特种油气藏 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (6): 100-106.DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2025.06.012

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基于PR-Henry改进模型的气体水合物生成条件预测

张骞1, 江良伟2, 刘芳3, 彭小东1, 颜平4   

  1. 1.中海石油中国有限公司海南分公司,海南 海口 570100;
    2.中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院,河南 濮阳 457001;
    3.中国石油集团管理干部学院,北京 100096;
    4.成都理工大学,四川 成都 610059
  • 收稿日期:2024-11-26 修回日期:2025-09-17 出版日期:2025-12-25 发布日期:2025-12-31
  • 通讯作者: 江良伟(2000—),男,2018年毕业于成都理工大学海洋油气工程专业,2025年毕业于该校石油与天然气工程专业,获硕士学位,现主要从事油气田开发方面的工作。
  • 作者简介:张骞(1985—),男,工程师,2009年毕业于长江大学石油工程专业,2014年毕业于成都理工大学石油与天然气工程专业,获硕士学位,现从事油气田开发研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金联合基金“海上高温高压低渗透储层渗流流固耦合机理及表征方法研究”(U22B2073)

Prediction of gas hydrate formation conditions based on an improved PR-Henry model

ZHANG Qian1, JIANG Liangwei2, LIU Fang3, PENG Xiaodong1, YAN Ping4   

  1. 1. Hainan Branch of CNOOC Ltd.,Haikou,Hainan 570100,China;
    2. Research Institute of Petroleum Engineering Technology,Sinopec Zhongyuan Oilfield Company,Puyang,Henan 457001,China;
    3. CNPC Managers Training Institute,Beijing 10096,China;4. Chengdu University of Technology,Chengdu,Sichuan 610059,China
  • Received:2024-11-26 Revised:2025-09-17 Online:2025-12-25 Published:2025-12-31

摘要: 水合物生成条件的预测对于天然气的高效开发和管道安全高效输送具有重要研究意义。为了分析地层水中离子类型与矿化度对水合物形成条件的影响,使用SPT定标粒子理论修正PR-Henry模型,计算气水两相中各组分的逸度。在此基础上,运用热力学理论,提出了一种根据不同温度条件下的水合物生成压力判识水合物生成类型、预测水合物生成条件的计算方法。研究表明:对于烃-CO2-水混合体系,相比传统模型,该模型计算的水合物平衡条件值与实测资料的相对误差由0.255降低至0.073,具有较好的计算精度;在盐质量分数较低时,NaCl和CaCl2对水合物生成的抑制作用相近。但随着盐质量分数的增加,CaCl2对水合物生成的抑制作用明显大于NaCl。研究成果对天然气水合物的开发以及天然气管道输送具有借鉴意义。

关键词: 水合物, 矿化度, 相平衡, PR-Henry模型, 统计热力学法

Abstract: Predicting hydrate formation conditions is of great significance for the efficient development of natural gas and safe, efficient pipeline transport.To analyze the effects of ion type and salinity in formation water on hydrate formation conditions,scaled particle theory (SPT)-adjusted PR-Henry model was used to calculate the fugacity of each component in the gas-water phases.Based on this and thermodynamic theory,a calculation method was proposed to identify hydrate formation type and predict hydrate formation conditions under different temperature conditions.The study showed that for a hydrocarbon-CO2-water mixed system,compared with traditional models,the improved model reduces the relative error between calculated hydrate equilibrium conditions and experimental data from 0.255 to 0.073,achieving good accuracy.At low salt concentrations,NaCl and CaCl2 had similar inhibiting effects on hydrate formation,but as salinity increased,CaCl2 inhibition was significantly greater than that of NaCl.These findings offer useful reference for gas hydrate development and safe natural gas pipeline transportation.

Key words: hydrate, salinity, phase equilibrium, PR-Henry model, statistical thermodynamics

中图分类号: