基于稳定性分析的平衡闪蒸计算

相平衡计算时,对于汽-液两相体系,单纯依靠计算混合物饱和点,无法准确地判断其是否产生相分离。对于多相体系,不能依靠饱和点来判断混合物所处相区。基于Gibbs自由能最小化原理,利用稳定性分析能快速有效地确定混合物的相数,进而采用连续代入法进行指定相数的迭代计算,可以获得平衡闪蒸结果的严格解。举例探讨了稳定性分析在汽-液两相和汽-液-液三相平衡中的应用,并用连续代入法计算得到了各相组成。计算结果表明该法简单可靠,可用于石油天然气化工中的各类相平衡的严格计算。

利用 HYSIM 软件包进行未稳定原油的平衡闪蒸计算

原油稳定对于减少原油在储存与运输中的蒸发损耗、回收利用C_1-C_5轻烃资源具有十分重要的意义。无论采用何种稳定方法,在原油稳定的工艺计算中都离不开未稳定原油的平衡闪蒸计算。作者通过认真理解与消化,利用几种不同方法都可从引进的HYSIM软件计算到几乎完全一致的未稳定原油平衡闪蒸计算结果。

基于稳定性分析的含酸/醇烃水体系相平衡计算

油气开发的井流物多以油气水混相形式存在。对于酸性油气田,还常伴有硫化氢或二氧化碳等酸性气体。为了避免水合物生成堵塞管道,加注醇类防冻剂是常用的方法。因而油气田井流物易于呈现含酸、含醇的多相烃水混输状态。含酸/醇烃水体系相平衡的准确计算,是预测其物性特征的基础,也是支持该复杂体系多相混输流动仿真的关键。但目前被广泛应用的基于经典立方型状态方程计算油气水体系相平衡的方法,存在对液烃及水相分布预测准确性不高的问题。为此,引入稳定性分析的方法,构建适用于含酸/醇烃水体系的稳定性检验方式,结合SRK-HV状态方程,建立了耦合稳定性分析的含酸/醇烃水多相多组分相平衡计算模型及算法。经多角度验证,本研究所提模型具有较高的准确性与稳定性。

考虑闪蒸的凝析气井动态产能计算

凝析气井在生产中常会出现反凝析现象,会对其产能预测产生影响,特别是在凝析油含量较高的气藏中影响尤为明显。为此,提出了使用关井压力恢复试井结果,计算凝析气井瞬态产能的方法。从油、气两相渗流方程出发,利用相渗曲线定义拟压力,得到线性化后的油气两相渗流方程。结合状态方程及多组分闪蒸计算,准确描述了凝析气藏在开发过程中相态的变化,得到准确的地层压力和油相饱和度关系,实现了压力与拟压力的转化。利用线性化的拟压力方程可计算试井分析图版,并通过试井分析得到地层渗透率等参数。使用这些地层参数,通过拟压力方程计算得到凝析气井的IPR曲线,最终可对凝析气井的产能进行准确计算和预测。将模型的计算结果与实际井例的生产测试数据进行对比,结果表明其计算合理准确,与已有的井产量数据基本吻合,可在凝析气井中推广使用,以获得准确的产能预测数据。

气-液-沥青三相相平衡热力学模型与计算方法

原油中含有大量的高分子有机固相物质 ,因此 ,要准确地描述油气体系相平衡 ,必须对气液固三相相平衡进行研究。目前 ,人们对高分子有机烃类沥青沉降机理有了一定的认识 ;在此基础上 ,文章提出了大的交互作用系数可以描述沥青与原油中轻烃不相容性的程度。根据对油气烃类混合物体系的一般性认识与提出的沥青组分特征化方法 ,导出了与之相应的有其自身特殊性的气 液 沥青三相相平衡物料平衡方程组。用考虑沥青沉降三相闪蒸数值算法 ,该方法能对沥青沉降进行有效的量化模拟计算。此外 ,结合实例分析 ,给出了沥青质参考逸度的计算。

气液固三相相平衡热力学模型与计算方法

原油中含有大量的高分子有机固相物质 ,因此 ,要准确地描述油气体系相平衡 ,必须对气液固三相相平衡进行研究。在对高分子有机烃类沥青沉降机理有了一定的认识的基础上 ,提出了大的交互作用系数 ,可以描述沥青与原油中轻烃不相容性的程度。根据对油气烃类混合物体系的一般性认识与提出的沥青组分特征化方法 ,导出了与之相应的有其自身特殊性的气液沥青三相相平衡物料平衡方程组。用考虑沥青沉降三相闪蒸数值算法 ,对沥青沉降进行有效的量化模拟计算。此外 ,结合实例分析 ,给出了沥青质参考逸度的计算、饱和压力和沉降量的拟合方法。

EXCEL在化工计算中的应用

介绍了EXCEL的基本知识以及其中的求解工具在化工计算中的实际应用。主要运用EXCEL中相对地址引用,单变量求解以及反复操作等工具求解化工计算中的问题。给出详细的操作步骤和化工计算实例。该方法操作简便,快速准确,大大提高了计算效率,可以在相关的化工计算中得到有效应用。

凝析气平衡冷凝液量计算

根据相平衡理论和闪蒸计算,给出了根据井流物组分计算不同压力温度条件下的液量的公式和详细的计算步骤,以吐哈油田一口凝析气井为例进行了凝析液量的计算。结果表明,计算结果与实测值接近,方法可行。

应用一种新的收敛压力和平衡常数求解方法进行油气体系相态计算

本文根据溶解度参数规则,将石油烃类体系划分为六个拟二元体系的组合,在此基础上,建立了一种新的收敛压力求解方法。并依据Grayson-streed规则和临界指数理论推证了一种具有一定理论基础的分段求解平衡常数的新方法,然后应用此方法编制了具有收敛压力、平衡常数、露点、泡点、闪蒸计算等五种功能的计算软件,并进行了两个实际油气体系的平衡常数和W72井的相态计算。结果表明,这种方法切实可行。

基于状态方程的溶解气回注油藏物质平衡计算方法

传统物质平衡方程(material balance equation,MBE)计算溶解气回注的过程中,油气体积系数和溶解气油比等物性参数难以准确测定,当分离器温度、压力等计算条件变化时又需重新进行高压物性实验,过程烦琐且成本较高。针对以上问题,从物质平衡原理出发,分别在油藏压力高于和低于饱和压力条件下推导出物质的量形式的溶解气回注物质平衡方程,同时给出油藏采出程度和含油饱和度表达式;结合Peng-Robinson(PR)状态方程和闪蒸计算方法编制了相应的程序,预测了实际油藏地层压力和平均流体饱和度等开发动态特征,并运用组分模型对计算结果进行验证。结果表明:该物质平衡方法能够准确预测溶解气回注开发特征;对于异常高压油藏,原油主要的可采储量来自弹性气驱开发阶段,应保持地层压力高于原油泡点压力。

蒸发气驱与凝析气驱过程组分变化计算模拟及分析

为了优化注气驱方案设计，运用混相驱技术提高采收率，基于立方型状态方程和闪蒸计算理论，建立了蒸发气驱和凝析气驱烃类体系相态闪蒸计算模型。运用给定的温度与压力条件、原油组分和注入气组分，模拟多级接触混合过程中油气组分的变化，分析注气混相驱的动态变化，进而定量描述气液两相平衡的动态过程。通过绘制拟三元相图直观展示模拟注气过程中油气组分的变化，以判别注入气能否与地层原油实现混相或达到近混相状态。模拟结果表明：向原油中注入较轻质的气体，蒸发气驱机理主导气驱过程，但由于油气组分不匹配无法最终实现混相；向原油中注入重质组分较多的气体，混相机理复杂，应当是凝析和蒸发双重机理共同作用形成的近混相。建立的模型和编制的模块可以方便地应用于任意油气混相的实例计算，为实际开采提供重要参考。

页岩凝析气藏相平衡的快速准确计算方法

对页岩油气藏中复杂流体的相平衡计算需要建立考虑毛细作用效应的先进的数值模型,并设计出快速可靠的算法以应对实际工况中储层流体包含多达数十种组分的复杂情况.本文将基于适合页岩油气藏常见组分的真实流体状态方程,即Peng-Robinson状态方程构建具有热力学一致性的VT型孔观相平衡计算体系.通过引入描述毛细压力做功的数学模型实现对页岩流体热力学性质更准确的刻画.结合扩散界面模型建立动力学演化格式,采用成熟的凸分裂方法求解摩尔数和体积分数的演变,从而描述相平衡的动态过程.在此基础上,本文开发了一套具有自适应性的深度学习算法,设计了独特的双网络结构以实现对不同流体中不同组分的广泛适用性.该神经网络的输入和输出参数均在热力学分析的基础上选取关键的热力学性质参数,并进行了全面的超参调试以确定最合适的网络架构和最后形成的预测模型的基本结构,且通过多种深度学习技术解决了过拟合问题,在显著加速了传统的基于迭代方法的闪蒸计算的同时保证了相平衡状态预测的准确性,得到了较好的预测效果.相分离判定自动整合在预测结果中,且从最终预测结果可以显著地捕捉到毛细作用的影响.这一套快速、准确、可靠地基于深度学习算法的页岩油气孔观相平衡计算体系可以为后续的多相流动模拟提供具有物理意义的相分布初场,确定系统内各个阶段的相数,并可以作为构建具有物理守恒性的多相数值模型的热力学基础.

石油与天然气工程挑战性课程教学实践--海洋油气集输计算机编程项目求解

本文给出了我校《海洋油气集输》课程中计算机编程项目的详细求解方法及参照答案,这些计算机编程项目在教学中应用效果良好,能够有效的帮助学生掌握油气集输课程的重要的理论,同时发展学生解决实际工程问题的能力。现将实践教学中使用的编程项目的解法及参考答案整理成文,方便相关专业的广大师生在本科教学过程中使用。

仿真闪蒸过程初始相平衡常数估算策略

闪蒸计算过程需要大量的迭代计算,其中迭代初始气液平衡常数的计算成为闪蒸计算过程非常重要的组成部分。一种比较通用的估算方法是用理想情况下的气液平衡常数作为初始点,虽然该方法可以解决一小部分闪蒸问题,但在某些条件下会无法收敛,不适用于动态仿真中,因为动态仿真每一轮有大量不同条件的闪蒸计算,算错一个闪蒸很可能造成结果的波动。为此提出一种比较合理的估算方法,既可以解决收敛性问题又可以用于闪蒸过程中的多解问题。

考虑结盐影响的储气库注采气井产能评价方法

含高矿化度地层水储气库气井在注采过程中由于压力变化可能出现地层结盐现象,影响储气库正常运行,且使常规产能模型不适用于结盐储气库井。因此,通过气水闪蒸计算模型研究建立结盐量计算方法,考虑结盐量对储层物性的影响规律构建结盐气井的拟压力计算公式及对应的产能方程,并进行解析模型的模拟分析及实例的拟合计算,同时与常规产能方程计算结果进行对比分析。研究结果表明,地层结盐明显地降低储层渗透率,造成储层伤害,同时明显降低气井产能。实例分析表明,文中所构建的产能评价模型可用于计算结盐储气库井注采产能评价,这对存在结盐储层的气藏生产、储气库注采的动态评价与预测具有重要意义。

改进的CO_2-原油体系范德华型组分混合规则

基于混合物状态方程分析、分子间相互作用关系理论,考虑温度、压力和非烃类组分相互作用等影响因素,改进了广泛应用的范德华型方程的混合规则,并推导出了对比状态的计算公式,形成了适用于高温高压条件下CO_2-原油体系的新混合规则。通过还原为第二维里系数依赖关系的方法,证明了改进混合规则的理论严格性。以油田现场油样实测气相和液相组分数据为基础,在油藏温度和压力条件下,对混合规则改进前后计算油气组分等参数的精度进行对比。结果表明,新混合规则不仅计算简便,而且精度显著提高,组分计算加权平均误差由15%降至4%,密度计算加权平均误差由10%降至3%以下,满足工程应用要求。

塔河油田重质原油脱硫工艺浅析

塔河油田12区重质原油是酸性原油,具有很高的腐蚀性,在外运前必须将其中的H2S脱除。在分析原油H2S溶解度特性的基础上,提出采用天然气气提的脱硫工艺,并论述了选择脱硫塔的负压、常压和正压3种工艺的条件,以及工艺参数与脱水温度的关系,对比分析了它们的优缺点。结合12区重质原油的脱水温度高的特点,建议塔河油田12区原油脱硫采用常压或正压气提脱硫工艺。

凝析气井井筒动态分析方法及软件研制

常规凝析气井井筒动态分析仍多沿用单相气井的节点分析进行经验修正的方法去近似分析,忽略了井筒中流体相态变化和组成变化的影响。特别对于富凝析气井,更应该考虑井筒中相态变化的影响。文章在常规方法基础上,按流态的不同综合利用垂直管流公式,根据井筒内气液比高低将凝析气井井筒动态分析分为高气液比和低气液比两种情况,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,对其中的偏差因子、气液界面张力、粘度等进行修正,该预测方法就比常规方法更适用于凝析气井。同时根据文章给出的凝析气井井筒动态预测方法和计算模型,采用VB语言结合Access数据库,编制了相应的凝析气井井筒动态计算软件包,运用该软件,可以准确预测凝析气井的井筒动态,改善数值模拟一体化动态分析效果。现场应用取得了较好的效果。

产水凝析气井积液诊断研究

在凝析气井中,当地层能量不足时,井筒中液体因无法排出而形成积液,导致井底压力增大,从而降低气井产能;更严重的情况可能会造成气井被压死,导致气井报废。因此,对产水凝析气井进行积液诊断至关重要。针对产水的凝析气井,以井底为连续排液的参考点,通过闪蒸计算得出凝析气井井底气油比,由此计算出井底凝析油产量,进一步计算油水混合物密度,分别带入Turner模型,Coleman模型,李闽模型进行分析计算,将不同模型计算的理论临界携液流量与气井实际产量进行对比分析,判断气井是否积液。诊断结果表明,Coleman模型和李闽模型诊断的准确率较高,Turner模型诊断的准确率相对较低。建议油田现场使用Coleman模型或李闽模型进行气井积液诊断。

水合法回收炼厂气中氢气的模型研究

开发了一种含水合物相的闪蒸模型,该模型可以应用于水合法回收炼厂气中氢气过程的模拟计算。其中,气相的逸度计算采用PR状态方程,TBAB电解质溶液逸度的计算采用MPT状态方程,水合物相逸度的计算采用Chen-Guo模型。采用正割迭代法进行含水合物相的气-液-水合物三相闪蒸计算,此算法计算简单。通过模拟计算,考察了TBAB浓度、气液比、压力、以及温度对分离效果和关键组分回收率的影响,从而为工业生产选择操作条件提供依据。