天然气水合物注热水分解径向数学模型.pdfVIP

第27卷第5期 高 校 化 学 工 程 学 报 NO．5 Vb1．27 2013 年 l0月 JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversities Oct． 2Ol3 文章编号：1003-9015(2013)05．0761—06 天然气水合物注热水分解径向数学模型 李明川 ，樊栓狮 (1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东 青岛 266580； 2．华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州 510640) 摘 要：在一半无限大区域水合物分解过程描述基础上，建立了Stefan移动边界径向拟稳定传热数学模型，利用Paterson 指数积分函数求解了分解带和水合物带的温度精确解，结合 Deaton方法和Clausius—Clapeyron分解热方程确定水合物 分解前缘位置。对一给定物性参数的稳定水合物储层例子进行计算，得出了水合物径向分解规律：随着径向距离增加 温度急剧下降到分解温度 8．416℃，再降到储层温度 5_33℃，分解前缘位置变化趋势变缓；随着时间增加温度从 5_33 ℃缓慢上升到8．416~C后急剧上升，时间足够长接近注入热水温度 100℃；随着时间增加径向半径增加趋势减缓，分解 时间到 l50d时80～100℃温度变化为 27-3℃，100～150℃温度变化为49-3℃。 关键词：天然气水合物；Stefan移动边界；径向数学模型；分解前缘 中图分类号：TE09 文献标识码：A DOh 10．3969~．issn．1003—9015．2013．05．006 RadialM athematicalM odelforHot ，矗terDissociationFrontalBrim of NaturalGasHydrates LIM ing—chuan， FAN Shuan—shi (1．SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPertoleum(EastChina)，Qingdao266580，China 2．SchoolofChemistryandChemicalEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640，China) Abstract： Basedonthedescriptionofdissociationprocessofnaturalgashydrateinasemii‘nfinitezone，a radialpseudo—stationary mathematicalmodelofheattransferwasbuiltwith Stefan moving boundary,and accuratesolutionoftemperatureappliedindissociationzoneandnaturalgashydratezonewascalculatedby usingPatersonmethodofexponentialintegralfunction．Inaddition，thelocationofdissociationrfontalbrim of naturalgashyrdatewas determined by combining Deaton method with Clausius—Clapeyron equation for decompositionheat．Radialdissociation lawsofnaturalgashyrdatewereobtainedthroughanexampleofa steadyhydratereservoirwhosephysicalparametersareknown：withtheincreasingofradia