CO_(2)-CH_(4)气体节流及水合物生成特性

作     者：熊小琴 安国钰 廖涛 李欣泽 XIONG Xiaoqin;AN Guoyu;LIAO Tao;LI Xinze

作者机构：中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田分公司工程技术研究院(监理公司)新疆克拉玛依834000 

出 版 物：《新疆石油天然气》 (Xinjiang Oil & Gas)

年 卷 期：2024年第20卷第1期

页      面：61-67页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：中国石油大学(北京)克拉玛依校区科研启动基金(XQZX20230021) 新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目“二氧化碳管道停输再启动温压协同变化机理与安全控制理论研究”(2023D01A19) 新疆维吾尔自治区克拉玛依市创新环境建设计划(创新人才)项目“管输二氧化碳瞬变过程温压及相态协同变化机理和安全控制研究”(20232023hjcxrc0001) 新疆维吾尔自治区“天池英才”引进计划 

主　　题：CO_(2)-CH_(4)气体 节流特性 水合物 节流效应系数 CCUS 

摘      要：CO_(2)驱采油举升过程中,随着压力的降低,采出液会析出大量伴生气,伴生气中CO_(2)含量高达50%~90%,相比CH_(4)气体,气态CO_(2)节流致冷效应更强,引起的低温可能会生成水合物堵塞管道,威胁集输系统的运行安全。采用高压蓝宝石反应釜研究了CO_(2)含量对CO_(2)-CH_(4)气体节流及水合物生成特性的影响。结果表明:当初始压力为高压(16 MPa)时,相同CO_(2)占比的混合气体,节流效应系数Di约为1.3~5.4℃/MPa,CH_(4)的掺入将增强混合气体节流效应,说明高压段主要受CH_(4)节流效应的影响;当初始压力为低压(5 MPa、4 MPa)时,节流效应系数Di约为3.4~11.9℃/MPa,CH_(4)的掺入将减弱混合气体节流效应,说明低压段主要受气相CO_(2)节流效应的影响;相同CO_(2)含量的CO_(2)-CH_(4)气体所处压力越高,水合物生成的温度越高,越容易生成水合物;在相同压力下,CO_(2)含量越低,生成水合物温度越低;CO_(2)含量在8%~100%,压力在1.5~5 MPa,水合物生成温度为0.5~10℃。实验与软件模拟数据对比结果表明PR状态方程对CO_(2)-CH_(4)的节流及水合物生成特性计算具有较高的相关性。研究结果可为安全集输工艺参数的选择提供参考。