西氣東輸二線西段天然氣水合物生成與防止研究畢業論文-wenkub

　

【正文】 ............................................2第 3 章 西氣東輸二線西段重要站場相關數據計算 ...............................4 工藝參數計算 ........................................................4 水合物生成溫度計算 .................................................15第 4 章 西二線西段的水合物防止措施 ........................................28 脫水 ...............................................................28 降壓 ...............................................................28 加熱 ...............................................................30 加入抑制劑 .........................................................32第 5 章 結束語 ............................................................38參考文獻 .................................................................39致 謝 .................................................................401第 1 章 前 言西氣東輸二線管道西段在投產和運行過程中多次在分輸調壓設備上出現凍堵現象，對管道的生產運行造成了極大的影響。在參考文獻中只列閱讀過、在正文中被引用過的中外文獻資料。中國石油大學(華東)現代遠程教育畢業設計(論文)題 目： 西氣東輸二線西段天然氣水合 物生成與防止研究中國石油大學（華東）現代遠程教育畢業設計（論文）任務書1．設計(論文)題目： 西氣東輸二線西段天然氣水合物生成與防止研究 2．學生完成設計(論文)期限： 2022 年 10 月 18 日至 2022 年 2 月 5 日3．設計(論文)課題要求： 闡述水合物的基本知識，包括概念、危害、結構、生成條件等；根據西氣東輸二線的基本參數進行工藝計算，與水合物生成曲線進行對比分析；根據分析結果給出防止水合物生成的多種合理的措施；最后的相應的結論。 6．發 出 日 期： 2022 年 10 月 18 日7．學員完成日期： 2022 年 1 月 12 日指導教師簽名： 魏紅賓 學 生 簽 名： 焦燕麗 注：此頁由高校組織指導教師填寫，請學生交稿時務必保留摘 要天然氣水合物是在石油及天然氣開采、加工和運輸過程中在一定溫度和壓力下天然氣中的某些組分與液態水形成的冰雪狀復合物,嚴重時,這些水合物能堵塞井筒、管線、閥門和設備,從而影響天然氣的開采、集輸和加工的正常運轉。在管道清管過程中同樣出現了管道內水合物在管道內堵塞清管器的事件，通過對調壓及計量設備拆卸和收球產物分析，確認冰堵均為水合物造成。而地形起伏導致凹處管線積液、形成局部節流等擾動，加劇了天然氣水合物的形成。由于天然氣水合物的生成易造成井筒、輸氣管線的堵塞，因而會影響氣田的正常生產。這種結晶體在無氣體分子存在時不能穩定存在，只有通過被包絡的氣體分子與水分子的相互作用，才可生成穩定的水合物結構。當其中甲烷含量超過氣體總量的 99．9％時稱為甲烷水合物。的天然氣。 水合物產生的條件井流物中含有地層水、雜質等物質，并沿內壁不光滑的油管流動，因此，具備形3成水合物所必需的氣體分子和液態水條件，一旦壓力、溫度條件滿足，便會形成水合物。 工藝參數計算西二線西段各站間的壓力、溫度分布采用西二線水合物預測跟蹤計算軟件。由圖 31~38 可知，在壓力 5~12MPa 范圍內，西二線西段天然氣水合物的生成溫度為 11~℃。高風險區：609km~781km（昌吉分輸站到吐魯番分輸聯絡站） ；1281km~1382km（煙墩壓氣站到紅柳聯絡壓氣站） ；2222km~2324km（武威分輸站到古浪壓氣站） 。高風險區：360km~538km（烏蘇壓氣站到瑪納斯分輸壓氣站） ；1954km~2200km（張掖分輸壓氣站到武威分輸站） 。夏季600km~781km（昌吉分輸站到吐魯番分輸聯絡站） ；1256km~1359km（煙墩壓氣站到紅柳聯絡壓氣站） ；1944km~2200km（張掖分輸壓氣站到武威分輸站） 。常用的水合物防止措施有四種：脫水、降壓、加熱和加入抑制劑。西二線西段 2022 年冬季最低出站壓力（保證輸量不變）水合物生成曲線如圖 41 所示。西二線西段 2022 年冬季不同出站溫度水合物生成曲線如圖 42 所示。大牛地氣田采用集氣站集中向井筒高壓注醇的方法預防水合物的形成，使用質量濃度 98%的甲醇集中注醇工藝與現場生產管理實時檢測相結合，取得了良好的效果。? （44）23439。須指出的是，式（41）適用ABCDE于甲醇水溶液質量濃度小于 25%，甘醇水溶液質量濃度大于 50~60%；式（42）適用于甲醇水溶液濃度高的情況；式（43）可用于任何抑制劑，因此，本文選取式（43）進行計算。抑制劑用量必須達到一定濃度。西二線西段抑制劑注入量計算按最不利工況計算（入口處按最大含水量 400ppm 計算，出口處按飽和含水量計算） ，如表 43 和表 44 所示。綜上所述，建議西二線西段各站場在春、夏、冬季采用提高天然氣溫度和注入甲醇抑制劑相結合的方法防止生成水合物。進入壓縮機干氣密封系統的干氣取自壓縮機出口處的天然氣。當天然氣的溫度高于水合物生成溫度時，已經生成的水合物將會自動分解，因此，秋季（9 月底 10 月初）為最佳清管時間。當天然氣含水量小于 100ppm 時，西二線西段管道全線不析水，可停止注入抑制劑。40參考文獻[1] 雷群,[J].低滲透油氣田,2022.[2] [M].北京:石油工業出版社,2022.[3] [D].西南石油學院,2022.[4] 杜亞和,Ⅰ.不含抑制劑體系[J] .石油學報（石油加工）,1988.[5] 李長俊,楊宇. 天然氣水合物形成條件預測及防止技術[J]. 管道技術與設備,2022.[6] 李長俊 ,楊宇. 天然氣水合物形成條件預測及防止技術（續）[J]. 管道技術與設備,2022.[7] [J].天然氣工業,2022.[8] [J].天然氣工業,2022.[9] [J].油氣儲運,2022.41致 謝本論文是在中國石油大學魏紅賓老師的悉心指導下完成的，魏老師對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的對論文進行修改和改進。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正。符合本科論文要求，可以答辯。層次基本清楚，結構基本合理，結論也較為合理，語言通順，格式基本規范。感謝這篇論文所涉及到的各位學者。這部分天然氣在進入壓縮機以前通過分離器和聚結器已經除去了大部分液體（包括水、輕烴和甲醇） ，然后在通過干氣密封工藝氣處理系統的處理，可以保證氣體中沒有液體存在。通過啟動壓縮機盡可能提高天然氣的出站溫度，當下一站天然氣進站溫度高于進站壓力條件下的水合物生成溫度時，該站不需要注入甲醇抑制劑，否則需要在壓縮機出口以后注入甲醇抑制劑。因此，注入甲醇抑制劑不會影響壓縮機的干氣密封系統。甲醇抑制劑的注入質量濃度為 60%，注入量為 L/104m3。由表 44 可知，抑制劑的最佳注入質量濃度和注入量為：甲醇，注入質量濃度60%，注入量 ；乙二醇，注入質量濃度 80%，注入量 。T式（46）用于計算甲醇抑制劑的氣相蒸發量（按入口條件計算） ，乙二醇抑制劑的蒸汽壓較低，氣相損失小，氣相蒸發量可采用經驗數據 。表 42 式（44）中系數甲醇ABCDE適用條件1011011031040 %68%W 102104106 68% %% 0 0 0 % %100%乙二醇ABCDE適用條件102 101 103 105107%56%W 101 102 10510756% %100%由圖 4圖 44 可知，西二線西段的抑制劑最低質量濃度為：甲醇，25%；乙二醇，40%。T?33——抑 制 劑 溶 液 重 量 濃 度 ， %。（1）抑制劑濃度與水合物生成溫度降人們長期以來研究了抑制劑濃度與水合物生成溫度降的關系，下面給出主要的關系式。3105101520253035404550 溫度（℃）里 程 （ km）霍 爾 果 斯水 合 物 生 成 溫 度出 站 溫 度 50℃出 站 溫 度 40℃出 站 問 度 30℃出 站 溫 度 20℃精 河 烏 蘇 奎 屯 瑪 納 斯 昌 吉 烏 魯 木 齊吐 魯 番 鄯 善 哈 密 壓 氣 站哈 密 分 輸 站煙 墩 紅 柳 瓜 州 嘉 峪 關 張 掖 永 昌 武 威 古 浪圖 42 西二線西段 2022 年冬季不同出站溫度水合物生成曲線32 加入抑制劑實際生產中為防止生成水合物，常采用加入足量的抑制劑（甲醇、乙二醇、三甘醇等）的方法，使水合物的平衡生成壓力高于天然氣的壓力或使水合物的平衡生成溫度低于天然氣的溫度。同時，由表 41 可以看出，西二線西段降低出站壓力以后，各站的進站壓力都低于 3MPa，不能滿足最低進站壓力要求，因此，降壓不適用于西二線西段水合物的防止。由圖 31~39 可知，當天然氣中含水量小于 100ppm 時，西二線西段全線不會析出游離水，理論上也就不會生成水合物，但在實際輸送過程中還是可能出現水合物堵塞問題（如陜京線就出現過這種事故） ，其