[发明专利]一种水合物浆液黏度的计算方法及装置

说明书

本发明提供了一种水合物浆液黏度的计算方法及装置，所述方法包含：获取水合物浆液在管道中流动出现水合物聚集体固体移动床的实验压降数据；根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值；将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据；将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值。

技术领域

本发明涉及流体计算领域，尤指一种水合物浆液黏度的计算方法及装置。

背景技术

水合物是一种由水分子和甲烷等客体分子在高压低温下所形成的非计量笼形晶体包络物。随着油气开发不断向深海发展，在油气水多相混输的海底集输系统中，极易引起水合物生成并引发冻堵等问题。传统水合物抑制方式，随着深海油气开发深度的增加，其技术局限性逐渐突出。以水合物浆液输送技术为核心的风险控制水合物的方式，逐渐被研究者所青睐。作为冷量存储较好的相变材料，水合物浆液作为制冷剂被制冷工业所关注。此外，在固体流化开采可燃冰矿藏的方式中，水合物将以浆液形式被管道输送至平台，使得对水合物浆液的研究得到了更为广泛的关注。

不论是应用在深水油气开发集输中风险控制水合物、还是作为制冷材料应用在循环制冷管路中、或者作为一种可燃冰开发方式以固态流化形式在管道中输送，水合物浆液黏度特性研究至关重要。通过环路开展水合物浆液流动获得其黏度特性并进行分析，相较于高压流变仪等搅拌设备更加贴近管道流动实际。若水合物浆液以较好的悬浮态在管道中流动，其黏度计算方法较为成熟，学界公认可借助Hagen-Poiseuille方程或者Rabinowitsh-Mooney方程反算水合物浆液黏度。但是，若水合物浆液在流动过程中出现了明显的固体移动床或静止沉积层，则上述方法不再适用。特别是当流动体系中水合物生成后，原有液相流动将变成更为复杂的固浆流动。要通过环路实验数据，准确计算水合物浆液黏度，需要考虑到水合物颗粒在水合物浆液流动过程中的聚并和剪切等作用所形成的水合物聚集体的相互作用，以及其是否出现移动床及静止沉积层等问题。而目前针对水合物浆液在管道中流动出现水合物聚集体固体移动床、沉积层的实验压降数据，来确定水合物浆液黏度的计算方法研究则较少。

发明内容

本发明目的在于提供一种在高压环道中水合物浆液流动出现水合物聚集体固体移动床、沉积层的实验压降数据的基础上，结合所建立的固浆流动模型，从而反算确定水合物浆液黏度的计算方法。

为达上述目的，本发明所提供的水合物浆液黏度的计算方法，具体包含：获取水合物浆液在管道中流动出现水合物聚集体固体移动床的实验压降数据；根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值；将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据；将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值。

本发明一实施例中，将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值还包含：当所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值超出所述预定阈值时，通过二分法调整所述水合物浆液黏度初值；根据调整后的所述水合物浆液黏度初值重新计算管道压降数据。

本发明一实施例中，根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值包含：根据爱因斯坦悬浮液黏度模型计算获得水合物浆液黏度初值：

上式中，μ_sl,0为水合物浆液黏度初值；μ_L为连续相黏度；C_sl为水合物浆液总颗粒浓度。

本发明一实施例中，将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据还包含：根据水合物浆液参数，计算获得所述水合物浆液的临界不淤速度；根据所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速计算得到管道压降数据。