中国石油大学(华东)裴继昊获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120913690B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511433878.9,技术领域涉及:G16C20/20;该发明授权基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法是由裴继昊;王志远;孔庆文;张剑波;隋秀安;刘雪琪;钟杰;孙宝江设计研发完成,并于2025-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及天然气水合物技术领域,特别涉及一种基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法,首先通过两类DSC测试获取样品在目标盐度与配比下的水活度和汽化焓,据此回归热力学模型得到液相活度系数;再以DSC反演的汽化焓与锚点法计算抑制剂的饱和蒸气压,结合Poynting压力修正与气相逸度系数求得组分分配系数,解Rachford–Rice闪蒸方程获得平衡相量与组成;随后引入一阶总体传质模型修正为实际汽化损失,并叠加液滴夹带关联得到多相流体系下抑制剂流动总损失。本发明可实现在高压低温与含盐多相流工况下,准确计算水合物抑制剂的总流动损失,从而为实时调整抑制剂的注入策略提供理论支撑。
本发明授权基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于DSC修正的多相流体系水合物抑制剂损失预测方法,其特征是:包括以下步骤: 一、根据地层产出流体组分制备DSC测试的样品,利用DSC测量样品的热流曲线得到样品水活度与汽化焓; 步骤一的DSC测试的样品制备与两类DSC测试过程如下: S1.1根据地层产出流体组分及注入并充分混合后的抑制剂浓度,制备DSC测试的样品,将液相质量分数换算为液相与气相中摩尔分率xi、yi,用于平衡方程计算; S1.2利用DSC对DSC测试样品在目标温度处进行温度扫描,得到冰融起始温度Tf,利用式1换算样品水活度αw; 1, 式中,,R=8.314Jmol·K;Tf为冰融起始温度,K;αw为水活度,无量纲; S1.3利用开口DSC对样品开展等温汽化能试验并记录热流曲线,基线扣除后积分得汽化热Q;通过称重记录DSC实验前后质量损失并转化为摩尔数Δn,利用式2得到汽化焓ΔHvap,in; 2, 式中,ΔHvap,in为汽化焓,Jmol;Q为抑制剂蒸发吸热量,J;Δn与Δm为蒸发前后损失的摩尔数与质量,mol、g;Min为抑制剂摩尔质量,gmol;qcorr为热流,W;t为时间,s; 二、利用液相模型eNRTL处理样品水活度计算目标配方下抑制剂活度系数; 三、利用Clausius–Clapeyron直线式处理样品汽化焓得到目标配方下抑制剂饱和蒸气压; 四、计算Poynting修正指数与各组分逸度系数; 五、利用多相闪蒸计算,基于步骤二、三、四得到的参数求解气水分配系数并得到闪蒸平衡后液相与气相中各组分的摩尔分率; 六、考虑气液传质过程中的传质受限对步骤五的汽化损失上限进行修正,得到抑制剂真实汽化损失; 步骤六的详细过程如下: 利用式14计算计算段内充分达到气液平衡后抑制剂的热力学损失上限,但界面传质受气液接触面积、流型及湍流程度的影响,实际只能达到损失上限的一部分,因此需要采用一阶总体传质模型折算真实的抑制剂汽化损失量,如式15; 14, 15, 式中,ξeq与ξvap为最大汽化损失与实际汽化损失率,无量纲;kL为液相传质系数,常用经验关联式计算;a为比表面积,由井筒流型决定,无量纲;τ为停留时间,s,可用液相体积液相体积流量计算; 七、考虑高速气相夹带对抑制剂损失的影响,计算气体夹带作用导致的抑制剂的损失率; 步骤七的详细过程如下: 高速气相会夹带液滴并把抑制剂带到气相,液滴的夹带率随流型、雷诺数及韦伯数变化,首先利用式16计算液滴夹带率E,然后利用式17计算通过气体夹带作用损失的抑制剂的损失率; 16, 17, 式中,E为液滴夹带率,无量纲;We、Fr、Re分别为气相韦伯数、弗劳德数和雷诺数,无量纲;ρL与ρG分别为气相和液相密度,kgm3;μL与μG分别为气相和液相粘度,Pa·s;ξaero为夹带作用导致的抑制剂损失率,无量纲;min,aero为夹带损失的MeOH质量,gs;nF为总进料的摩尔数,mols;mg为气相流量,gs;Mg为气相摩尔质量,gmol;win为抑制剂质量分数,%; 八、多相流体系抑制剂损失来源于步骤六和步骤七两个过程相加,沿管长迭代累计求解可得到全管段抑制剂损失率。
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