考虑盐浓度的天然气水合物三维相平衡曲面热力学预测模型

TE311; 准确预测含盐体系中天然气水合物的热力学稳定性,对预测水合物成藏范围、确定水合物分解域等具有重要意义.因此,综合考虑水合物晶穴非球形特征和含盐体系中电解质相互作用,建立考虑盐浓度的天然气水合物相平衡热力学模型,并与实验数据进行对比验证.研究结果表明,建立的三维相平衡曲面能有效预测天然气水合物热力学稳定性,纯水条件下的温度绝对平均相对偏差仅为 0.08,且含盐条件下不超过 0.15.在氯盐摩尔分数大于 0.02、压力高于 20 MPa时,化学因素导致p-T曲线发生平移.在压力较小时,平衡温度沿盐浓度方向的梯度剧烈变化,p-T曲线不再具有平移特性.同时,摩尔分数相同时,AlCl3 比其...

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Published in钻井液与完井液 Vol. 42; no. 1; pp. 90 - 101
Main Authors 张更, 李文拓, 黄洪林, 罗鸣, 马传华, 吴艳辉, 李军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国石油大学(北京)克拉玛依校区,新疆克拉玛依 834000 2025
中海石油(中国)有限公司海南分公司,海口 570100%中海石油(中国)有限公司海南分公司,海口 570100%中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249
中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249%中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249
Subjects
Clausius-Clapeyron线性特征
Natural gas hydrate
Thermodynamic model
热力学模型
相平衡
Phase equilibrium
天然气水合物
Clausius-Clapeyron linear behavior
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ISSN1001-5620
DOI10.12358/j.issn.1001-5620.2025.01.010

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Summary:TE311; 准确预测含盐体系中天然气水合物的热力学稳定性,对预测水合物成藏范围、确定水合物分解域等具有重要意义.因此,综合考虑水合物晶穴非球形特征和含盐体系中电解质相互作用,建立考虑盐浓度的天然气水合物相平衡热力学模型,并与实验数据进行对比验证.研究结果表明,建立的三维相平衡曲面能有效预测天然气水合物热力学稳定性,纯水条件下的温度绝对平均相对偏差仅为 0.08,且含盐条件下不超过 0.15.在氯盐摩尔分数大于 0.02、压力高于 20 MPa时,化学因素导致p-T曲线发生平移.在压力较小时,平衡温度沿盐浓度方向的梯度剧烈变化,p-T曲线不再具有平移特性.同时,摩尔分数相同时,AlCl3 比其他氯盐对CH4 水合物的抑制作用更强.CH4 水合物的lnp-X-1/T三维曲面局部表现出较好的Clausius-Clapeyron线性行为,曲面整体具有非线性特征,且氯盐电解质对CH4 水合物的抑制效果越好,非线性特征越强.
ISSN:1001-5620
DOI:10.12358/j.issn.1001-5620.2025.01.010