水力压裂工况对活动弯头冲蚀行为的影响

目的 探究压裂施工参数对活动弯头冲蚀的影响,厘清不同工况条件下活动弯头冲蚀行为及冲蚀速率的演化趋势。方法 使用CFD软件建立通径为69.85 mm的双弯弧活动弯头模型,结合压裂实际工况,分别针对不同安装角度、支撑剂质量流量、压裂液流速及黏度条件下活动弯头冲蚀行为进行仿真计算。结果 不同工况条件下弯头最大冲蚀速率均出现在第二弯弧外拱侧出口处。在其他参数相同的条件下,活动弯头最大冲蚀速率在安装角度75°时出现极小值;支撑剂质量流量在4.2~25.2 kg/s范围内,最大冲蚀速率呈线性增大,当支撑剂质量流量达到33.6 kg/s后,由于“屏蔽效应”导致冲蚀速率增速较略有降低;冲蚀速率随着压裂液流速增大呈近似指数型增长趋势;压裂液黏度在10~40 mPa·s范围内时,活动弯头最大冲蚀速率较为平稳,随着黏度逐渐增大,最大冲蚀速率也随之增大,并在120 mPa·s后趋于平稳。结论 研究结果与现场实际基本符合,可为压裂现场活动弯头布局及施工参数优化提供有效参考。

水合物浆液流动与流变特性研究进展

水合物浆液技术作为一门新型水合物防治途径和油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和运输部门的重视。系统综述了国内外水合物浆液流动特征和流变特性的最新研究进展,主要从研究装置、宏观形态演化、流率/压阻等其他流动参数变化规律及水合物浆液流变性方面进行了详细讨论。介绍了高压流变仪、高压黏度计及水合物流动循环管路等实验装置,着重分析了水合物循环管路的优缺点;阐述了水相中水合物浆液和油水体系内天然气水合物浆液宏观形态演化的异同;系统研究了水合物形成过程中体系流量/压阻等其他流动参数变化规律;归纳总结了水合物浆液流变性实验和理论模型的研究成果。

动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时抑制性能研究

水合物造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时在油水体系内对水合物的抑制性能,并考察了在水合物形成过程中颗粒粒径分布变化规律。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核,延长水合物形成的诱导时间;但二者联用后导致油水乳化程度变差,并在水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积。

联用型水合物抑制剂在循环管路内抑制性能研究

水合物造成的流动安全问题长期以来困扰着油气生产和运输部门。低剂量水合物抑制剂包括动力学抑制剂和水合物阻聚剂,因其用量小、经济环保等优点逐渐受到油气工业界重视;但二者单独使用均有其局限性,而关于二者联用时对油水体系内水合物抑制性能方面的研究则鲜有报道。采用自行设计搭建的水合物循环管路,系统研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时的抑制性能;并与单独加入水合物阻聚剂体系进行了对比分析。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核和生长,延长水合物形成的诱导时间和生长时间;二者联用后导致水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积,随着水合物持续形成,水合物环路发生了严重的沉积堵塞现象。最后分析了二者联用时在多相混输管道内的抑制机理。

水合物动力学抑制剂在油水体系内抑制性能实验研究

水合物造成的管道流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜,系统研究了一类水合物动力学抑制剂在油水体系内的抑制性能,实验结果表明:在(柴油+水+甲烷)体系内,可视观察法测定的诱导时间更能真实反映水合物动力学抑制剂的抑制性能;随着动力学抑制剂添加浓度的增加,在进气压力相近情况下,体系可承受的最大过冷度呈现先增大后减少的趋势。在(柴油+水+乳化剂+甲烷)体系内,乳化剂的添加浓度对体系可承受的最大过冷度无明显影响;在动力学抑制剂添加浓度相同情况下,实验测定的最大过冷度比(柴油+水+甲烷)体系中的测定结果偏小。最后从油水乳化角度对比分析了动力学抑制剂在油水体系内的抑制机理。

水合物动力学抑制剂开发与评价方法研究进展

气体水合物堵塞是影响多相流动安全保障的主要问题之一。水合物动力学抑制剂因其用量小、经济环保、应用范围广等特点受到油气工业界关注。首先调研了水合物动力学抑制剂开发和评价的常规方法,包括温压变化法、可视观测法和模拟循环管路法,概括了各方法的特点和适用情况;其次介绍了近年来的新型开发和评价方法,如微分扫描量热仪法、激光测量技术法、微观力测试法和分子模拟法;最后对比分析了各方法的优缺点,并提出了水合物动力学抑制剂在实际开发和评价过程中的合理化建议。

复配型水合物阻聚剂在模拟循环管路内阻聚性能研究

利用1套近中试规模的模拟水合物循环管路,系统考察了自行开发的复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚性能。评价结果表明,复配型水合物阻聚剂在初始含水率为5%~15%的（柴油＋水＋天然气）体系中具有良好的阻聚性能,可有效阻止水合物颗粒间的聚积,最终形成均匀稳定的水合物浆液。另外,由不同时间的停输/重启实验可知（2、4、8 h）,水合物浆液表现出触变性流体特征,重启过程中未发现水合物颗粒的沉积现象。

激光测量技术在水合物阻聚剂性能评价中的应用

由于天然气水合物堵塞造成的流动安全问题日益严重,水合物阻聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到油气生产和运输部门重视。结合高压蓝宝石反应釜,并将先进的在线激光粒度测定装置引入水合物阻聚剂性能评价领域,系统考察了2种复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚效果,并研究了含阻聚剂油水体系在水合物形成过程中颗粒粒径分布变化规律。结果表明,2种水合物阻聚剂在蓝宝石反应釜评价实验中均表现出良好的阻聚性能;由在线激光粒度测定装置的评价可知,尽管2种阻聚剂对油水乳化性能相近,但二者在控制水合物初始形成阶段颗粒间聚集能力方面存在较大差异。最后,从水合物阻聚剂乳化和阻聚两方面入手,详细分析了水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚机理。

吸附法处理含苯系物废气研究进展

含苯系物废气严重危害人体健康,作为目前应用最广泛的处理技术,吸附法的发展受到极大关注。系统调研了近年来吸附法处理含苯系物废气的研究进展,首先介绍了吸附法的处理机理;其次分类详述了不同类型吸附剂的应用,如活性炭、活性炭纤维、有机膨润土以及其他新型材料;最后总结和展望了吸附法处理含苯系物废气日后的发展方向。

含水合物阻聚剂的水合物浆液流动特性实验研究

水合物浆液技术作为一种新型油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和集输部门。利用一套近中试规模的模拟水合物循环管路,研究了在水合物阻聚剂存在条件下,不同初始含水率（20.0%～30.0%）水合物浆液的流动特性。实验结果表明,随着水合物颗粒的形成,体系流量伴随着波动逐渐下降,最终趋于稳定;而体系压差呈现先剧烈增加,而后逐渐下降并趋于稳定的趋势。与初始原料气组成相比,水合物浆液形成后体系内平衡气中轻烃组成存在不同程度的富集,从而导致平衡气水合物生成条件曲线向着低温高压区域偏移。由水合物浆液宏观形态演化过程可知,随着水合物颗粒的形成,原有的油水乳液结构遭破坏,最终形成的水合物浆液为固（水合物）-液（柴油）分散体系。另外,由不同时间（2 h、4 h和8 h）的停输/重启实验可知,水合物浆液表现出明显的触变性流体特征,且随初始含水率的增加,其触变性特征愈明显。

复配型水合物防聚剂性能评价实验研究

由天然气水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和集输部门,水合物防聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到重视。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统评价了一种复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚性能及与一种降凝剂的配伍性;其次研究了在水合物防聚剂存在条件下,水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律;最后分析了复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚机理。

一种复配型水合物阻聚剂的性能评价

介绍了在油气生产和运输部门等领域，水合物阻聚剂作为一种新型防控方法，在解决天然气水合物堵塞造成的流动安全问题上的应用。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置，系统评价了CS-1复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚性能，以及与2种降凝剂的配伍性；研究了在水合物阻聚剂存在的条件下，水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律；从乳化和阻聚2个方面分析了复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚机理。结果表明：CS-1水合物阻聚剂的添加量为体系水质量的1．0％-3．0％时，具有较好的阻聚效果，与2种降凝剂有良好的协同配伍性。

含苯系物废气处理技术研究进展

含苯系物废气严重危害人体健康。首先调研了常规处理含苯系物废气所采用的方法,如吸收法、吸附法、热破坏法、冷凝法和膜分离法,概括了各方法的作用机理及特点;其次介绍了近年来开发的新技术,如生物法、光催化法和等离子体法;最后对比分析了各方法的优缺点,并提出含苯系物废气处理技术日后的发展方向。

多相混输管道水合物防控技术及现场应用研究进展

由水合物造成的管道堵塞问题长期困扰着油气生产和运输部门,特别对油-气-水多相混输领域,水合物问题尤为严重。首先系统调研了国内外水合物防控技术的研究进展,着重介绍了低剂量水合物抑制剂的最新研究成果;其次详细阐述了低剂量水合物抑制剂在现场油气田的应用情况;最后指出了水合物防控技术未来的研究重点。

联用型水合物抑制剂在油水体系内抑制机理初探

水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时在油水体系内对水合物的抑制性能。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核,延长水合物形成的诱导时间;但联用后导致油水乳化程度变差,并在水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积。最后,通过二者在油水界面上的竞争吸附作用初步分析了联用型水合物抑制剂在油水体系内的抑制机理。

多相混输管道内水合物形成过程研究进展

针对由水合物造成的管道堵塞,特别是油-气-水多相混输领域水合物堵塞尤为严重的问题,系统调研了水合物在多相混输管道内形成机理的研究进展,着重介绍了富油相/富水相和富气相两个体系;基于水合物颗粒微观作用机理,详细阐述了水合物颗粒间的黏聚和水合物颗粒与管壁间的黏附作用;指出了多相混输管道内水合物形成过程的未来研究方向。

不同类型吸附材料对油气分子吸脱附性能对比实验研究

吸附材料的性能对油气分子吸附过程起着关键性的作用。系统表征了四种吸附材料(G-1型和G-2型硅胶、S-1型树脂和F-1型分子筛)孔结构信息,计算了其中三种具有微孔分布吸附材料的标准特征吸附能,考察了其初次吸附钝化过程和动态吸附过程特性。实验结果表明,G-1型硅胶和S-1树脂均具有丰富的微孔分布,G-2型硅胶主要表现为介孔材料特征,而F-1型分子筛几乎无微孔分布,孔穴主要分布在介孔与大孔区域。通过相应的标准吸附特征能可反映不同吸附材料的微孔分布。另外,四种吸附材料的初次钝化吸附量和动态吸附量变化情况相似,均为S-1型树脂最大,G-1型和G-2型硅胶次之,F-1型分子筛最小。由于材料中的微孔分布决定了油气分子吸附过程,从而影响对应的吸附量。

不同类型硅胶对油气吸附性能对比实验研究

吸附材料的性能对油气分子吸附过程起着关键性的作用。本文系统表征了3种硅胶吸附材料(A型、B型和C型)的结构信息,计算了其标准特征吸附能,考察了其初次吸附钝化过程和动态吸附过程特性。实验结果表明,A型硅胶具有丰富的微孔结构,而B型硅胶和C型硅胶则为典型的介孔材料,通过标准吸附特征能可反映其微孔分布;初次钝化吸附量和动态吸附量变化情况相似,均为A型硅胶最大,B型硅胶次之,C型硅胶最小,微孔分布决定了油气分子吸附过程,从而影响对应的吸附量。

不同结构硅胶材料对甲苯分子的吸附行为及吸附动力学实验研究

选用3种商用硅胶(A型、B型和C型),利用物理吸附仪详细表征了孔结构参数;在298.15 K下测定了不同浓度甲苯分子在硅胶上的动态吸附穿透曲线,计算了对应的平衡吸附量;并研究了硅胶对甲苯分子的吸附动力学。结果表明:A型硅胶具有丰富的微孔结构,而B型硅胶和C型硅胶则为典型的介孔材料;对比分析了硅胶孔结构对平衡吸附量的影响,确定了具有1~4 nm孔径分布的A型硅胶为适宜甲苯分子吸附材料。同时,相比于准二阶动力学方程,甲苯分子在硅胶上的吸附行为更符合准一阶动力学方程。

不同类型硅胶对油气吸附性能的试验研究

吸附材料的性能对油气分子吸附过程起着关键性的作用。系统表征了3种硅胶吸附材料(A型、B型和C型)孔结构信息,计算了其标准特征吸附能,考察了其初次吸附钝化过程和动态吸附过程特性。实验结果表明,A型硅胶具有丰富的微孔结构,而B型硅胶和C型硅胶则为典型的介孔材料,通过标准吸附特征能可反映其微孔分布;初次钝化吸附量和动态吸附量变化情况相似,均为A型硅胶最大,B型硅胶次之,C型硅胶最小,微孔分布决定了油气分子吸附过程,从而影响对应的吸附量。