天然气地面输送管线水合物预测与防治研究

【摘要】：天然气开采、集输过程中,很容易达到生成水合物的要求,而在此过程中压力的降低会导致天然气温度的不断下降,当压力和温度满足一定条件时,就会在管线中生成水合物,从而造成集气管线的堵塞,影响气田的正常生产。所以有必要针对水合物形成的条件,开展水合物生产条件预测方法和地面集气管线水合物防治技术研究。 本文结合三种水合物形成条件预测方法,开展了注醇和电伴热防治水合物工艺应用基础研究。 基于此,本论文在理论研究方面主要完成了如下工作： (1)给出了天然气和地层水的物性参数计算方法,主要包括天然气相对密度、偏差因子、体积系数、粘度、密度和定压比热以及地层水粘度、密度和气液界面张力。通过敏感性分析,验证了计算方法的合理性和正确性,为后面的计算打下了基础； (2)准确预测气体水合物生成条件是水合物预测与防治技术的关键,本文在深入分析水合物生成热力学行为基础上,实现了图解法、经验公式法和统计热力学法的编程计算； (3)建立了气井地面集气管线压力温度预测模型,分析了产气量、产液量、井口温度、集气管内径和绝对粗糙度对地面集气管沿程压降的影响,以及产气量、井口温度、管线埋深处地温、集气管外径和总传热系数对地面集气管沿程温降的影响； (4)应用压力温度预测模型和水合物生成条件预测方法,得到了集气管线的压力、温度和水合物生成温度分布,计算出防治水合物生成的温降最大值,再结合计算所需富液浓度的Hammerschmidt经验公式和天然气饱和含水量数学拟合公式,并分别考虑抑制剂在气相和液相的消耗,给出了抑制剂合理注入量计算模型,用于注醇工艺参数设计。 (5)根据流体在多层圆筒壁圆管中流动的传热学理论,综合考虑大地温度变化、天然气物性参数等多方面因素的影响,给出电伴热埋地天然气管道热力计算的数值方法与计算公式,并给出了实例分析。在气井的井口温度一定的条件下,管道缠有电伴热带的出口温度明显升高。 【关键词】：水合物 注醇工艺 天然气管道 电伴热
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 本文研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 水合物预测方法研究现状9-10
• 1.2.2 水合物预测方法研究现状10-11
• 1.2.3 水合物防治方法研究现状11-13
• 1.3 本文研究的技术路线13
• 1.4 本文的主要研究内容13-14
• 第2章 天然气和地层水物性参数计算14-26
• 2.1 天然气相对密度14-16
• 2.2 天然气偏差因子16-19
• 2.3 天然气体积系数19-20
• 2.4 天然气的粘度20-21
• 2.5 天然气的密度21-23
• 2.6 天然气的定压比热23
• 2.7 地层水的粘度23-24
• 2.8 地层水的密度24-25
• 2.9 气液界面张力25-26
• 第3章 地面集气管线压力和温度分布计算及拟合26-40
• 3.1 Beggs-Brill方法介绍26-30
• 3.1.1 压力梯度方程26-27
• 3.1.2 持液率H_L(θ)的相关规律27-30
• 3.2 地面集气管线压力预测影响因素分析30-33
• 3.2.1 气井产气量对地面集气管压降的影响30-31
• 3.2.2 气井产液量对地面集气管压降的影响31-32
• 3.2.3 井口温度对地面集气管压降的影响32
• 3.2.4 集气管内径对地面集气管压降的影响32-33
• 3.2.5 绝对粗糙度对地面集气管压降的影响33
• 3.3 地面集气管线沿程温降计算方法介绍33-36
• 3.4 地面集气管线沿程温降预测影响因素分析36-40
• 3.4.1 气井产气量对地面集气管沿程温降的影响36-37
• 3.4.2 井口温度对地面集气管沿程温降的影响37-38
• 3.4.3 管线埋深处地温对地面集气管沿程温降的影响38
• 3.4.4 集气管外径对地面集气管沿程温降的影响38-39
• 3.4.5 总传热系数对地面集气管沿程温降的影响39-40
• 第4章 天然气水合物生成条件预测及计算结果对比40-46
• 4.1 图解法40-41
• 4.2 经验公式法41-42
• 4.3 相平衡计算法42-43
• 4.4 统计热力学方法43-44
• 4.5 天然气水合物预测方法对比分析44-46
• 第5章 地面集气管线水合物防治技术研究46-64
• 5.1 注醇防治水合物堵塞工艺46-51
• 5.1.1 醇类抑制剂作用机理及物化性质46-47
• 5.1.2 醇类抑制剂合理注入量计算47-50
• 5.1.3 醇类抑制剂用量计算步骤50-51
• 5.2 注醇工艺参数敏感性分析51-53
• 5.2.1 不同抑制剂浓度下水合物生成温度降敏感性分析51
• 5.2.2 不同温度降下抑制剂用量敏感性分析51-53
• 5.3 通南巴区块注醇工艺设计现场应用53-58
• 5.4 电伴热防治水合物堵塞工艺58-60
• 5.4.1 电伴热设备的材料组成及工作原理59
• 5.4.2 电伴热设备的运行方式59-60
• 5.5 电伴热工艺设计实例60-64
• 第6章 结论与建议64-65
• 6.1 结论64
• 6.2 建议64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电伴热系统在西气东输管道工程中的应用    温栋,马红军

海洋天然气水合物可控源电磁法的响应特征：一维正演模拟(英文)    赵峦啸;耿建华;张胜业;杨迪琨;

气体水合物生成机理和热力学模型的建立    陈光进,马庆兰,郭天民

甲醇防冻堵工艺在徐深气田的应用    吴贺;刘思维;

天然气水合物研究进展    姜辉;于兴河;徐文世;

天然气水合物的研究现状与发展趋势    樊栓狮,陈勇

气井套管注醇工艺在气田的试验及效果分析    陈小飞;刘佳;胡兴民;张岐;郝小云;马龙;

气体水合物的研究与应用    徐红,张宝华,樊爱娟

电加热工艺的选择及配套应用    贾斐,廖林,韩鹏,孙楠,曹雅莉

天然气输送管线温度计算    高德洁;王鑫;王春生;孙启冀;孙勇;徐国富;

国内天然气水合物相平衡研究进展    安青;许维秀;

国内天然气汽车技术及发展方向探索    张燕平;詹淑慧;

确定天然气水合物饱和度的测井解释新方法    莫修文;陆敬安;沙志彬;马龙;

铁取代六铝酸盐的制备及其对甲烷燃烧的催化性能    蒋政,李进军,郝郑平,侯红霞,许秀艳,胡春

有水气藏开发方式及提高采收率技术综述    刘建升;彭彩珍;毕建霞;南荣丽;王小东;

一种气井井筒压力的计算方法    刘玉娟;徐春碧;焦晓军;

苏里格气田柱塞气举工艺的优化研究    张文星;任国富;王小朝;李友贵;

气井动态储量方法研究    李骞;郭平;黄全华;

预测水力压裂和裂缝对工作状态的影响    杜冰鑫;陈冀嵋;钱文博;

防止水合物生成的井下节流机理研究    温馨;刘永辉;

确立天然气燃气具基准气体的方法与实践    罗东晓;欧翔飞;

高适配性燃气具对推动天然气产业发展的重要意义    罗东晓;赖元楷;

不同类型天然气对LNG、CNG生产的影响    郑欣;王遇冬;

LNG和CNG供应工艺生命周期能耗分析    张燕平;徐彦峰;孙明烨;

甲烷水合物生成实验研究    郝文峰;樊栓狮;梁德清;田龙;杨向阳;

电阻率测深在漠河地区探测永久冻土带分布的效果    唐君辉;刘国兴;

瞬变电磁法在漠河地区探测永久冻土层分布的应用    韩江涛;刘国兴;

钻井液添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究    刘晓兰;孙宝江;王志远;任韶然;

塔河油田高温高压凝析气藏偏差系数计算方法研究    卢智慧;

水平井试井解释在苏14区块的应用    郝军慧;魏克颖;叶小闯;肖峰;彭雪花;李宁;李桢禄;陈龙;

天然气水合物（地球物理属性）的神经网络识别方法及软件开发    吕琳

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

徐深气田火山岩气藏开发方案评价与优选    邵锐

海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究    孙建业

水系统结构和动力学特性的计算机模拟研究    王琳

大牛地老区低渗致密多层叠合砂岩气藏稳产技术对策研究    郑军

甲烷水合物及其沉积物的力学特性研究    于锋

液化天然气冷能利用技术研究及其过程分析    边海军

祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究    庞守吉

深层凝析气藏伤害机理与水力压裂改造研究    林涛

大庆中庆燃气公司经营策略研究    尤壮

寺河井田煤层气开采及利用研究    朱鹏飞

冻土带可燃冰成因机理研究    李彬彬

UDS溶剂脱除天然气中CO_2和H_2S及抗发泡性能研究    刘露

异常高压凝析气藏相态特征实验研究    先小洪

宋家场气田顶部区块开发潜力与复产方案论证    张碧波

川东沙坪场气田石炭系气藏生产适应性分析及措施研究    肖仁维

阳高寺气田茅口组气藏资源潜力及开发对策研究    张俊杰

海洋可控源电磁法电磁响应研究    张华青

天然气水合物保温保压绳索取心钻具设计    贺涛

海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术    马在田,宋海斌,孙建国

日本南海海槽天然气水合物研究现状    宋海斌,松林修

天然气水合物的海洋地球物理研究进展    宋海斌,江为为,张文生,郝天珧

天然气水合物与全球变化研究    陈汉宗,周蒂

青藏高原多年冻土区天然气水合物的研究前景和建议    徐学祖，程国栋，俞祁浩

国外海洋气水合物研究的一些新进展    苏新

天然气水合物勘探开发技术研究进展    周怀阳,彭晓彤,叶瑛

天然气水合物——未来的新能源    金庆焕

混合制冷剂气体水合物生成及融解过程实验研究    赵永利,郭开华,张奕,舒碧芬

含极性抑制剂体系中水合物生成条件的研究    马庆兰,陈光进,郭天民

天然气水合物预测综合模型及其应用    胡顺渠

形成水合物的基本条件    Lan Lerche ,Elchin Bagirov ,谢力

海底微生物在水合物识别中的应用    王文娟;陈建文;窦振亚;张剑;

注甲醇溶液分解丙烷水合物实验模拟    董福海;臧小亚;樊栓狮;梁德青;

水合物模拟实验装置的对比研究    杨明军;宋永臣;刘瑜;

天然气中的水合物对在运管线造成的影响及控制方法    屠明刚;张德庆;吴凤芝;

井筒水合物的防治措施探讨    郭玉慧;杨凤玉;

水合物监测系统的开发    巩艳;林宇;陈星杙;

深水钻井中水合物的预防和危害处理方法    许明标;唐海雄;黄守国;王晓亮;林平;

沉积物中水合物形成机理及分解动力学研究进展    李清平;张旭辉;鲁晓兵;

低场核磁共振在研究四氢呋喃水合物形成过程中的应用    田慧会;魏厚振;颜荣涛;马田田;韦昌富;

四氢呋喃水合物沉积物力学性质研究    鲁晓兵;王丽;王淑云;赵京;王爱兰;

白云凹陷水合物成藏条件研究及水合物的预测    张树林;陈多福;

南海北部神狐区域海底沉积层工程地质条件对水合物成藏影响    关进安;梁德青;吴能友;万丽华;李栋梁;

海底沉积物中水合物成矿机理与分布规律    吕万军;郭依群;庄新国;梁金强;沈铭;黄国成;

水合物开采后的地层稳定性    矫滨田;鲁晓兵;

水合物安全处理推荐    刘伟安;王均;杨秀夫;何玉发;魏剑飞;黄小龙;赵维青;刘保波;

环戊烷水合物生长过程实验研究    孙志高;刘成刚;

水合物在蓄冷及制冷(热泵)领域的应用    魏晶晶;谢应明;刘道平;

联用型水合物抑制剂研究    闫柯乐;孙长宇;申得济;尹海霞;陈光进;

天然气组成对水合物形成的影响及灾害预防研究    徐文新;陈多福;陈先沛;陈光谦;

气水合物提取天然气三种方法    春溪

我国近海可燃冰调研方兴未艾    陈伟立

海水淡化，期待新技术    苏光路

可燃冰的开发及对我国钢管业发展的影响    彭在美 董帅 翁博

南海沉积物的水合物声学特性模拟实验研究    胡高伟

多孔介质中水合物饱和度与声波速度关系的实验研究    张剑

海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用    陈多福

多孔介质中水合物开采影响因素的实验和数值模拟研究    阮徐可

药物水合物结晶热力学及转晶过程研究    刘崇峻

原位条件下水合物形成与分解研究    杨明军

海洋天然气水合物地层钻井的钻井液研究    涂运中

天然气水合物开采模拟与能效分析    杨圣文

多孔介质中天然气水合物动态聚散过程的热物性响应及热分析应用研究    陈强

钻井液侵入含天然气水合物地层特性研究    刘力

水合物储氢实验研究    杨亮

加速合成四氢呋喃水合物实验研究及水合物地层钻探扰动有限元分析    张大平

笼型水合物的晶格动力学模拟    景茂锋

升深气田水合物生成规律及注醇防冻技术研究    李辉

水合物动三轴实验仪构造及功能分析    唐德龙

水合物浆体流动特性模拟研究    雷玲琳

水合物对多孔介质渗透性影响的实验研究    黄兴

油气运输过程中水合物的抑制    黄安源

水合物抑制及储氢分子模拟研究    颜克凤

天然气水合物抑制剂实验研究    董立山