量以及热传递物理现象进行了描述。应用交错网格技术和有限差分法对控制方程进行求解,对边界条件和相的消失以及出现做出了很好地描述。用前人的调查结果对本文的模型进行了验证。应用此模型对管道中的流体流动特性进行了数值模拟,并通过分析所得结果对水合物的形成位置或潜在的形成位置进行了预测;通过对油气水以及水合物的水力流动特性进行分析,给出了输气过程中防止水合物的形成的方案。     

Study of the Kinetics and Morphology of Gas Hydrate Formation

The kinetics and morphology of ethane hydrate formation were studied in a batch type reactor at a temperature of ca. 270–280 K, over a pressure range of 8.83–16.67 bar. The results of the experiments revealed that the formation kinetics were dependant on pressure, temperature, degree of supercooling, and stirring rate. Regardless of the saturation state, the primary nucleation always took place in the bulk of the water and the phase transition was always initiated at the surface of the vortex (gas‐water interface). The rate of hydrate formation was observed to increase with an increase in pressure. The effect of stirring rate on nucleation and growth was emphasized in great detail. The experiments were performed at various stirring rates of 110–190 rpm. Higher rates of formation of gas hydrate were recorded at faster stirring rates. The appearance of nuclei and their subsequent growth at the interface, for different stirring rates, was explained by the proposed conceptual model of mass transfer resistances. The patterns of gas consumption rates, with changing rpm, have been visualized as due to a critical level of gas molecules in the immediate vicinity of the growing hydrate particle. Nucleation and decomposition gave a cyclic hysteresis‐like phenomena. It was also observed that a change in pressure had a much greater effect on the rate of decomposition than it did on the formation rate. Morphological studies revealed that the ethane hydrate resembles thread or is cotton‐like in appearance. The rate of gas consumption during nucleation, with different rpm and pressures, and the percentage decomposition at different pressures, were explained precisely for ethane hydrate.