基于分子动力学模拟的胜利页岩油CO_(2)/CH_(4)溶气机制

随着中国CCUS-EOR(CO_(2)驱油)项目的不断推进,页岩油伴生气的主要成分由CH_(4)变为CH_(4)和CO_(2),且采出气油比增大,可能产生管道腐蚀、流动不稳定等问题。以胜利页岩油为研究体系,通过分子动力学模拟分析CO_(2)和CH_(4)在页岩油中的溶解规律及竞争关系,结果表明,在相同温度和压力下,CO_(2)饱和溶气量远大于CH_(4);CO_(2)/CH_(4)的饱和溶气量与温度呈负相关、与压力呈正相关,且温度对两者的影响程度相同;但是由于CH_(4)分子间距更大,压力增加对CH_(4)饱和溶气量的增加幅度更大,因而表现为随着压力增加,CO_(2)与CH_(4)饱和溶气量的比值逐渐减小。研究结果为确保CO_(2)/CH_(4)溶入页岩油中形成稳态气液两相流,实现油气混输提供一定参考。

油水两相绝热和冷却流型与换热特性研究

通过自制热电偶、自制双平行电导探针、Labview编程系统和IMP温度采集系统等测量手段获取油水两相流内部的相分布特征,分析流型种类和流动参数与换热系数的相互影响。结果表明,管外冷却换热会影响流型分布,管外冷却换热过程中水包油、混合界面分层流以及油包水这三种流型所占的范围变小,但分层流、油包水&水包油以及水包油&水流型在流型图上所占范围变大,相邻流型之间的转化分界线偏上,向更大油速和水速趋势发展,并且换热系数与流型和流速密切相关,低流速下主要受流速的影响,而高流速下主要受流型的影响。

高气液比倾斜管临界携液流速研究

天然气在管道输送过程中,随着温度和压力的降低会产生凝析液,凝析液聚集在管道的低洼处形成积液,不仅堵塞管道影响输气效率,而且腐蚀管线。生产中,通常采用提高气速的方法排出管道积液,能够使得管道积液从低洼处被携出的最小气速为该管道的临界气速。文中根据倾斜管内液相的基本动量方程,进行适当假设,建立倾斜管临界携液模型,并设计地势起伏的管路与实验管架,进行不同工况的实验,以确定管道的临界携液气速。另外还挑选出合适的气液界面摩擦系数,代入临界气速方程进行求解。结果对实验值与模型计算值进行对比,吻合度较好,其中Linehan的气液界面系数更适用于黏度较小流体模型的计算,Wongwises的气液界面系数则更适用于黏度偏大的流体。