天然气水合物在管道中沉积与崩塌的预测模型研究

摘要

针对海洋油气管道中发生的由于天然气水合物生成所引起的管道堵塞问题,文章以天然气水合物的生成、沉积和崩塌机制为基础,从管道内部流体系统的能量平衡、动量平衡、气液界面的传热传质过程和壁面切应力对沉积物的冲击过程出发,建立了相应的天然气水合物生长、沉积和崩塌模型.该数学模型能准确的预测天然气水合物在管道中的生成速率,生长速率的模型计算值与实验值相比较,偏差在±15％之间;针对存在天然气水合物抑制剂(MEG)或不存在MEG的条件下,该数学模型对管道内压降的分布情况均能具有较好的预测结果,与实验值相比吻合度较高;在低流速条件下发生天然气水合物沉积时,引发了管道内部的相分布不均匀,而文章的数学模型是基于管道内部各相均匀分布的假设所建立的,因此在低流速条件下模型计算的压降值偏低;该数学模型准确的预测到了当天然气水合物发生崩塌时的管道内部压降突变过程,能很好的对天然气水合物的崩塌现象进行预测.