电解质溶液的分子热力学模型

本文以扰动理论为基础建立了含极性组分和电解质的混合物的状态方程.混合物的Helmholtz能由硬球、静电和吸引项三部分组成.对于无电解质的混合物,本状态方程还原成Hu等近期开发的方程.用Bromley、Meissner、pitzer、Chen和本文摸型对25个二元电解质水溶液(最高浓度达20mol/kg)298.15K时的离子平均活度系数进行了关联,本文模型的精度最高.另外,用298.15K回归出的参数对其它温度下的离子平均活度系数进行了预测,结果表明模型参数与温度的关系较小.

用PT立方型状态方程关联电解质水溶液的渗透系数

本文将Debye-Huckel静电作用项增加至Patel-Teja立方型状态方程中,建立了适用于电解质体系的新模型.该模型仍然保持了密度立方型的优点.仅用一个可调参数将该模型用于单盐水溶液的渗透系数关联,取得了与实验数据一致的结果.

将PT状态方程应用至高压电解质体系

基于作者提出的求离子组分模型参数的方法,本文直接将Patel-Teja状态方程扩展应用到高压电解质体系.盐-水对的交互作用参数由回归渗透系数数据确定;气体-水对及气体-盐对的交互作用参数通过对二元与三元VLE数据的回归获得.对气体和气体混合物在水及盐水中的溶解度预测结果表明,本文的处理方法是相当成功的.

单个气体在单盐水溶液中的溶解度

本文以扰动理论为基础建立了气体在电解质溶液中溶解度的热力学模型.通过简化,只用一个可调参数关联了单个气体在单盐水溶液中的溶解度数据,取得了令人满意的结果.

用状态方程描述弱电解质NH_3-CO_2-H_2O体系的汽液平衡行为

本文以扰动理论为基础建立了一个新的电解质溶液的状态方程.该方程考虑了分子—分子、分子—离子及离子—离子的二元交互作用,并被用来关联弱电解质体系NH_3-CO_2-H_2O的汽液平衡.该方程只有三个二元交互作用参数,其中两个是可调参数,比其他模型的参数少得多,而关联结果则与其他模型相仿,关联误差在实验误差的范围之内.取得了令人满意的结果.

天然气在水中的溶解度计算 Ⅱ.应用到多元系统

本文将前文提出的热力学模型扩展到多元体系的汽液平衡计算。对九个多元体系的汽液平衡进行了预测,计算值与文献值有良好的一致性.另外,用求取的二元交互作用参数,对两种天然气-水体系的汽液平衡进行了预测,泡点压力的平均相对偏差小于9.0%,天然气在水中溶解度的平均相对偏差小于8.5%。取得了非常令人满意的结果.

气体在电解质水溶液中的溶解度计算

本文建立了气体在电解质溶液中溶解度的热力学模型。通过简化,只用一个可调参数关联了单个气体在单盐水溶液中溶解度数据。对所关联的绝大多数体系,泡点压力的平均相对误差小于百分之十五,取得了令人满意的结果。

具有局部组成混合规则的PT状态方程——超临界CO_2流体分离乙醇水溶液的相平衡计算

对Patel和Teja状态方程提出了一种新的与密度有关的混合规则,运用这种规则对十几种体系(包括非极性、弱极性、强极性及综合性体系)的汽—液平衡进行了关联。结果表明,局部组成混合规则优于常规二次混合规则。用所建立的模型对超临界CO_2流体萃取分离乙醇水溶液体系的汽—液平衡进行了关联,计算值与实验值吻合良好。

双封隔取样压力数据深入解释方法研究

双封隔器是一种地层测试测压取样工具,取样过程通常需要泵抽几小时甚至十几小时,取得地层流体样品,获得压力和流量数据,但无法真实反映地层渗透率的探测范围。利用油藏模拟软件模拟双封隔器泵抽取样过程,引入Schroeter算法和Levitan算法这两种压力/流量数据反褶积算法,反演渗透率参数波及半径从几厘米到上百米,并使用数值模拟案例验证了只利用取样完成后的压力恢复数据进行反褶积方法的准确性和合理性。该研究应用于双封隔现场测井数据,采用反褶积方法得到渗透率探测半径31m,反褶积处理后的数据可用于产能预测,对正确认识油气藏具有重要意义。

混合溶剂-盐体系的汽液平衡

以扰动理论为基础建立了含电解质混合溶剂体系的状态方程。用其计算了五个甲醇-水-盐体系的汽液平衡。参数由拟合蒸汽压、密度和离子平均活度系数数据获得。当应用到三元体系时(只用一个可调二元参数),状态方程预测蒸汽压的平均相对误差小于2.3％,汽相组成的平均绝对误差小于0.017。

电解质水溶液的固—液平衡计算

本文以扰动理论为基础建立了电解质溶液的状态方程。并将其用于电解质水溶液的固—液平衡计算。同时与Guggenheim模型,Bromley模型,Meissner模型和Pitzer模型进行了比较。本文模型与Bromley模型,Meissner模型及Pitzer模型具有大致相同的精度。取得了令人满意的结果。

电解质溶液热力学性质模型

本文描述了建立电解质溶液热力学模型的理论基础,对现有的主要模型进行了分类(经验模型和理论模型),并加以评价。对目前应用甚广的 Bromley模型、Meissner模型、Pitzer和Chen模型以及本文作者近期开发的新模型进行了计算比较。提出了今后的发展方向。

预测凝析气露点压力及最大反凝析液体积的新经验关联式

基于中ФａｐзａＨｅ的露点压力计算图建立了凝析气露点压力计算的新型经验关联式。用新建立的关联式和基于ＳＲＫ状态方程的ＳＴＡＴＰＡＣＫ软件包，同时对１４个国内外凝析气样品的露点压力进行预测，新关联式的绝对平均相对误差为３．９３％，而ＳＴＡＴＰＡＣＫ软件为２４．２６％。此外，对Ｃｈｏ等的最大反凝析液体积关联式进行了修正，拓宽了它的应用范围。对２５个国内外凝析气样品的最大反凝析液体积百分数的计算结果表明，经修正的关联式取得了令人满意的结果。

地层测试技术及其应用的进展与挑战

回顾从1955年第一代电缆地层测试器首次商业化应用以来,地层测试技术的发展历程。介绍了自2012年以来,地层测试技术在配套设备、解释方法和实际应用等方面取得的进展,主要包括地层压力测试、区间压力瞬变测试、井下流体分析与取样、微型压裂测试等4个方面。综述了地层测试技术的现状、进展和挑战。指出了该技术的发展趋势和近期的攻关方向。

地层测试仪中段塞流的形成原理及应用

描述地层测试仪中形成段塞流的基本原理和计算油(气)、水分率的方法。适当调整和改进现有增强型地层测试仪(EFDT)工具串,应用于实际地层测试中。分析稠油、凝析气和气体的增强型地层测试仪的现场测试案例。所有的现场地层测试实例说明,在泵抽流体突破泥饼之后,调整后的增强型地层测试仪可获得明显的水—油(气)段塞流,可实时计算出油(气)、水分率,得到某一时间段(例如灌样品瓶时)的油(气)、水占比率。该技术属于中国首创,在没有井下光谱组分仪存在的情况下,通过密度和电导率传感器模块在早期泵抽阶段可知道是否有油气存在,进一步通过密度传感器在早期泵抽阶段判别流体类型,实时计算油(气)、水分率。该创新技术可为井下流体取样提供可靠参数,节约钻井平台时间,降低取样成本和风险。

新型井下流体光谱组成分析技术

介绍新型井下流体光谱仪的基本工作原理,利用机器学习开发了系统建模方法,测量大量的流体组成、性质和光谱数据,建立数据库,对不同数学模型进行训练、测试和验证,选出最佳模型用于新型井下流体光谱仪。该仪器被成功应用于井下流体实时分析、监督和取样。测试结果表明,该仪器能实时识别流体类型(气、油、水),而且能获得连续的近红外256全通道光谱随时间的变化,并且可以实时提供油(气)和水相分率、CO_(2)、C1、C2、C3、C4、C5和C6+的组成以及油气比的数据及其变化。

利用电导率实时预测地层水滤液污染度

传统的水基钻井液滤液污染度的估算方法是在不同的泵抽时间点,井下取水样,将其带回钻井平台,进行现场水分析;假设地层水中不含某种离子,而水基钻井液滤液中含有大量这种离子,就可以通过计算确定滤液污染度。但这种方法不能实时监测滤液污染度,增加了作业成本和风险,需要开发新的滤液污染度估算方法。泵抽取水样时测量的电导率为实时预测地层水滤液污染度提供了有效途径。为此,在实验室测量了钻井液滤液、纯水、纯水+不同离子浓度盐的电导率值。发现电导率随离子浓度呈线性变化关系,得到电导率的线性混合规则。基于此线性混合规则,只要知道纯滤液和纯地层水的2个端点值,就可以根据实时测量的电导率值,预测任何时间的滤液污染度。纯滤液端点值由开始泵抽的值确定,纯地层水的端点值则利用泵抽过程的数据训练机器学习模型,然后外推到时间、体积无限大或预定阈值的方法确定。将该方法嵌入到地层测试取样的实时解释软件中,并用于海上实际取样,得出的结果与水分析结果相比,一致性很好。新方法可为实时取样决策提供有效工具,节省作业成本,降低作业风险。

基于卷积神经网络的原油组分光谱分析研究

由于近红外光谱能实现快速实时检测,使其成为研究井下原油组分和性质的有效方法。针对传统方法在处理光谱时存在的不足,提出了基于卷积神经网络的原油组分光谱分析方法。该方法用卷积神经网络替代传统的预处理方法,并将预处理步骤融入模型当中,达到在训练过程中综合优化的目的。实验结果表明,基于卷积神经网络的原油组分光谱分析方法的预测效果普遍优于传统方法,具有较好的应用价值。

AN EQUATION OF STATE FOR AQUEOUS ELECTROLYTE SYSTEMS——Prediction of The Solubility of Natural Gas in Formation Water

A new equation of state(PHSMSA EOS)based on perturbation theory is developed for calculating high-pressure phase equilibria of aqueous electrolyte systems containing supercritical gases,light hydrocarbons andpolar components.The binary interaction parameters are determined:for ion-ion pairs by regression of ionicactivity coefficient data;for molecule-molecule pairs by fitting the VLE data of binary nonelectrolyte mixtures;and for ion-molecule pairs by fitting the gas solubility data of ternary gas-water-salt systems.The new EOShas been tested on the prediction of solubilities of methane,nitrogen and natural gas mixtures in brine.Sat-isfactory agreement with the experimental data measured by authors and other investigators is observed.

EQUATION OF STATE BASED HYDRATE MODEL FOR NATURAL GAS SYSTEMS CONTAINING BRINE AND POLAR INHIBITOR

A new thermodynamic model for gas hydrates was established by combining the modified Patel-Teja equation of state proposed for aqueous electrolyte systems and the simplified Holder -John multi -shell hydrate model. The new hydrate model is capable of predicting the hydrate formation/dissociation conditions of natural gas systems containing pure water/formation water (brine) and polar inhibitor without using activity coefficient model. Extensive test results indicate very encouraging results.