通過Multiflash軟件對影響水合物相平衡條件的氣體組分、抑制劑、鹽類、溫度、壓力及含水量進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,探討這些因素對天然氣水合物相平衡的影響規(guī)律及作用機(jī)制。結(jié)果表明:乙烷、丙烷、H₂S對水合物生成有促進(jìn)作用,丙烷效果好于乙烷,CO₂、N₂對水合物相平衡影響不大;甲醇、乙醇及其混合物對水合物生成起抑制作用,甲醇抑制效果要優(yōu)于乙醇,甲醇和乙醇的混合物抑制效果處于兩者之間。含量的累積不會影響甲醇抑制效果,乙醇單位含量抑制效果隨著總含量增加而減弱。NaCl、MgCl₂對水合物起抑制作用,且MgCl₂抑制效果好于NaCl。NaCl、MgCl₂單位含量抑制效果隨含量增加而增強(qiáng)。壓力較低時,壓力變化對水合物平衡溫度影響較大;溫度較高時,溫度變化對水合物平衡壓力影響較大;自由水含量與水合物生成量呈正比例關(guān)系,組分對水合物臨界含水量影響有限。天然氣水合物相平衡條件受多種因素影響,在勘探、鉆探及流動保障過程中要考慮這些影響規(guī)律,提高水合物勘探、生產(chǎn)或者防治效率。 

【文章來源】：成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,47(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與本文計算數(shù)據(jù)對比

圖2～圖7分別為甲烷、乙烷、丙烷、H2S、N2、CO2等不同組分在不同配比條件下的相平衡曲線，當(dāng)只有甲烷氣體時，生成的是Ⅰ型水合物（未標(biāo)注默認(rèn)為Ⅱ型水合物）。如圖2所示，相平衡曲線隨著乙烷含量的增加逐漸向右移動，當(dāng)含量達(dá)10%后，再增加乙烷含量，相平衡曲線右移的幅度變小。說明乙烷對水合物生成有促進(jìn)作用，但這種促進(jìn)作用隨著含量的增加而逐漸減小。由圖2、圖3、圖4可知，單獨(dú)加入丙烷及同時加入乙烷、丙烷，其效果及變化趨勢與單獨(dú)加入乙烷相同。綜合對比圖2、圖3、圖4，發(fā)現(xiàn)丙烷對水合物生成促進(jìn)效果大于乙烷，同時加入乙烷和丙烷，效果處于兩者之間。這是由于Ⅱ型天然氣水合物由兩種大小不同的籠型空腔組成，其中小空腔為十二面體五邊形（512），大空腔為十六面體（51264），丙烷分子較大，較乙烷更適合與大空腔形成包絡(luò)，因而其促進(jìn)效果更好。從圖5～圖7可以看出，H2S和CO2對水合物生成起促進(jìn)作用，其中CO2促進(jìn)效果有限，N2對水合物相平衡曲線影響不大，甚至引起曲線左移，起輕微抑制作用。這是因?yàn)镠2S和CO2均屬于酸性氣體，相比于碳?xì)浠衔锔兹芙庥谒�，與水分子形成籠型結(jié)構(gòu)，且同等條件下，H2S比CO2與水接觸更充分，另外CO2在溫度、壓力較高時還有還原作用，因此H2S對天然氣水合物的促進(jìn)作用更好。N2性質(zhì)不活潑，對水合物生成起輕微抑制作用。圖3 不同含量甲烷、丙烷相平衡曲線

不同含量甲烷、丙烷相平衡曲線

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3520262