[發明專利]一種高含CO2、H2S的天然氣中含水量的模擬測量裝置和方法

在審

• 申請號: 201910059904.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109781573A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 卞小強;宋一倫;王穎;王牧明;劉永兵
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N30/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 董路;王敏鋒

本發明公開了一種高含CO₂、H₂S的天然氣中含水量的模擬測量裝置和方法，該模擬裝置包括氣瓶、通氣干管、加壓泵、第一干燥管、恒溫飽和平衡池、除霧器、平衡閃蒸分離器、第二干燥管、氣體流量計和氣相色譜儀，通氣干管入口與氣瓶連接，加壓泵、第一干燥管、恒溫飽和平衡池、除霧器、平衡閃蒸分離器、第二干燥管和氣體流量計沿通氣干管入口到出口的方向依次安裝于通氣干管上，氣相色譜儀與氣體流量計連接。該模擬裝置結構簡單，操作簡單，易于制作，制作成本低。該模擬方法依托于上述裝置，簡單易于操作，測量精度高。

技術領域

本發明涉及天然氣含水量檢測技術領域，具體涉及一種高含CO₂、H₂S的天然氣中含水量的模擬測量裝置和方法。

背景技術

隨著天然氣消費市場的日益增長，對高含CO₂、H₂S氣田的勘探開發逐漸提上日程。對于從礦場開采出來的含有CO₂、H₂S的天然氣，水分的存在會導致具有強腐蝕性的酸液形成，造成管線、設備、儀表的腐蝕，在一定條件下還會形成水合物堵塞管路、設備，影響平穩供氣。因此，在設計油氣加工裝置和管道系統時，需要知道天然氣中的含水量。

1987年，Karl等人基于氣體樣品中的水與卡爾費體試劑(吡陡/甲醇混合物)中碘和二氧化硫發生反應的原理，對天然氣飽和含水量進行了測定。

Berg在2005年首次提出了石英毛細管流量計的計算模型。次年，他對實驗的結果進行了補正，發現經過6項氣體修正之后，毛細管流量計測量黏度的不確定性更小。

2008年，Rushing等人開展了高溫高壓條件下天然氣中飽和含水量實驗測試，研究了CO₂對飽和含水量的影響。研究結果表明，隨著CO₂摩爾分數的增大，其最大飽和含水量逐漸增加。特別地，當CO₂摩爾分數從5％增加到20％時，最大飽和含水量從20％增加到40％。

2008年，楊芳等人應用吸收稱量法測定天然氣飽和含水量，并對該方法的準確度和重復性進行驗證，取得了較為滿意的測量結果。

2010年，Tabasinejad等人實測了水蒸汽在CH₄、N₂和CO₂中的溶解度，但實驗溫度相對較高(＞423K)。

2011年，Seo等人通過間接法實測了富含CO₂氣相中飽和含水量，但實驗過程受低溫低壓(＜294K、＜10.1MPa)條件的限制。

2011年，張龍曼等人利用可調二極管激光吸收光譜法測定了低溫低壓(＜273K、＜13.8MPa)條件下天然氣中飽和含水量，但天然氣中CO₂含量相對較低(＜5％)。

2012年，Chapoy等人開展了純CO₂中飽和含水量的實驗，但實驗溫度壓力較低(＜278K)且壓力僅為13.8MPa。

2012年，萬征平等人應用電解法對天然氣飽和含水量進行測定，制定了合理的儀器使用計劃以確定合理的儀器使用范圍。兙

2013年，Kim等人采用間接實驗方法測定了富CO₂相中飽和含水量，但受低溫(283-313K)和中低壓(＜20MPa)的限制。兙

近來，Springer以及Wang等人利用近紅外分光方法測定了富CO₂氣相中飽和含水量，并考慮了NaCl(或CaCl₂)的影響，但實驗壓力固定在9MPa、溫度低于373K，與含CO₂天然氣藏流體熱力學條件相差甚遠。兙

發明內容