气体水合物生成特性基础研究
发布时间：2021-09-19 17:46
当今世界能源短缺、环境恶化。人类共同面临的任务是寻找一种清洁高效的能源。被誉为21世纪新能源的天然气水合物具有分布广、储量大以及能量密度高和燃烧清洁等优点,研究天然气水合物的物性及开采技术具有重要的现实意义。本文针对目前水合物生成动力学研究不足的现状,搭建了实验室模拟多孔介质中水合物生成实验平台,在玻璃砂模拟的多孔介质中进行了Ⅰ型、Ⅱ型结构水合物的一次和二次生成实验,着重研究了水合物形成过程中诱导时间和饱和度的影响因素和变化规律,为相关的动力学研究提供可参考的实验数据和理论支持。实验结果显示Ⅰ型结构甲烷与二氧化碳水合物和Ⅱ型结构丙烷水合物在形成过程中都存在诱导期,并且甲烷与二氧化碳水合物的诱导时间和整个形成时间都随着玻璃砂粒径的减小而缩短。利用MRI进行的对比实验也表明了水合物的诱导时间随着生成压力、温度以及玻璃砂粒径的不同呈现规律性的变化。研究了多孔介质中水合物饱和度的确定与控制方法,可以通过调整气体体积和初始压力控制水合物生成饱和度。实验中还发现随着玻璃砂粒径的减小更容易形成高饱和度的水合物。在水合物生成实验的基础上进行了多孔介质中水合物二次生成实验。同一客体水合物二次（或多次）生...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物的单元结构
图1.2水合物藏在全世界的分布图Fig.1.2Sehematieshowingthedistributionofhydrateontheearth1.1.3水合物的国内外研究概况从上世纪30年代在远东地区输气管道内第一次发现天然气水合物到70年代初，苏联科研人员充分论证了水合物减的自然形成条件。直到麦索亚哈气田被成功发现之后，各国科学家和政府才开始关注水合物的商业价值。从上世纪60至90年代，世界上主要的发达国家(苏联、美国、日本、加拿大、德国)相继开始了对天然气水合物商用前景的勘探与开发研究[’2一’5」。从能源战略安全出发，制定切实可行的近期和长远的能源发展计划与规划。作为开展海洋天然气水合物调查最早的国家一美国早在1970年就在在布莱克海台实施了DSDP计划，并有效探测了水合物的存在。1979年美国借助深海钻探计划和大洋钻探计划，绘制了全美天然气矿床的位置图。1981年，美国投入制订了天然气水合物十年研究计划。1995年，美国借助ODP在大西洋西部布莱克海台实施了一系列深海钻探，探明天然气水合物资源量为180亿吨油当量，并首次证明天然气水合物的广泛分布，
图1.4三种开采方法示意图Fig.l.4SehematiediagramofthreedifferenrmethodsofProduetionofgashydrate(4)其它方法除以上常规方法外，还有置换法、直接开采法等。置换法是指用天然气与其它水合物生成气之间平衡条件的差别，在适宜的压力下注入较易生成水合物的气体如二氧化碳等，与天然气水合物接触并达到气一固平衡，使水合物中的部分天然气组分(甲烷)释放出来，而二氧化碳通过表面扩散作用进入水合物相。整个置换过程水合物几乎不分解。因此不影响储层的力学稳定性。这种方法的另一个优点是在采出天然气的同时将二氧化碳等温室气体埋藏于地下，减少空气中二氧化碳含量，从而减小温室效应。但其面临的主要问题是反应速率慢，置换率很低。而直接开采法是指在使用特殊设备直接开采水合物岩层，在保温下用轮船将其运至陆地再分解，做进一步处理。这种方案的可行性很低。基于天然气水合物矿藏组分的多样性，采用某种单一技术方法开采水合物并不理
【参考文献】：
期刊论文
[1]水合物模拟实验装置的对比研究[J]. 杨明军,宋永臣,刘瑜. 天然气化工（C1化学与化工）. 2009(05)
[2]泥质岩和砂岩渗透率特征及其影响因素初步分析[J]. 郭琴,张金功,王永诗,郝雪峰. 兰州大学学报(自然科学版). 2008(S1)
[3]多孔介质中气体水合物的成核研究[J]. 陈强,刘昌岭,业渝光,刁少波,张剑. 石油学报(石油加工). 2008(03)
[4]二氧化碳压力对甲烷水合物置换速率的影响[J]. 周薇,樊栓狮,梁德青,李栋梁,唐翠萍,田根林. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(03)
[5]二氧化碳置换法开发天然气水合物的实验研究[J]. 王金宝,郭绪强,陈光进,李遵照,杨兰英. 高校化学工程学报. 2007(04)
[6]促进天然气水合物生成的研究进展[J]. 李燕,诸林,朱天阁,薛江波. 西南石油大学学报. 2007(S1)
[7]高含CO2水合物生成条件模拟与预测研究[J]. 惠健,刘建仪,叶长青,孙良田,李士伦. 西南石油大学学报. 2007(02)
[8]甲烷水合物在冰粉石英砂混合物中的生成过程[J]. 黄雯,樊栓狮,李栋梁,彭浩,梁德青. 武汉理工大学学报. 2007(03)
[9]多孔介质中冰成天然气水合物形成实验研究[J]. 李明川,樊栓狮. 海洋石油. 2007(01)
[10]多孔介质对天然气水合物形成的影响[J]. 李明川,樊栓狮,赵金洲. 石油物探. 2007(01)
博士论文
[1]原位条件下水合物形成与分解研究[D]. 杨明军.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]天然气水合物生成机理和热力学模型研究[D]. 刘志安.中国石油大学 2007
本文编号：3402061
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物的单元结构
图1.2水合物藏在全世界的分布图Fig.1.2Sehematieshowingthedistributionofhydrateontheearth1.1.3水合物的国内外研究概况从上世纪30年代在远东地区输气管道内第一次发现天然气水合物到70年代初，苏联科研人员充分论证了水合物减的自然形成条件。直到麦索亚哈气田被成功发现之后，各国科学家和政府才开始关注水合物的商业价值。从上世纪60至90年代，世界上主要的发达国家(苏联、美国、日本、加拿大、德国)相继开始了对天然气水合物商用前景的勘探与开发研究[’2一’5」。从能源战略安全出发，制定切实可行的近期和长远的能源发展计划与规划。作为开展海洋天然气水合物调查最早的国家一美国早在1970年就在在布莱克海台实施了DSDP计划，并有效探测了水合物的存在。1979年美国借助深海钻探计划和大洋钻探计划，绘制了全美天然气矿床的位置图。1981年，美国投入制订了天然气水合物十年研究计划。1995年，美国借助ODP在大西洋西部布莱克海台实施了一系列深海钻探，探明天然气水合物资源量为180亿吨油当量，并首次证明天然气水合物的广泛分布，
图1.4三种开采方法示意图Fig.l.4SehematiediagramofthreedifferenrmethodsofProduetionofgashydrate(4)其它方法除以上常规方法外，还有置换法、直接开采法等。置换法是指用天然气与其它水合物生成气之间平衡条件的差别，在适宜的压力下注入较易生成水合物的气体如二氧化碳等，与天然气水合物接触并达到气一固平衡，使水合物中的部分天然气组分(甲烷)释放出来，而二氧化碳通过表面扩散作用进入水合物相。整个置换过程水合物几乎不分解。因此不影响储层的力学稳定性。这种方法的另一个优点是在采出天然气的同时将二氧化碳等温室气体埋藏于地下，减少空气中二氧化碳含量，从而减小温室效应。但其面临的主要问题是反应速率慢，置换率很低。而直接开采法是指在使用特殊设备直接开采水合物岩层，在保温下用轮船将其运至陆地再分解，做进一步处理。这种方案的可行性很低。基于天然气水合物矿藏组分的多样性，采用某种单一技术方法开采水合物并不理
【参考文献】：
期刊论文
[1]水合物模拟实验装置的对比研究[J]. 杨明军,宋永臣,刘瑜. 天然气化工（C1化学与化工）. 2009(05)
[2]泥质岩和砂岩渗透率特征及其影响因素初步分析[J]. 郭琴,张金功,王永诗,郝雪峰. 兰州大学学报(自然科学版). 2008(S1)
[3]多孔介质中气体水合物的成核研究[J]. 陈强,刘昌岭,业渝光,刁少波,张剑. 石油学报(石油加工). 2008(03)
[4]二氧化碳压力对甲烷水合物置换速率的影响[J]. 周薇,樊栓狮,梁德青,李栋梁,唐翠萍,田根林. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(03)
[5]二氧化碳置换法开发天然气水合物的实验研究[J]. 王金宝,郭绪强,陈光进,李遵照,杨兰英. 高校化学工程学报. 2007(04)
[6]促进天然气水合物生成的研究进展[J]. 李燕,诸林,朱天阁,薛江波. 西南石油大学学报. 2007(S1)
[7]高含CO2水合物生成条件模拟与预测研究[J]. 惠健,刘建仪,叶长青,孙良田,李士伦. 西南石油大学学报. 2007(02)
[8]甲烷水合物在冰粉石英砂混合物中的生成过程[J]. 黄雯,樊栓狮,李栋梁,彭浩,梁德青. 武汉理工大学学报. 2007(03)
[9]多孔介质中冰成天然气水合物形成实验研究[J]. 李明川,樊栓狮. 海洋石油. 2007(01)
[10]多孔介质对天然气水合物形成的影响[J]. 李明川,樊栓狮,赵金洲. 石油物探. 2007(01)
博士论文
[1]原位条件下水合物形成与分解研究[D]. 杨明军.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]天然气水合物生成机理和热力学模型研究[D]. 刘志安.中国石油大学 2007
本文编号：3402061
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