鄧君福:天然氣水合物鏈:天然氣運(yùn)輸構(gòu)想天然氣水合物鏈:天然氣運(yùn)輸構(gòu)想編譯:鄧君福(大慶油田第三采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所)審校:紀(jì)常杰(大慶油田工程有限公司)摘要一般來說,對于大規(guī)模的天然氣(和水合物合成系統(tǒng)。相比其他系統(tǒng),采用微泡材藏資源采用長途液化天然氣(LNG)運(yùn)輸}料、有管式反應(yīng)器的水合物合成系統(tǒng)有較高的合成方式是經(jīng)濟(jì)可行的,目前,日本的石油、天{速度,隨著技術(shù)的進(jìn)步需要進(jìn)一步開展精細(xì)化可行然氣、金屬制品進(jìn)出口公司和有關(guān)工程公司性研究開始關(guān)注天然氣水合物(NGH)氣體運(yùn)輸技術(shù)?？紤]優(yōu)化天然氣工藝,理解NGH鏈的過程影響,以及優(yōu)化整個(gè)NGH鏈?zhǔn)种匾P(guān)鍵詞天然氣水合物鏈成本排放圖2NGH運(yùn)輸鏈的概念及研究系統(tǒng)Dol:10.3989/ssn.1002-641X.2010.7.0122概念設(shè)計(jì)1背景研究的目的是分析日本在NGH天然氣運(yùn)輸中日本很多6000km以內(nèi)的中小氣田應(yīng)用傳統(tǒng)的CO2生命周期(LCCO2)。在選定的模式中,天技術(shù)開發(fā)將十分困難(如LNG技術(shù)和管道輸送)。然氣在生產(chǎn)廠中轉(zhuǎn)化為NGH,然后從東南亞沿海NGH或許是一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的氣體運(yùn)輸方法。NGH地區(qū)欠發(fā)達(dá)的天然氣田通過NGH運(yùn)輸船輸送到日體積只是天然氣氣態(tài)或液態(tài)的170分之一,因此,本。運(yùn)輸距離6000km的基本生產(chǎn)率是1×10t/a估算NGH的初始投資成本比LNG管道輸送的投LNG當(dāng)量研究假定天然氣輸送到發(fā)電廠資成本低3LCCO2分析LNG輸送對于長途運(yùn)輸是經(jīng)濟(jì)可行的。管道運(yùn)輸由于資本成本較高,適合相對距離較短的運(yùn)研究范圍包括生產(chǎn)設(shè)施(包括進(jìn)氣的處理)和輸,NGH運(yùn)輸適于解決中小范圍或邊遠(yuǎn)油氣田天再氣化設(shè)施之間的過程然氣輸送問題(圖1).可行性研究(圖2)表明,31LNG鏈的LCCO排放NGH對于大小合適的天然氣儲備和一定運(yùn)輸距離106t/aLNG當(dāng)量的規(guī)模是非常大的,因此認(rèn)為的氣田具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。是一種不可行的LNG項(xiàng)目。根據(jù)之前的研究,CO2排放與LNG的體積規(guī)模成線性關(guān)系。從LCCO2排主薹用放量與LNG體積的關(guān)系數(shù)據(jù)可以推算出1×10°t/aLNG鏈的LCCO2的排放量。這個(gè)1×10°t/aLNG壓縮天然氣鏈的ICCO2排放量為0.574×106t/a3.2NGH鏈的LCCO2排放天然氣物理變化NGH的LCCO2排放分為三個(gè)主要部分:NGH生產(chǎn)系統(tǒng),包括進(jìn)氣處理;NGH的運(yùn)輸;NGH的再氣化系統(tǒng)液化氣化碳化煙料與罩料NGH生產(chǎn)系統(tǒng)包括生產(chǎn)和NGH裝載過程N(yùn)GH運(yùn)輸構(gòu)想是基于零散裝運(yùn)方式,冷藏貨物封圖1天然氣運(yùn)輸概念閉系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下和一20℃儲存NGH。目前,已經(jīng)開發(fā)了幾種類型的NGH合成系NGH再氣化系統(tǒng)包括NGH卸載過程和再氣化統(tǒng),其中包括泡沫/攪拌型反應(yīng)器、水霧型反應(yīng)器過程。42國外油田工程第26卷第7期(2010.7)4結(jié)果6結(jié)論研究表明,NGH鏈的LCCO2排放總量是NGH鏈的優(yōu)勢在一定的條件下得到了證實(shí)。0.479×105t/a,低于類似的LNG鏈17%。 NGHNGH鏈包括NGH生產(chǎn)設(shè)施、4個(gè)運(yùn)輸載體以及鏈生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施由高壓用途的通用設(shè)備組再氣化設(shè)施。運(yùn)輸距離6000km時(shí)NGH鏈的成,但可以相對容易地制造。雖然在NGH的運(yùn)輸LCCO2的排放總量低于相似的LNG鏈17%中LCCO2的排放是等量LNG載體的4倍,但NGH技術(shù)在貨幣化的中小型或遠(yuǎn)程氣田,其LNG顆粒在較高溫度的運(yùn)輸環(huán)境中運(yùn)輸費(fèi)用相對天然氣產(chǎn)量在1×10~3×10°t/a,且至用戶的運(yùn)較低。輸距離不到6000km,有令人欣喜的潛力。在不5敏感性分析久的將來,NGH技術(shù)的進(jìn)步?jīng)Q定了其能夠與LNG技術(shù)進(jìn)行競爭,技術(shù)的發(fā)展需要提高可行性研究的不確定性按降序排列分別為發(fā)電效益、運(yùn)輸距精度。因此,考慮優(yōu)化生產(chǎn)過程和理解NGH鏈的離、水合率、制冷系統(tǒng)、NGH合成設(shè)施。盡管在過程影響,以及優(yōu)化整體NGH鏈?zhǔn)欠浅Ｖ匾?。每種參數(shù)范圍中都有不同的風(fēng)險(xiǎn)可能性,但重點(diǎn)是如何提高可行性研究中運(yùn)輸距離、水合率、制冷系資料來源于美國《JPT》2009年4月統(tǒng)、NGH合成的參數(shù)和實(shí)現(xiàn)NGH鏈實(shí)際應(yīng)用的(收稿日期2010-03-12)技術(shù)開發(fā)。(上接第10頁)系,更重要的是r隨著n值、泡沫膜的彈性系數(shù)E需要一個(gè)比泡沫自身產(chǎn)生的屈服應(yīng)力更大的力。和表面張力a的增大而線性增加。為了有效證明這所有的分液作用是由泡沫析水作用和指進(jìn)作用重要的性質(zhì),唯一需要認(rèn)識的就是E與a的值受相互作用的結(jié)果。指進(jìn)現(xiàn)象從入口端不斷擴(kuò)展,在表面活性劑的影響很大。表面活性劑能夠使E和a泡沫中經(jīng)過一段距離之后呈現(xiàn)向下彎曲的趨勢,這相互作用,通過施加外部張力實(shí)現(xiàn)相互作用,促成很可能是重力作用的結(jié)果。了性能可控的智能泡沫的形成8泡沫是一種智能流體9結(jié)論為了解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,泡沫被描述為宏觀流泡沫在多孔介質(zhì)中的流態(tài)通過屈服應(yīng)力表現(xiàn)出體,其屈服應(yīng)力為r,由于r≤r,時(shí)泡沫不發(fā)生不同的性質(zhì),低于屈服應(yīng)力泡沫被捕集不能流動(dòng),剪切作用,r>r,時(shí)泡沫表現(xiàn)出冪律流體特征,因而高于屈服應(yīng)力則呈現(xiàn)出冪律流體的特征。屈服應(yīng)此可應(yīng)用下面的流變模型描述:力值主要取決于泡沫的物理參數(shù),如泡沫密度、泡u=0,當(dāng)r≤r沫膜的彈性以及表面張力,這些參數(shù)主要通過表面=v+K1n-1+K2r,2,當(dāng)r>活性劑的仔細(xì)篩選來控制。不同泡沫具有不同的屈式中,K1、K2是泡沫和多孔介質(zhì)系統(tǒng)的特征參數(shù);服應(yīng)力,這使得泡沫作為一種智能流體顯示出其在=蟣是泡沫的表觀速度;φ是孔隙度。方程(2)油田開發(fā)過程中的應(yīng)用前景。表示泡沫的捕獲是泡沫流變過程中的必然結(jié)果,因?yàn)樵诘陀谧陨淼那?yīng)力條件下泡沫被捕集而高于資料來源于《 Business Briefing: Exploration&. Production:The屈服應(yīng)力條件下泡沫流動(dòng)時(shí)的黏度由方程(2)給(收稿日期2009-03-27)出。對比方程(1)和方程(2)可以發(fā)現(xiàn),K1與r范圍有如下關(guān)系:K1∝n,r∝n(ElnA+a)(3)或者用其他的表述方式,K1與氣泡密度n成線性關(guān)