气水比对甲烷水合物生成影响实验

促进天然气水合物快速、大量生成对天然气水合物的工业化应用具有重要意义,气水比作为影响水合物生成的关键因素,有必要对其进行深入研究。首先提出一种新的理想气水比数学计算公式,在温度为275.15 K、压力为6.6 MPa条件下,研究了气水比对甲烷水合物的生成影响,并验证了理想气水比数学计算公式的准确性。结果表明:气水比大于1.8时,水合物生成速率显著加快;气体消耗量由初始气体量和实验相平衡压强两个因素共同决定;水合物实际储气量受气水比变化影响较大;以十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为水合剂,在理想气水比条件下,水合物生成情况符合计算预期效果。选择合适的气水比,不仅可以提高水合物生成速率,而且可以增加气体消耗量,提高水合物实际储气量。     

流动体系水合物分解研究进展

水合物分解机理的基础研究,是抑制水合物在油气管道流动体系形成冰堵,深入开展水合物矿开采,应用水合物作为媒介储存与运输气体、净化与分离气体,以及应用水合物浆液输送气体等技术研究的关键。结合国内外水合物分解的实验研究与理论研究,系统评述了流动体系水合物分解实验及相关模型的研究进展。通过水合物分解形态观测实验,可知水合物分解是依时吸热过程,受动力学、传质和传热等因素控制。总结了水合物颗粒大小、化学注剂、温度、压力以及气相组成等因素对水合物分解速率的影响。总体而言,水合物分解理论模型应用于流动体系的不多,将动力学、传质、传热等因素综合起来的模型有待成熟,基于此提出未来流动体系水合物分解研究的方向和建议。     

甲烷水合物在冰浆中的鼓泡生成特性

以水合物的形式储运天然气具有储存压力低、安全可靠等优点,但水合物在天然气储运技术领域的应用仍然受到储气量低、生成速度慢等因素的限制。以甲烷水合物为研究对象,通过试验研究了压力、恒温浴温度、表面活性剂SDS质量浓度以及甲烷气体进气时间对甲烷水合物在冰浆中鼓泡生成的作用规律。试验压力范围为4～6 MPa,恒温浴温度范围为-1～1℃,表面活性剂SDS质量浓度范围为100～800 mg/L。结果表明:压力变化对最终的储气体积摩尔浓度影响不大;当恒温浴温度由-1℃上升至1℃时,反应持续时间缩短11.5%～17.4%,储气体积摩尔浓度降低7.4%～8.5%;适当延长进气时间,有助于缩短诱导时间,提高甲烷水合物的生成速率和最终储气体积摩尔浓度。     

水溶性离子对油水乳液中甲烷水合物的生成影响实验

在开采深海油气的过程中,管道内低温高压的条件容易形成水合物,从而堵塞管道,给管道油气输送带来重大安全隐患。为此,针对海水主要成分在油气开采过程中形成的多相流环境开展了水合物生成动力学实验,观察实验过程中不同独立组分或多组分共同作用对水合反应中气体压力参数和储气量的变化规律。以Span80和SDS为分散剂制备了稳定的白油乳液,将不同质量分数的乳液分别与人工海水晶体混合,分析水解离子对乳液体系中水合物生成的影响。结果表明:人工海水晶体可促进乳液体系分子间的传热传质,缩短水合物生成的诱导时间,加快水合反应速率,明显提高水合物的生成量。研究结果可为油气开采过程中管道内防治水合物堵塞提供参考。(图5,表1,参18)     

水合物模拟装置优化及热力学抑制剂性能研究

为了解决钻井过程中抑制生成的水合物对井筒造成堵塞问题,对天然气水合物生成及评价模拟装置釜内搅拌杆结构及其内部封头进行了重新设计和改进,在此基础上研究了淡水及模拟海水中水合物生成规律,并对比分析了NaCl、MgCl₂和Al₂(SO₄)₃三种热力学抑制剂对水合物生成的抑制效果。研究结果表明,相比于其他类型的实验装置,具有可视化功能的双反应釜体系,可以同时模拟温度相同时不同液体和压力下水合物生成实验。当热力学抑制剂质量分数为12%时,NaCl产生的离子可以优先与水分子结合,并产生强大的破坏作用,有利于水合物分解,对水合物生成的抑制效果最佳。在温度、初始压力和搅拌速度相同时,改变三种热力学抑制剂的质量分数,分析水合物生成过程中的压降与水合物生成量,1%的MgCl₂、10%的Al₂(SO₄)₃和20%NaCl对水合物生成的抑制效果最好。研究成果对认识不同基液中水合物生成、热力学抑制剂的抑制规律具有一定借鉴意义,同时为配制更...     

水合物浆液流动特性研究

采用水合物循环管路装置,添加比例为水量2%(质量比)的防聚剂Span80,在压力为1.6MPa、温度为280.2K的条件下,测定了(柴油 甲烷 四氢呋喃 水)体系在不同水油体积比时生成水合物浆液的流体力学行为。将(水合物 液体)的非均相体系当作拟流体处理,建立了水合物浆液的流动模型,计算了各实验体系的表观粘度,分析了不同水油比时气体消耗量、流量、表观粘度随时间的变化趋势。     

流动体系油包水乳状液微观特性试验研究与定量表征

流动体系油包水乳状液的微观特性是研究乳化体系流变特性、析蜡特性及水合物生成特性的关键问题。基于高压水合物浆液流动环道,借助在线高倍粒度分析仪,研究了不同试验条件(含水率、流动剪切速率、水浴温度、初始压力)对油包水乳状液微观特性的影响规律。结果表明:含水率越小、剪切速率越大、温度越高、压力越低,油包水乳状液液滴粒径越小,分散越均匀,稳定性越好。综合温度、压力、流速、含水率、密度、黏度、表面张力、导热系数等参数对液滴粒径及分布规律的影响,建立了3种尺度范畴下油包水乳状液液滴平均尺寸及其分布比例的预测关系式,与试验数据对比验证可得,预测式的精度在±5%以内。研究结果可为深入开展流动体系水合物生成的动力学机理分析与模型预测,提供技术支持与重要依据。     

基于OLGA的深水混输管道及井筒水合物风险分析

为研究深水油气混输管道的水合物形成问题,结合西非安哥拉海域某油田开发数据,使用OLGA软件对海底长输管道、立管和井筒内的水合物生成情况进行了数值模拟。结果表明:在所给出的油流组分和产量变化情况及设定的节点温度压力条件下,该管道与井筒的温度和压力范围不落在水合物生成区内,水合物生成风险极低;随着含水率升高,该油田海管管内压力、温度及管段总压降均升高,而管段温降减小;随着气油比增大,海管管内压力、温度及管段压降均降低,而管段温降增大。结合油流组分和工况,分析认为油藏产出水中含盐量很大,从而抑制了水合物的生成。     

基于OLGA的海底管道水合物生成规律模拟

为了研究海底油气混输管道内水合物的形成过程及管道堵塞问题,结合凝析气生成水合物的相平衡曲线和CSMHyK v2.0水合物动力学模型,使用OLGA软件对海底立管和水平输送管道内水合物生成情况进行数值模拟。结果表明:在某海底管道工艺参数下,无论是立管还是水平输送管内都有大量水合物生成,其水合物浆黏度分别增加了10倍、18倍。在立管中从海底到海平面管段水合物生成速率由大到小,最后趋于0;在水平输送管道中,水合物生成速率保持不变。管道出口压力降低,水合物生成区域减小,且水合物浆的黏度大幅下降。当立管和水平输送管道出口压力分别控制在3 MPa、2 MPa时,可以避免水合物生成,保障管道安全运营。     

深水井筒天然气水合物形成预测及风险评价北大核心

深水浅层钻井过程井筒内生成水合物会影响作业安全,需要对井筒环空内水合物形成范围和程度进行预测分析。以南海陵水气田某开发井为例,基于CSMHyK水合物动力学模型和OLGA多相流流动方程,建立深水钻井水合物形成数值模拟方法,计算多种工况下井筒温度-压力场,引入过冷度密度表征水合物形成可能性,预测了井筒环空水合物形成范围和程度,分析了钻井液排量、入口温度、密度及浅层气储压的参数敏感性。结果表明:在设定的工况条件下,泥线附近的隔水管环空具有水合物形成风险,水深800~1000 m的环空内水合物形成量最多;钻井液排量越小,入口温度越低,水合物形成风险越大,危险管段的水合物生成量超过40 kg/m3。选取过冷度密度、水合物生成井段长度、生成总量及峰值速率作为评价水合物生成情况的特征值,建立井筒水合物风险水平量化分析方法。研究结果可为深水浅层钻井过程水合物的防治和钻井方案的优化设计提供理论指导。(图6,表4,参27)     

深水井筒天然气水合物形成预测及风险评价

深水浅层钻井过程井筒内生成水合物会影响作业安全,需要对井筒环空内水合物形成范围和程度进行预测分析。以南海陵水气田某开发井为例,基于CSMHyK水合物动力学模型和OLGA多相流流动方程,建立深水钻井水合物形成数值模拟方法,计算多种工况下井筒温度-压力场,引入过冷度密度表征水合物形成可能性,预测了井筒环空水合物形成范围和程度,分析了钻井液排量、入口温度、密度及浅层气储压的参数敏感性。结果表明:在设定的工况条件下,泥线附近的隔水管环空具有水合物形成风险,水深800～1 000 m的环空内水合物形成量最多;钻井液排量越小,入口温度越低,水合物形成风险越大,危险管段的水合物生成量超过40 kg/m3。选取过冷度密度、水合物生成井段长度、生成总量及峰值速率作为评价水合物生成情况的特征值,建立井筒水合物风险水平量化分析方法。研究结果可为深水浅层钻井过程水合物的防治和钻井方案的优化设计提供理论指导。(图6,表4,参27)     

水合物法气体分离添加剂研究进展

水合物法气体分离作为一种新型分离技术,具有诸多优点,但其应用受到水合物生成压力高、生成速率慢及分离效率低等问题的困扰,而特定添加剂可改善水合物法气体分离性能.综述了国内外在添加剂类型、评价方法及对水合物生长的促进机理等方面的研究进展,指出了未来的研究方向:寻找全新的、不参与水合物生成或较少占据水合物孔穴的添加剂,对于相平衡、分离效率及动力学特性均有较好改善;将不同类型添加剂进行有效复配,通过对复合添加剂促进性能开展实验研究,筛选最优的添加剂组合及加量;借助精密观测手段,分析表面活性剂对水合物生长动力学的影响,验证促进机理假说;对含添加剂体系水合物法分离工艺流程进行优化及经济评价.     

油水体系水合物行为实验研究装置及其应用进展

油水体系中水合物生成机理及浆液流动规律的实验研究对制定水合物风险管理策略、保障管道运行安全具有重要意义。为明确水合物实验研究装置的特点及其在油水体系中的应用进展,阐述了水合物行为研究中常用的宏观与微观装置的结构组成、突出特点及应用情况,对比分析各装置优缺点,综述了研究装置在水合物成核过程研究、生长与分解速率表征、颗粒聚集效果评价、浆液流变特性分析及量化模型建立等方面的应用成果。针对研究现状提出油水体系中水合物研究的建议,未来可将谱学仪器与现有装置耦合进行油水体系中水合物的多尺度研究,在高压环境中进行水-水合物颗粒界面性质研究,同时基于水合物生长速率、聚集特性及浆液流动性等参数建立水合物堵管风险评估方法。（图9,表3,参84）     

超临界CO2萃取葡萄籽油的工艺研究

利用超临界CO2萃取技术,通过正交设计实验研究了不同萃取温度、萃取压力、流量、分离压力对葡萄籽出油率及油品质的影响,确定了最佳工艺为萃取压力30MPa,萃取温度50℃、CO2流量8Kg/h、分离I压力12MPa。     

天然气水合物浆液稳定性影响因素的正交实验

天然气水合物浆液技术为水合物防治和油气混输的实现提供了有效手段,而浆液的稳定性是使该技术实现工业应用的关键,其影响因素较多。利用正交实验分析了温度、压力、水油比、气液比对水合物浆液稳定性的影响,并将水合物体积分数、水相转化率、水合物密度作为水合物浆液稳定性的代表评价参数,基于反应釜内水合物的生成实验,通过编程确定了4种因素对稳定性代表评价参数的影响程度,在此基础上对流动实验工况进行划分,明确了今后水合物浆液稳定流动性实验的研究方向。     

超临界萃取板蓝根中靛玉红的工艺研究

本实验主要探讨板蓝根中靛玉红的最优超临界萃取工艺。采用正交实验考察萃取温度、萃取压力、分离温度及分离压力四个因素对板蓝根中靛玉红的影响;同时采用高效液相色谱法测定靛玉红的含量。结果最佳工艺条件为温度50℃、萃取压力30MPa、分离温度30℃及分离压力12MPa。     

蜂花粉CO2超临界萃取研究

[目的]探讨应用超临界CO2萃取技术萃取蜂花粉。[方法]采用4因素3水平的正交设计法和方差分析,研究萃取温度和萃取压力对萃取效果的影响。[结果]蜂花粉超临界CO2萃取最佳条件:萃取温度50℃、萃取压力20 MPa、分离1温度40℃、分离1压力7 MPa、分离2温度35℃、分离2压力5 MPa、萃取时间3 h。[结论]超临界CO2萃取技术在养蜂生产及蜂产品加工业中有广泛的应用前景,值得进一步研究。     

中乌天然气管道A线绕行段天然气置换投产

中乌天然气管道A线绕行段置换投产需最大程度地将临时段管道中的天然气导入A线绕行段管道。对置换和平压过程进行工艺计算和数据模拟,确定投产初始压力为0.2MPa,天然气置换流速为5m/s,管内天然气节流前的温度约12℃,节流后的温度将降至约-31℃。根据实际置换速率的计算结果、阀后压力的变化以及管道、设备的振动情况,调整手轮总转数以控制流量。通过分析约束条件、上下游允许的最大停输时间、平压作业的最佳时机,论证了将临时段内的天然气导入绕行段的可行性。通过对不同置换方式的工程实施方案进行比选,解决了高压天然气置换过程中高压差节流、置换速率控制的难题,实现了临时停输情况下临时段管道向绕行段管道导入天然气并最终平压的置换投产。     

含粉砂四氢呋喃水合物微观结构试验

采用降压法开采天然气水合物时,流道内水合物和粉砂的存在可能会带来安全问题,因此研究粉砂的存在对水合物的影响显得尤为重要.选择四氢呋喃(Trahydrofuran,THF)为替代介质开展粉砂存在下水合物生成以及分解试验,通过观察水合物的微观形态结构分析粉砂产生的影响.结果 表明:粉砂与四氢呋喃水合物共存时有游离态、粘附态...     

大涝坝凝析气田单井采气管道预防水合物工艺

大涝坝凝析气田在冬季生产过程中,受环境温度影响,单井井口采气管道因水合物堵塞严重影响安全生产.针对大涝坝凝析气田单井采气管道水合物堵塞管道及防治工艺现状,采用HydrateVersion 5.3软件对水合物形成温度进行预测,对防治水合物工艺措施进行优化.研究结果表明：在6 MPa运行压力下,冬季实际温度低于预测水合物形成温度16.715℃,采气树井口立管及采气管道弯头部位易形成水合物.加注质量分数10％～15％的甲醇,预测水合物形成温度为10.11～12.68℃.通过在DLK6井采用中频感应加热技术,当输入电流为20 A时,监测到加热管段末端流动介质温度为18.7℃,高于预测水合物形成温度16.715℃.通过加注甲醇和采用中频感应技术均可以有效地预防水合物的形成.