深水油氣田開發(fā)過程中的天然氣水合物預(yù)測模型研究

【摘要】： 為了解決油田作業(yè)中水合物封堵帶來的系列問題,也為了更好的開發(fā)自然界的水合物資源,合理的利用水合物技術(shù),在一定程度上能否較為準確的預(yù)測水合物生成的溫度壓力條件就成為一個關(guān)鍵。 本文考察了多種現(xiàn)有的水合物預(yù)測方法,選擇了以相平衡理論為基礎(chǔ),應(yīng)用統(tǒng)計熱力學(xué)理論建立的天然氣水合物的分子熱力學(xué)模型VDWP模型為基礎(chǔ)模型,并應(yīng)用Du-Guo模型計算Langmuir常數(shù),編制基本程序,實現(xiàn)了氣體在純水體系中的水合物生成條件的準確預(yù)測。 采用改進的Nasrifar et al模型計算有甲醇或(和)氯化鈉存在的體系的水合物形成條件,并以甲醇(或氯化鈉)作為基本參考物質(zhì),以實驗為基礎(chǔ),通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,提出“有效當量濃度”概念,建立了部分無機鹽、聚合醇等一系列油田化學(xué)劑相對于甲醇(或氯化鈉)的有效當量濃度關(guān)系,提出了一種新的簡單、快捷、準確性較高、預(yù)測范圍較廣的水合物預(yù)測方法。 在理論和實驗研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了天然氣水合物預(yù)測軟件,針對加入的不同抑制劑、不同抑制劑濃度、不同天然氣組分等情況,軟件均能提供水合物生成溫度、壓力的預(yù)測結(jié)果。 在以上工作完成以后,利用本實驗室的水合物高壓反應(yīng)裝置實驗驗證了部分較具代表性的物質(zhì)形成水合物情況,與本文編制的預(yù)測程序預(yù)測結(jié)果對比,并與精度較高的Sloan商用水合物預(yù)測軟件對比分析,表明本文提出的有效當量濃度理論可行,程序預(yù)測可靠。 【關(guān)鍵詞】：氣體水合物 預(yù)測模型 有效當量濃度 水合物生成條件
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P744.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 本文研究的意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究歷程及現(xiàn)狀12-14
• 1.3 水合物抑制方法及抑制機理14-19
• 1.3.1 傳統(tǒng)的熱力學(xué)抑制方法15-17
• 1.3.2 新型動力學(xué)控制方法17-19
• 1.4 本文主要的研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-20
• 第二章 天然氣水合物預(yù)測模型及抑制劑20-37
• 2.1 水合物生成預(yù)測模型20-22
• 2.1.1 經(jīng)驗圖解法20
• 2.1.2 經(jīng)驗公式法20-21
• 2.1.3 平衡常數(shù)法21
• 2.1.4 氣體水合物相平衡熱力學(xué)模型法21-22
• 2.2 相平衡熱力學(xué)模型22-31
• 2.2.1 幾種熱力學(xué)相平衡理論模型23-24
• 2.2.2 水在水合物相的計算24-28
• 2.2.3 水在水相或冰相中的化學(xué)位差計算28-30
• 2.2.4 計算的簡要步驟30-31
• 2.3 關(guān)于抑制劑體系的模型計算31-34
• 2.4 常用的水合物抑制劑34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 天然氣水合物的相平衡和抑制實驗37-44
• 3.1 高壓攪拌式水合物實驗裝置37-41
• 3.1.1 高壓反應(yīng)釜39
• 3.1.2 恒溫水浴39
• 3.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)39-41
• 3.1.4 其他設(shè)備41
• 3.2 實驗材料41
• 3.3 實驗方法41-44
• 3.3.1 水合物的形成及分解實驗42
• 3.3.2 關(guān)于本實驗裝置的可行性驗證42
• 3.3.3 實驗具體操作方法42-44
• 第四章 天然氣水合物預(yù)測模型的擴展和改進44-61
• 4.1 有效當量濃度概念的引進44-54
• 4.1.1 無機鹽體系44-47
• 4.1.2 醇類體系47-50
• 4.1.3 其他油田用化學(xué)劑的有效當量濃度50-53
• 4.1.4 有效當量濃度的用法算例53-54
• 4.2 水合物預(yù)測模型及軟件的編制54-59
• 4.2.1 預(yù)測模型的擴展和改進55
• 4.2.2 計算步驟及流程圖55-57
• 4.2.3 軟件功能57
• 4.2.4 程序界面及使用方法57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-61
• 第五章 模型預(yù)測結(jié)果的討論與應(yīng)用61-72
• 5.1 實驗結(jié)果與模型預(yù)測結(jié)果的比較61-71
• 5.1.1 氣體在純水體系中的實驗61-65
• 5.1.2 氣體在溶液體系中的實驗65-70
• 5.1.3 預(yù)測結(jié)果的討論70-71
• 5.2 模型的應(yīng)用71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與建議72-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76

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