天然气水合物开采及输送工艺技术研究

【摘要】： 目前全球正面临着前所未有的能源危机,天然气水合物由于储量大、能量密度高而将成为一种具有很大吸引力的新型能源,并被科技界列为常规油气资源的可替代性资源。因此,对天然气水合物开采的研究,可为今后现场进行大规模的开采水合物气藏提供科学的理论支持,具有非常重要的意义。天然气水合物开采就是通过降压、加热等手段破坏水合物稳定存在的平衡条件,使其分解为天然气和水,然后通过井筒采至地面。天然气水合物开采及输送过程中,由于温度、压力的改变,在井筒和管道内可能会再次形成水合物,从而堵塞井筒或管道。通过研究天然气水合物的相平衡,利用Chen-Guo热力学模型,编制了天然气水合物形成条件预测程序,计算了天然气水合物形成的压力温度关系。利用计算多相管流的Beggs-Brill方法,结合温度分布计算模型,计算了天然气水合物采输过程中压力、温度分布。根据采输过程中沿程温度压力的变化以及天然气水合物形成条件,预测了采输过程中天然气水合物能否再次形成,研究避免水合物再次形成的合理措施,以保证天然气水合物矿藏的正常开发。研究表明,采取降压、加热、注抑制剂等措施能够有效防止采输过程中水合物的再次生成;天然气开采应选择合适的开采压力和温度。 【关键词】：天然气水合物 采输 预测 防止
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第1章 前言9-21
• 1.1 天然气水合物9-10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 天然气水合物研究背景和现状11-13
• 1.4 天然气水合物开采方法13-17
• 1.5 天然气水合物相平衡17-20
• 1.6 本文的研究内容20-21
• 第2章 天然气水合物相平衡21-36
• 2.1 水合物相平衡热力学模型概述21-25
• 2.1.1 水合物相的计算21-23
• 2.1.2 富水液相的计算23-24
• 2.1.3 Chen-Guo模型24-25
• 2.2 Chen-Guo水合物热力学模型的建立25-30
• 2.2.1 双过程水合物成核动力学机理25-26
• 2.2.2 纯气体水合物生成条件的热力学方程26-28
• 2.2.3 混合气体水合物生成条件的热力学方程28-29
• 2.2.4 Chen-Guo模型计算步骤29-30
• 2.3 逸度计算30-34
• 2.4 Chen-Guo模型的计算实例34-36
• 第3章 井筒、管道的压力场、温度场计算36-54
• 3.1 压力计算模型36-42
• 3.1.1 Beggs-Brill方法基本方程36-38
• 3.1.2 Beggs-Brill方法的流型判别式38-39
• 3.1.3 持液率及混合物密度的确定39-40
• 3.1.4 阻力系数40-42
• 3.2 井筒温度场计算模型42-46
• 3.3 井筒压力场、温度场计算46-47
• 3.4 井筒传热系数计算47-50
• 3.5 管道压力场、温度场的计算50-51
• 3.6 计算实例51-54
• 第4章 井筒、管道堵塞预测与防止54-66
• 4.1 井筒、管道中水合物的生成54-56
• 4.2 井筒、管道中水合物形成预测56-59
• 4.2.1 预测方法及步骤56-57
• 4.2.2 计算实例57-59
• 4.3 水合物生成的防止方法59-66
• 4.3.1 井筒中水合物的防止59-63
• 4.3.2 管道中水合物的防止63-66
• 第5章 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 个人简历71

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