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《天然气输送管线中水合物形成的边界条件_陈多福》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、矿物岩石地球化学通报·研究成果·BulletinofMineralogy,PetrologyandGeochemistryVol.22No.3,2003July天然气输送管线中水合物形成的边界条件121陈多福,张跃中,徐文新1.中国科学院广州地球化学研究所,广州510640;2.青海石油管理局勘探开发研究院,甘肃敦煌736202摘要:运用水合物形成的热力学相平衡模拟计算方法及根据输气管线中的天然气组成,确定了青海和甘肃输气管线中水合物形成的边界条件,提出预防水合物堵塞的热力学方法。在青海和甘肃输气管线工作压力约为2.5～4.11MP
2、a的范围内,水合物形成最低温度约为1～5℃。在-7～5℃时,在体系中加入甲醇或增加盐度可有效地控制管线中水合物的形成。在低于-7℃的条件下,盐度和甲醇的联合应用,才能有效抑制输气管线中水合物的形成。在温度低于0℃和压力为2.5～4.11MPa的水合物热力学稳定范围内,降低输气管线中的水含量可有效地控制水合物形成而产生的堵塞。关键词:天然气水合物;形成边界条件;输气管线;西气东输中图分类号:TK123文献标识码:A文章编号:1007-2802(2003)03-0197-05天然气水合物是对经济发展和社会稳定具有重满足东部地区对天然气能
3、源的迫切需要。“西气东要战略意义的矿产资源。估计全球天然气水合物中输”工程的天然气管道横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、的碳量为10万亿吨左右,相当于全球已探明化石能山西、河南、安徽、江苏和上海市等9个省(区)市,几[1]源总碳量的两倍。同时,天然气水合物对全球碳千公里的输气管线将经历多种地貌和气候环境,天循环和全球变化有重要的影响和控制作用,有资料然气水合物形成而产生的管线堵塞是必须考虑的重表明55Ma海底天然气水合物的分解引发了全球大问题。[2,3]气候突然变暖。天然气水合物分解能引发海底控制天然气水合物形成的热力学条件主要有:[4～
4、7]沉积层液化,产生大面积海底滑坡。天然气水温度、压力、天然气的化学组成、天然气和水的供给。合物在输气管线中的形成,可产生堵塞并引发爆炸,现有的研究表明,在体系中加入阻碍剂和增高盐度,[8,11]Lysne报导了三个由于输气管线中天然气水合物形有助于阻碍水合物的形成。本文根据青海和甘成而产生的灾害实例,并在1.5m的实验管线中产肃地区输气管线的天然气组成特征和工作压力条生了6处天然气水合物的堵塞,导致三人死亡,财产件,应用天然气水合物形成的热力学模拟计算方[8][8,9]法,确定输气管线中水合物形成的边界条件,提出损失超过7百万美元
5、。Austvik等报导北海预防水合物堵塞的热力学方法,指导预防“西气东(TommelitenGamma油田11.5km长的管线中产[6,7]输”输气管道中天然气水合物堵塞产生的危害。生了17处天然气水合物的堵塞。因此,天然气水合物的研究受到了各国政府和学者的高度重视,1输气管线中天然气水合物形成的边是当今科学界的一个前沿热点领域。国际上天然气界条件水合物研究关注的重点科学问题主要集中在四个方1.1输气管线中天然气组成及运行参数面:天然气水合物的物理与化学特性研究;天然气水“西气东输”工程的青海和甘肃天然气输送管线合物开采技术研究,天
6、然气水合物灾害研究,以及天的天然气源主要来自涩北气田。涩北气田探明天然[10]103[12]然气水合物在全球碳循环中的作用研究。气储量达4.9×10m。天然气主要由CH4组目前,国家正在实施西部天然气通过管道输送成,有少量的C2H6、C3H8和N2(表1)。输气管线的到急需清洁能源的东部地区的“西气东输”工程,以工作压力范围约2.5～4.11MPa。收稿日期:2003-04-14收到,05-15改回基金项目:国家自然科学基金项目(40073023)和中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX3-SW-219)资助第一作者简介:陈多福(
7、1962—),男,研究员,从事地球化学研究.198陈多福等天然气输送管线中水合物形成的边界条件表1涩北气田天然气组成特征形成压力边界条件的影响。由图2可见,在大于Table1NaturalgascompositionsintheSebeigasfields5℃时将明显改变水合物生成的压力,在小于5℃天然气组成范围abc时影响不显著。图3显示了不同盐度和甲醇含量对CH499.94～89.6999.2294.3899.18涩北气田天然气水合物相平衡的影响。在5～C2H60～4.760.154.760.15C3H80～0.080.030.
8、010.02-7℃时,增加盐度和加入甲醇可有效地控制水合物N20～8.990.60.850.68的形成;在低于-7℃时,单一地增加盐度(20%)或注:a.86个天然气样品中形成水合物的压力最高、温度最低的加入甲醇(20%)不能防止输气
