LNG接收站蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計計算模型-

1、作者簡介:付子航,1979年生,高級工程師,碩士;主要從事L N G 項目建設(shè)和技術(shù)研發(fā)工作。地址:(100027北京市朝陽區(qū)東三環(huán)北路甲2號京信大廈2846室。電話:(01084522951。E -m a i l :f u z h cn o o c .c o m.c n L N G 接收站蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計計算模型付子航中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心付子航.L N G 接收站蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計計算模型.天然氣工業(yè),2011,31(6:85-88.摘要準(zhǔn)確合理地預(yù)測蒸發(fā)氣(B O G 量,對于L N G 儲罐安全管理、L N G 卸船操作安全管理、B O G 壓縮機(jī)能力選

2、擇、B O G 壓縮機(jī)啟停操作與提效節(jié)能和穩(wěn)定利用B O G 燃料氣等均具有重要意義。國外已有一些理論化的B O G 蒸發(fā)率(B O R 動態(tài)計算模型,但計算復(fù)雜且由于其對L N G 儲罐內(nèi)B O G 產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識是建立在一定理論假設(shè)的基礎(chǔ)上的,對實際L N G 儲罐內(nèi)B O G 產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識不夠準(zhǔn)確,加之各種實際操作工況要復(fù)雜得多,因此,這類模型的廣泛適用性仍有待考證。為此,基于B O G 生成機(jī)理的基本理論和傳熱動力學(xué)理論,結(jié)合具體L N G 接收站儲罐生產(chǎn)操作數(shù)據(jù),得到了半經(jīng)驗化的B O R (B o i l -O f f R a t e 動態(tài)模型,實例證實:該方法方便、有效,更有利

3、于預(yù)測和指導(dǎo)生產(chǎn)實際。關(guān)鍵詞LN G 接收站L N G 儲罐B O G B O R 動態(tài)模型傳熱動力學(xué)提效節(jié)能安全管理D O I :10.3787/jB O G 處理系統(tǒng)是與液化天然氣(L N G 接收站各主要生產(chǎn)單元緊密相關(guān)的1個全廠性系統(tǒng),直接影響到L N G 接收站生產(chǎn)運(yùn)營的安全性、經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境保護(hù)。準(zhǔn)確合理地預(yù)測B O G 量,對于L N G 儲罐安全管理、L N G 卸船操作安全管理、B O G 壓縮機(jī)能力選擇、B O G 壓縮機(jī)啟停操作與提效節(jié)能和穩(wěn)定利用B O G 燃料氣等均有重要意義1。尤其當(dāng)通過L N G 現(xiàn)貨市場或短期合同引入物性組成顯著不同的L N G時,如果對B O G

4、 生成規(guī)律沒有科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)測和操作對策,B O G 產(chǎn)生量有可能超出原L N G 接收站的設(shè)計處理能力,引起L N G 儲罐內(nèi)的L N G 分層,甚至導(dǎo)致“翻滾”(R o l l -Ov e r ,造成安全事故2-4。1L N G 儲罐內(nèi)B O G 產(chǎn)生的基本機(jī)理LN G 接收站的L N G 儲罐內(nèi),L N G 儲存溫度通常在-160左右,正常操作壓力略高于大氣壓力,為1323k P a 。盡管L N G 儲罐的隔熱性能非常好,但外界熱量仍不斷透過罐體材料和附屬管件等傳遞到儲罐內(nèi)部,L N G 液體吸收此熱量后會部分蒸發(fā)成氣體,即B O G 。由于L N G 組分中N 2的泡點低于主要組分C

5、H 4的泡點,而其他重組分的泡點較高,隨著B O G 的緩慢產(chǎn)生,儲罐內(nèi)L N G 的組分及熱力學(xué)性質(zhì)均會發(fā)生變化。據(jù)Bu k a c e k 理論5,靠近罐壁的液體受熱后沿罐壁上升,形成壁面邊界層,此壁面邊界層不斷吸熱向上運(yùn)動至氣液界面后向界面中部流動,流到中心區(qū)域后液體匯聚向下流動,同時罐底層的液體也吸熱向上運(yùn)動,此兩股液體匯合即形成了整個儲罐內(nèi)的液體循環(huán)過程。在氣相空間也同樣存在著氣體與儲罐壁、氣體與氣液界面的對流換熱。另一方面,由于L N G 是多種組分混合物,隨著N 2、C H 4的優(yōu)先蒸發(fā),L N G 液體的飽和溫度略有上升,最終形成溫度稍高、易于蒸發(fā)的液體層,該液體層上升至氣液界

6、面區(qū)蒸發(fā)后因密度相應(yīng)增加而液位逐漸下降,即產(chǎn)生“老化”(W e a t h e r i n g 現(xiàn)象。在1個靜態(tài)的L N G 儲罐中,L N G 液體和氣相空間處于較為穩(wěn)定的傳熱動力學(xué)平衡狀態(tài),當(dāng)氣相空間的壓力發(fā)生突變后,系統(tǒng)會自動建立新的動態(tài)平衡。相關(guān)實驗和研究表明,儲罐頂層的L N G 液體溫度非常接近于氣相的飽和平衡溫度,而位置略低于該表層的液體溫度稍高,以維持一個近似于常數(shù)的蒸發(fā)速率和表層液體的過飽和條件6。常規(guī)用于設(shè)計的BO G 計算結(jié)果往往偏離實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)甚遠(yuǎn),對B O G 處理系統(tǒng)的設(shè)計及配置過于保守,造成投資和操作費用的過度增加7-8。·58·第31卷第6期

7、集輸工程2B O G動態(tài)預(yù)測模型B O G蒸發(fā)率(B o i l-O f fR a t e,B O R模型從傳熱動力學(xué)及傳質(zhì)角度出發(fā),國外已有一些研究者建立了理論化的嚴(yán)格B O R動態(tài)計算模型,其使用的數(shù)學(xué)工具較為復(fù)雜,往往要運(yùn)用C F D(C o m p u t a-t i o n a lF l u i dD y n a m i c s,計算機(jī)流體力學(xué)方法和數(shù)值求解方法,計算復(fù)雜9-11。另一方面,由于其對L N G儲罐內(nèi)B O G產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識是建立在一定理論假設(shè)的基礎(chǔ)上的,對實際L N G儲罐內(nèi)B O G產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識不夠明確,加之各種實際操作工況要復(fù)雜得多,因此,這類模型的廣泛適用性仍

8、有待考證。在B O G生成機(jī)理的基本理論和傳熱動力學(xué)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體L N G接收站儲罐生產(chǎn)操作的數(shù)據(jù)反饋,往往可以得到更為簡便、有效的半經(jīng)驗化B O R動態(tài)模型,用于預(yù)測和指導(dǎo)生產(chǎn)實際。2.1基礎(chǔ)B O R模型在非卸船工況下,B O G的產(chǎn)生主要是因為外界環(huán)境熱流導(dǎo)入L N G儲罐、設(shè)備及相連接的管線系統(tǒng)以及泵所做的功通過循環(huán)流體重新進(jìn)入L N G儲罐,絕大部分B O G來源于L N G儲罐。在卸船工況下,由于L N G運(yùn)輸船艙內(nèi)L N G的組分、飽和溫度與飽和壓力與L N G儲罐內(nèi)已有L N G的組分、飽和溫度與飽和壓力不同,同時已卸載的L N G的潛熱增加,均會導(dǎo)致儲罐內(nèi)L N G

9、“閃蒸”從而引起B(yǎng) O G產(chǎn)生速率的快速增大。L N G儲罐內(nèi)B O G產(chǎn)生速率的主要控制因素是L N G的過飽和壓力和氣液兩相空間的接觸面積。常用H a s h e-m i模型來估算B O R速率6,12-13,其表達(dá)式為:M B O G=xp s4/3(1式中MB O G為單位面積B O G產(chǎn)生的質(zhì)量速率,k g/(h·m2;x為針對具體L N G儲罐的系數(shù);p s為過飽和壓力,k P a。p s又可表示為:p s=(d T/d p-2T s(2式中d T/d p為L N G液體隨著壓力變化的飽和溫度變化,/k P a;Ts為L N G液體與表層(氣液界面層的總體溫度差,。M B

10、 O G還可以表示為:M B O G=K h C h(T s-T b4/3(3式中Ch 為H a s h e m i系數(shù);Kh為Ch的修正系數(shù);Ts為L N G液體的溫度,K;Tb為L N G表層(氣液界面層的沸點溫度,K。式(3中的C h又稱為液面擾動蒸發(fā)促進(jìn)效果系數(shù)14,與L N G進(jìn)入儲罐噴管的方式(形狀、位置、方向、個數(shù)、儲罐內(nèi)L N G的液位、L N G進(jìn)入流量、與原有L N G的混合比例等均有關(guān)系,可以進(jìn)一步量化建模。Ts則與L N G蒸發(fā)后導(dǎo)致的L N G冷卻、L N G在罐內(nèi)的分層流動情況、L N G循環(huán)量的導(dǎo)入、L N G船艙內(nèi)L N G的進(jìn)入、進(jìn)入儲罐的L N G的噴流混合

11、情況、儲罐內(nèi)L N G的傳熱動力學(xué)和傳質(zhì)情況有關(guān)。Tb則與儲罐內(nèi)的壓力及L N G的組成有關(guān)。除了液相蒸發(fā)外,L N G儲罐內(nèi)的氣相空間中,氣相壓力的變化、溫度分布及變化速率、B O G連接管道的吸熱情況以及B O G壓縮機(jī)開啟排出B O G的速率變化,均會造成B O G在儲罐內(nèi)積聚量的變化。H a s h e m i-B O R模型對因環(huán)境大氣壓力降低(導(dǎo)致儲罐壓力降低或B O G壓縮機(jī)流量開度增加(導(dǎo)致B O G抽提速率提高而引起的B O G產(chǎn)生速率增大以及L N G液體分層引起“翻滾”而導(dǎo)致的B O R速率快速增大均未加以考慮。2.2B O R經(jīng)驗?zāi)Ｐ透鶕?jù)某種給定狀況下的已知B O G速

12、率值,以儲罐壓力、L N G氣化飽和壓力、L N G溫度、環(huán)境溫度、L N G體積量、L N G密度及特殊的“擾動系數(shù)”等為主要參數(shù)5,可以經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得出經(jīng)驗化的B O R模型。其中,“擾動系數(shù)”表示L N G循環(huán)和進(jìn)料的影響,主要取決于L N G進(jìn)料量、儲罐內(nèi)L N G儲存量和環(huán)境溫度等,可以單獨建模。此時,經(jīng)驗化的B O R模型可表示為:M B O G=(C R M b o gL V L/(K1K2K3(4式中Mb o g為給定狀況下的已知B O G速率,k g/h;L為L N G的密度,k g/m3;V L為L N G的體積,m3;C R為“擾動系數(shù)”,一般區(qū)間為1,1.5;K1為L

13、N G氣化壓力對儲罐壓力偏離的修正系數(shù);K2為L N G溫度的修正系數(shù);K3為環(huán)境溫度的修正系數(shù)。M b o g通常是L N G儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率的穩(wěn)定指標(biāo),是L N G儲罐壓力等于L N G氣化壓力、L N G溫度為-162、環(huán)境溫度為35.3情況下的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通?？梢越普J(rèn)為當(dāng)L N G氣化壓力與儲罐壓力的差值為正值時,B O G速率與該差值存在線性正相關(guān)關(guān)系;而當(dāng)該差值為負(fù)值時,B O R為常數(shù),即K1-a(p-pV-b(K1-c=(1-b(1-c(5式中p為L N G儲罐的壓力,k P a;pV為L N G的氣化壓力,k P a;a、b、c為常數(shù)。K2是用來修正L N G因組分差異而導(dǎo)致的

14、L N G溫度變化,K2與L N G溫度(TL近似成線性正相關(guān)關(guān)系,而K3則與環(huán)境溫度成線性負(fù)相關(guān)關(guān)系。根據(jù)安托因方程(A n t o i n ee q u a t i o n,L N G氣化壓力pV有如·68·天然氣工業(yè)2011年6月下關(guān)系式:p V=98.04e x p9.0934-1018.3/(T L+273.15(6因L N G儲罐體積大,氣相空間的體積和溫度變化較為緩慢,如果視之為理想氣體,則式(6可以進(jìn)一步簡化為:d p/d T(m-m0R T/V(7式中T、V、R分別為氣相空間的溫度、體積及氣體常數(shù);m為生成的B O G摩爾流量;m為B O G壓縮機(jī)排出B

15、O G的摩爾流量。3實例對比現(xiàn)以某L N G接收站在接船前的一組生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例。其中,從當(dāng)日16:45時起至23:50,B O G壓縮機(jī)很快地從50%開度啟動到100%開度運(yùn)行。該L N G儲罐(T K1的液位和壓力(表壓隨時間變化的實測數(shù)據(jù)如圖1所示 。圖1T K1儲罐的液位和壓力隨時間的變化關(guān)系圖該L N G儲罐進(jìn)行正常的低壓泵外輸和保冷循環(huán)回流等操作。由圖1可以看出,在啟動B O G壓縮機(jī)前,隨著熱量的不斷引入和B O G的積聚,L N G儲罐壓力不斷上升,且與時間近似成呈線性關(guān)系;B O G壓縮機(jī)啟動后,B O G排出量較為穩(wěn)定,L N G儲罐壓力快速下降,且與時間仍近似呈線性關(guān)系。由于

16、B O G的生成速率無法實測,通過上述半經(jīng)驗?zāi)Ｐ涂傻贸鲈揕 N G儲罐內(nèi)B O G生成速率隨時間變化的情況,結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出,在B O G壓縮機(jī)啟動前,隨著L N G儲罐壓力的不斷上升, B O G產(chǎn)生速率逐漸降低并相對平穩(wěn);在B O G壓縮機(jī)剛啟動后,L N G儲罐內(nèi)累積的溫度較高的B O G氣體快速排出,并引起L N G儲罐壓力較快下降,B O G生成速率維持較高水平;隨著B O G大量排出,罐內(nèi)L N G 溫度略有降低,B O G生成速率有所下降 。圖2B O G生成速率變化圖4結(jié)束語通過導(dǎo)入半經(jīng)驗化的B O R動態(tài)模型,以實例核對了某L N G接收站L N G儲罐在非卸船

17、工況下開啟B O G壓縮機(jī)前后階段的B O G生成量曲線,有助于更好地理解和認(rèn)識L N G接收站L N G儲罐操作管理中的參數(shù)變化,以期進(jìn)一步完善動態(tài)B O R模型及其計算方法的適用性,為大型L N G接收終端的設(shè)計和運(yùn)營操作提供借鑒。參考文獻(xiàn)1付子航.L N G接收站蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)靜態(tài)設(shè)計計算模型J.天然氣工業(yè),2011,31(1:83-85.2B A T E SS,MO R R I S O NDS.M o d e l i n gt h eb e h a v i o ro fs t r a t i f i e dl i q u i dn a t u r a lg a si ns t o r

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19、U K A C E KRF.R e l e a s eo fL N Gv a p o rf r o ml a r g e-v o l u m e,l o w-p r e s s u r eL N Gs t o r a g eR.C h i c a g o:I n s t i t u t eo fG a s T e c h n o l o g y,1982.6HA S H E M IHT,W E S S O NHR.C u tL N Gs t o r a g ec o s t sJ.H y d r o c a r b o nP r o c e s s i n g,1971,50(8:117-12

20、0.7B A S H I R IA,F A T E HN E J A DL.M o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no fr o l l o v e ri nL N Gs t o r a g et a n k sCW o r l dG a sC o n-g r e s s,5-9J u n e2006,A m s t e r d a m,N e t h e r l a n d s.N o r w a yI n-t e r n a t i o n a lG a sU n i o n,2006.8S H I NMY U N GWO K O,S H I ND O

21、 N G I L,C H O IS O OH Y O U N G,e ta l.O p t i m a lo p e r a t i o no ft h eb o i l-o f fg a sc o m p r e s s i o np r o c e s su s i n gab o i l-o f fr a t em ode lf o rL N Gs t o r a g et a n k sJ.K o r e a nJ o u r n a lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g, 2008,25(1:7-12.9K O Y AMAK A Z U O

22、.C F Ds i m u l a t i o no nL N Gs t o r a g et a n k·78·第31卷第6期集輸工程t o i m p r o v e s a f e t y ,e f f i c i e n c y a n d r e d u c e c o s t R .P a r i s :I n -t e r n a t i o n a l G a s U n i o n R e s e a r c h C o n f e r e n c e ,2008.10D I MO P O U L O S G G ,F R A N G O P O U L

23、O S C A.A d yn a m -i c m o d e l f o r l i q u e f i e d n a t u r a l g a s e v a p o r a t i o n d u r i n g m a -r i n e t r a n s p o r t a t i o n J .I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f T h e r m o d y -n a m i c s ,2010,11(3:123-131.11K I M H O S O O ,S H I N MY U B G WO O K ,Y O O N

24、E B S U P .O p t i m i z a t i o n o f o p e r a t i n g p r o c e d u r e o f L N G s t o r a g e f a c i l i -t i e s u s i n g r i g o r o u s B O R m o d e l C 17t h W o l r d C o n g r e s s t h e I n t e r n a t i o n a l F e d e r a t i o n o f A u t o m a t i c C o n t r o l S e o n d .K o r

25、 e a:I F A C ,2008.12J U N G MA N J I N ,C H O J O S E P H H ,R Y U WU N -G A S N G.L N G t e r m i n a l d e s i g n f e e d b a c k f r o m o pe r a t o r s p r a c t i c a l i m p r o v e m e n t s C 22t d W o r l d G a s C o n g r e s s ,1-5J u n e 2003,T o k y o ,J a p a n .T o k yo :WG C ,2003

26、.13MA E D A MA S A H I K O ,S H I R A K AWA Y U T A K A.D e -v e l o p m e n t o f f l u i d d y n a m i c s s i m u l a t i o n s f o r L N G s t o r a g e t a n k s t o e n h a n c e s a f e t y ,o p e r a t i o n a l f l e x i b i l i t y ,a n d c o s t pe rf o r m a n c e C 15t h I n t e r n a t

27、 i o n a l C o n f e r e n c e &E x h i -b i t i o n o n I i q u e f i e d N a t u r a l G a s ,24-27A p r i l 2007,B a r c e l o -n a ,S p a i n .U S A :G a s T e c h n o l og yI n s t i t u t e ,2007.14S H I N G O T A K A O ,I S H O Y AMA G U C H I ,K A T S U K I S O N O D A ,e t a l .B o i l

28、-o f f g a s s i m u l a t i o n m e t h o d s i n L N G t e r m i n a l s J .N K K T e c h n i c a l R e po r t ,2000,172:14-20.(修改回稿日期2011-04-02編輯何明檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵國際天然氣市場中長期前景看好國際能源機(jī)構(gòu)近日公布報告預(yù)測,到2035年,全球天然氣需求總量將達(dá)到5.1×1012m 3,約占全球能源需求量的25%。全球天然氣消費量也將在2008年3.1&

29、#215;1012m 3的基礎(chǔ)上增長44%,達(dá)到4.5×1012m 3。這也意味著,今后24年,供求關(guān)系可能決定了全球?qū)⒂瓉硖烊粴獍l(fā)展的“黃金時期”。市場期待這項預(yù)測能一掃2010年國際天然氣市場的低迷氣氛,為國際天然氣市場重新注入活力。作為中長期預(yù)測,國際能源機(jī)構(gòu)一直看好天然氣市場的需求前景。在供應(yīng)端,中東、俄羅斯、北美、非洲等國家和地區(qū)都有可能成為未來最有潛力的天然氣產(chǎn)地。同時,美國、加拿大等國的頁巖氣和煤層氣技術(shù)革命使世界天然氣儲量和產(chǎn)量都出現(xiàn)了大幅增長。以目前的生產(chǎn)水平,全球已探明的天然氣資源量還可再開采250年以上。天然氣廣泛分布在世界許多地區(qū),這使天然氣從能源安全的角度來

30、看更具有吸引力。國際能源機(jī)構(gòu)的報告顯示,從現(xiàn)在到2035年,非傳統(tǒng)天然氣產(chǎn)量增長將占全球天然氣產(chǎn)量增長的40%。在需求端,全球能源需求持續(xù)增長,特別是新興經(jīng)濟(jì)體和中東地區(qū)國家的能源需求旺盛。在日本出現(xiàn)核泄漏事故之后,全球核能發(fā)展速度放緩,國際天然氣主要消費市場出現(xiàn)了能源供應(yīng)缺口。在可再生能源短期內(nèi)難以完全彌補(bǔ)供應(yīng)缺口的情況下,對天然氣和石油等傳統(tǒng)化石能源的需求量會出現(xiàn)大幅上漲。尤其是如果沒有新的供應(yīng)保障,未來幾年內(nèi)全球液化天然氣需求將迅速趨緊,供大于求的局面可能很快結(jié)束。不過,“黃金時期”的到來不可能一蹴而就,對中長期需求的預(yù)期盡管可以保持樂觀,但就短期需求而言仍需謹(jǐn)慎。國際金融危機(jī)期間,全球

31、能源需求下滑,天然氣價格也隨之大幅下跌。在2010年,當(dāng)國際油價已經(jīng)開始上漲時,天然氣價格卻不再像國際金融危機(jī)前那樣與油價走勢保持同步,而是持續(xù)低迷。在2009年頁巖氣開采技術(shù)取得革命性突破后,非傳統(tǒng)天然氣的產(chǎn)量猛增及其較低的成本對傳統(tǒng)天然氣市場結(jié)構(gòu)造成了巨大沖擊。供大于求成為國際天然氣市場的主導(dǎo)格局,由此造成的價格下跌迫使許多天然氣出口國增加產(chǎn)量以保持盈利,但這又造成了更大的價格壓力,同時也抑制了對新天然氣項目投資的增長,威脅到長期的供應(yīng)安全。國際能源機(jī)構(gòu)當(dāng)時據(jù)此認(rèn)為,未來幾年全球天然氣供應(yīng)將出現(xiàn)過剩。天然氣的“黃金時期”還將受到市場機(jī)制的考驗。雖然目前由俄羅斯、伊朗和卡塔爾等天然氣生產(chǎn)國組

32、成的“天然氣出口國論壇”還只是一個成員國互通信息的平臺,要轉(zhuǎn)變成類似石油輸出國組織那樣的政策制定和調(diào)整機(jī)構(gòu)難度頗大,但天然氣出口國主動建立未來天然氣市場機(jī)制,將天然氣價格與石油價格掛鉤,甚至能夠像石油輸出國組織那樣通過產(chǎn)量調(diào)整控制天然氣價格走勢的追求不會輕易放棄。另一方面,頁巖氣開采技術(shù)的革命使美國對天然氣進(jìn)口的需求大幅下降,也使美國能源政策的回旋余地大幅增加,迅速成為參與建立國際天然氣市場機(jī)制的重要力量。未來幾十年,這些力量的交會點可能就是國際天然氣交易市場的主導(dǎo)權(quán)和天然氣交易價格的定價權(quán),而這場較量的結(jié)果也將影響天然氣“黃金時期”的走向。此外,還有一個重要的因素將會影響天然氣的“黃金時期”

33、,那就是氣候變化。天然氣雖然是一種比煤炭和石油更清潔的能源,但它與石油一樣同屬化石能源,燃燒后將排放大量導(dǎo)致全球變暖的溫室氣體。因此,如果天然氣消費量增長伴隨著碳排放負(fù)擔(dān)的增加,必將引起全球關(guān)注,并抑制天然氣需求的增長。目前來看,德國、瑞士等歐洲宣布放棄核電發(fā)展的國家大力發(fā)展可再生能源的目標(biāo)并不僅僅是完全替代核能,未來也將部分替代包括天然氣在內(nèi)的化石能源。(天工摘編自經(jīng)濟(jì)日報·88·天然氣工業(yè)2011年6月t e d b a s e d o n t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f f r a c t u r e d r e s e

34、 r v o i r s .I n c o m b i n a t i o n w i t h t h e t r a d i t i o n a l w e l l c o n t r o l t e c h n o l o g y ,a p h y s i c a l m o d e l f o r t h e w e l l b o r e i n f r a c t u r e d r e s e r v o i r s w a s t h e n s e t u p ,i l l u s t r a t i n g t h e w e l l c o n t r o l p r i

35、n c i p l e s f o r s u c h a r e s e r v o i r a n d d e v e l o p i n g t h e c o r r e s p o n d i n g w e l l c o n t r o l t e c h n o l o g y .T h i s t e c h n o l o g y c a n n o t o n l y a v o i d d o w n h o l e p r o b l e m s ,s h o r t e n t h e d r i l l i n g c y c l e ,b u t a l s o

36、 i m p r o v e t h e s u c c e s s r a t i o o f w e l l k i l l i n g ,r e d u c e d r i l l i n g f l u i d c o n s u m p t i o n a n d d r i l l i n g c o s t .T h i s s p e c i a l w e l l c o n t r o l t e c h n o l o g y ,d i f f e r e n t f r o m t h e t r a d i t i o n a l o n e ,i s p r o v

37、 e d t o b e a p p l i c a b l e f o r t h e f r a c t u r e d r e s e r v o i r s ,p r o v i d i n g a f e a s i b l e t e c h n i c a l m e a n s f o r w e l l c o n t r o l i n c a r b o n a t e r e s e r v o i r s i n t h e m i d d l e T a r i m B a s i n ,s o -c a l l e d T a z h o n g a r e a

38、.K e y w o r d s :f r a c t u r e d ,r e s e r v o i r ,w e l l c o n t r o l t h e o r y ,w e l l c o n t r o l t e c h n o l o g y ,s a f e t y ,T a r i mb a s i n ,c a r b o n a t e r o c k D O I :10.3787/j.A d d :N o .18,X i n d u A v e n u e ,X i n d u D i s t r i c t ,C h e n g d u ,S i c h u

39、a n 610500,P .R.C h i n a T e l :+86-28-83033920E -m a i l :l i u h u i x i n s w pu .e d u .c n A d a p t a b i l i t y o f t h e m e a s u r e m e n t -w h i l e -d r i l l i n g e q u i p m e n t i n u l t r a -d e e p w e l l s L i W e n k a i ,L a n K a i ,S u n Y u g o n g(D r i l l i n g E n

40、g i n e e r i n g T e c h n o l o g y I n s t i t u t e ,Z h o n g y u a n P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n B u r e a u ,S i n o p e c ,P u y a n g ,H e n a n 457001,C h i n a N A T U R.G A S I N D.V O L U M E 31,I S S U E 6,p p .81-84,6/25/2011.(I S S N 1000-0976;I n C h i n e s e A b s t r

41、a c t :W i t h t h e e x p l o r a t i o n o f d e e p -b u r i e d r e s e r v o i r s ,t h e n u m b e r o f u l t r a -d e e p w e l l s w i t h t h e d e p t h l a r g e r t h a n 6000o r 7000m i s g r a d u a l l y i n c r e a s i n g .B e c a u s e o f t h e i n c r e a s e o f v e r t i c a l

42、 d e p t h ,t h e m e a s u r e m e n t -w h i l e -d r i l l i n g (MWD e q u i p m e n t o f t e n h a s t o w o r k u n d e r m u c h h i g h e r t e m p e r a t u r e a n d h i g h e r p r e s s u r e .O n t h e o t h e r h a n d ,m u d p u l s e s i g n a l s m u s t t r a n s m i t e v e n l o

43、 n g e r d i s t a n c e i n v i s c o u s d r i l l i n g f l u i d s t h a t c a n g e n e r a t e m u c h m o r e a t t e n u a t i o n ,t h e MWD e q u i p m e n t c a n n o t g a i n e f f e c t i v e s i g n a l s i n s o m e c a s e s .T h e p e r f o r m a n c e o f d i f f e r e n t MWD e q

44、 u i p m e n t i n u l t r a -d e e p w e l l s i s p r e s e n t e d b a s e d o n s e v e r a l c a s e s t u d i e s .T h r o u g h p r a c t i c e s i n m a n y f i e l d s o f t h e n o r t h e a s t e r n S i c h u a n B a s i n ,p r i n c i p l e s t o c h o o s e s u i t a b l e MWD e q u i

45、p m e n t f o r d i f f e r e n t w e l l d e p t h s a n d t e m p e r a -t u r e s a r e s u m m a r i z e d .(1F o r w e l l s w i t h t h e t o t a l v e r t i c a l d e p t h w i t h i n 5000m ,m a n y k i n d s o f MWD c a n b e u s e d .(2F o r w e l l s w i t h t h e t o t a l v e r t i c a

46、l d e p t h o f 5000-6000m ,i f t h e B H T i s n o t o v e r 130a n d t h e d y n a m i c c i r c u l a t i o n B H P i s n o t o v e r 17000p s i (a b o u t 117M P a ,t h e HA L L I B U R T O N 's MWD c a n b e u s e d d u e t o i t s h i g h s t a b i l i t y ,b u t i f f o r m u c h h i g h e r B H T a n d c i r c u l a t i o n B H P ,t h e B A K E R HU G H E S 'MWD o r t h e G E 's G E O L I N K MWD c a n b e u s e d a n d b o t h c a n b e r e c o m m e