【页岩气管道节流及加热功率的分析与确定分析案例1900字】

页岩气管道节流及加热功率的分析与确定分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u16641页岩气管道节流及加热功率的分析与确定分析案例 1285631.1一级节流工况 1288761.2二级节流工况 4203521.3节流温降分析 6根据页岩气井现场采集到的数据得到页岩气组分如表1.1所示：表1.1页岩气组分摩尔分数Table1.1MolarfractionofshalegascomponentsN20.0069CO20.0044He0.0002H20.0000C10.9818C20.0065C30.0001H2O0.0000现场页岩气井采用一级或二级节流两种节流方式，因此按两种方式分别进行加热功率分析。1.1一级节流工况依据现场页岩气井数据，一级节流又可分为两种工况进行分析，并分别针对这两种工况进行水合物形成温度预测，以及节流后加热功率计算。（1）工况一：由15MPa节流至3MPa当天然气节流后由于压力的降低，会形成水合物，为计算加热功率，首先应用HYSYS水合物分析工具计算在3MPa条件下的水合物形成温度，得到水合物形成温度为-0.5275℃，如图1.1所示：图1.13MPa下水合物形成温度Fig.1.1Hydrateformationtemperatureat3MPa当井口流量为10万方/天，应用HYSYS建立节流模型如图1.2所示：图1.2一级节流加热功率计算模型（10万方/天）Fig.1.2Calculationmodeloffirst-stagethrottleheatingpower(100,000m3/d)节流后计算水合物形成温度为-0.5℃，因此依据设计余量，取一级节流后温度为5℃，计算得到加热功率为97.25kW。当井口流量为30万方/天时，应用HYSYS建模如图1.3所示：图1.3一级节流加热功率计算模型（30万方/天）Fig.1.3Calculationmodeloffirst-stagethrottleheatingpower(300,000m3/d)节流后温度与井口流量无关，但流量增大会要求更大的加热功率，因此计算得到加热功率为291.7kW。（2）工况二：由15MPa节流至7MPa水合物形成温度仅与压力降相关，当节流至7MPa时，计算得到水合物形成温度为6.8℃，如图1.4所示。考虑设计余量，一级节流后温度值设置为12℃。图1.47MPa下水合物形成温度Fig.1.4Hydrateformationtemperatureat7MPa当井口流量为10万方/天时，应用HYSYS建立节流模型如图1.5所示：图1.5一级节流加热功率计算（10万方/天）Fig.1.5Calculationofprimarythrottleheatingpower(100,000m3/d)取一级节流后温度为12℃，计算得到加热功率为71.79kW。当井口流量为30万方/天时，应用HYSYS建立节流模型如图1.6所示：图1.6一级节流加热功率计算（30万方/天）Fig.1.6Calculationofprimarythrottleheatingpower(300,000m3/d)取一级节流后温度为12℃，计算得到加热功率为215kW。一级节流工艺时，不生成水合物加热功率计算结果如表1.2所示：表1.2一级节流加热功率计算结果Table1.2Calculationresultsofprimarythrottleheatingpower节流前压力[MPa]节流后压力[MPa]节流前温度[℃]节流后温度[℃]水合物形成温度[℃]输量[万方/天]加热功率[kW]15737.37126.81071.7930215.415347.655-0.51097.2530291.71.2二级节流工况依据页岩气井现场工况，二级节流分为两种工况进行分析，分别进行水合物形成温度预测及节流后加热功率计算。（1）二次节流（35MPa-15MPa-7MPa）因为是二次节流，第一次节流从35MPa节流至15MPa，第二次节流再节流至7MPa，因此需要分别计算两次节流后的水合物形成温度，应用HYSYS水合物分析工具计算在15MPa条件下的水合物形成温度，得到水合物形成温度为9℃，如图1.7所示。图1.715MPa下水合物形成温度Fig.1.7Hydrateformationtemperatureat15MPa从图中可以得到7MPa下水合物形成温度为6.8℃。当井口流量为10万方/天，应用HYSYS建立节流模型如图1.8所示：图1.8二级节流加热功率计算模型（10万方/天）Fig.1.8Two-stagethrottleheatingpowercalculationmodel(100,000m3/d)依据设计余量，取二级节流后温度为9℃，计算得到加热功率为126.2kW。当井口流量为30万方/天时，应用HYSYS建模如图1.9所示，计算得到加热功率为378.6kW。图1.9二级节流加热功率计算模型（30万方/天）Fig.1.9Two-stagethrottleheatingpowercalculationmodel(300,000m3/d)（2）35MPa二次节流至3MPa二次节流工艺为将35MPa节流至15MPa，再节流至3MPa，页岩气在15MPa和3MPa下的水合物形成温度计算结果如图1.7和图1.4所示。分别以井口流量为10万方/天和30万方/天进行计算，建立加热功率计算模型如图1.10和1.11所示。图1.10二级节流加热功率计算模型（10万方/天）Fig.1.10Two-stagethrottleheatingpowercalculationmodel(100,000m3/d)图1.11二级节流加热功率计算模型（30万方/天）Fig.1.11Two-stagethrottleheatingpowercalculationmodel(300,000m3/d)从上图中可以得到当井口流量为10万方/天时，计算得到加热功率为151.5kW；当井口流量为30万方/天时，计算得到加热功率为457.6kW。二级节流工艺时，不生成水合物加热功率计算结果如表1.3所示：表1.3一级节流加热功率计算结果Table1.3Calculationresultsofprimarythrottleheatingpower节流前压力[MPa]二级节流后压力[MPa]节流前温度[℃]节流后温度[℃]水合物形成温度[℃]输量[万方/天]加热功率[kW]35768.596.810126..230378.635368.52-0.510151.530457.61.3节流温降分析根据上述计算得到节流压降与温降的关系，如图1.12所示：图1.12节流压降与温度降的关系Fig.1.12Relationshipbetweenthrottlepressuredropandtemperaturedrop通过拟合得到计算关系式（1.1）dT=C1dP4+C2dP3+C3dP2+C4dP+C5（1.1）其中：dT为温降（℃），dP为压降（MPa）。根据上述得到页岩气的节流温降与输量无关，只与天然气组分及压降大小相关。已知页岩气组分摩尔分数，为进一步分析不同节流压降下的温降规律，建立hysys节流模型分析不同压降情况下的温降规律。通过计算得到，温度升高10℃