【摘要】： 為了解決油田作業(yè)中水合物封堵帶來(lái)的系列問(wèn)題,也為了更好的開(kāi)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(zhǔn)確的預(yù)測(cè)水合物生成的溫度壓力條件就成為一個(gè)關(guān)鍵。 本文考察了多種現(xiàn)有的水合物預(yù)測(cè)方法,選擇了以相平衡理論為基礎(chǔ),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)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(jì)算Langmuir常數(shù),編制基本程序,實(shí)現(xiàn)了氣體在純水體系中的水合物生成條件的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。 采用改進(jìn)的Nasrifar et al模型計(jì)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(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,提出“有效當(dāng)量濃度”概念,建立了部分無(wú)機(jī)鹽、聚合醇等一系列油田化學(xué)劑相對(duì)于甲醇(或氯化鈉)的有效當(dāng)量濃度關(guān)系,提出了一種新的簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確性較高、預(yù)測(cè)范圍較廣的水合物預(yù)測(cè)方法。 在理論和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了天然氣水合物預(yù)測(cè)軟件,針對(duì)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(cè)結(jié)果。 在以上工作完成以后,利用本實(shí)驗(yàn)室的水合物高壓反應(yīng)裝置實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(cè)程序預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比,并與精度較高的Sloan商用水合物預(yù)測(cè)軟件對(duì)比分析,表明本文提出的有效當(dāng)量濃度理論可行,程序預(yù)測(cè)可靠。
【圖文】：

圖2-1混合氣體水合物的壓力—溫度平衡曲線Fig.2-1 The pressure of mixed gas hydrates-temperature equilibrium curves衡常數(shù)法41 年 Katz 等人將固態(tài)的氣體水合物與液體溶液做了類比，提出了平衡常合物看做是氣體溶解于固體中而形成的溶液，以氣固平衡常數(shù)來(lái)達(dá)到對(duì)水的預(yù)測(cè)的目的。這種預(yù)測(cè)水合物的方法得到廣泛使用。平衡常數(shù)法基本方表示：1iiyK 中，平衡常數(shù)i i iK y x。ix 為水合物相中組分i的摩爾分?jǐn)?shù)， yi為氣體i所占的摩爾分?jǐn)?shù)。已知組成的天然氣，設(shè)定某一生成溫度或壓力，再由氣固平衡常數(shù)圖查得

圖3-1水合物實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.3-1 The schematic diagram of hydrate experimental apparatus攪拌式反應(yīng)裝置有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)加速氣體在體系中的溶解，縮短了水合物生成的誘導(dǎo)時(shí)間。不斷地更新和增加反應(yīng)界面,使氣體充分反應(yīng)，提高了反應(yīng)的速率。(2)加速了反應(yīng)的熱量傳遞過(guò)程,使得反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量能迅速擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。在氣-水界面有水合物生成的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一些熱量，攪拌可以加快熱量擴(kuò)散,使得生成的水合物至溶解，不影響水合物晶粒的長(zhǎng)大。(3)加速反應(yīng)過(guò)程，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高了水合物儲(chǔ)氣能力。同時(shí)，攪拌式實(shí)驗(yàn)裝置也存在一些不足。如果反應(yīng)釜內(nèi)體系的粘度較高，不利于攪拌，則影響氣體水合物的形成。攪拌法進(jìn)行水合物實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要控制攪拌速度及攪拌時(shí)間，過(guò)高速度的攪拌不僅無(wú)利于水合物生成，，反而會(huì)因機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱能，融解已產(chǎn)生的水合物，帶來(lái)副作用。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P744.4

【引證文獻(xiàn)】

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1 李國(guó)祥;范春華;尹衍升;;微晶儲(chǔ)運(yùn)法天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)[J];上海海事大學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

本文編號(hào)：2682214