水合物生成分解过程相分辨和渗流特性研究

发布时间：2017-12-12 20:18

本文关键词：水合物生成分解过程相分辨和渗流特性研究

【摘要】：天然气水合物凭借其储量丰富、分布广泛等优点进入科学家的视野,并被称为21世纪可替代传统化石能源的新能源之一。而天然气水合物的生成与分解过程中所涉及的相分辨及渗流特性是水合物开采研究的基础,因此,本研究利用核磁共振成像(MRI)和计算机断层成像(CT)两种可视化手段,对于水合物的生成过程进行观察,对于水合物与水溶液的相分辨特性进行研究,对于水合物相存在后气水两相相对流动的运移规律进行探讨。利用MRI实验系统,进行了含油、水多孔介质内水合物的生成过程研究,对水合物生成过程中核磁弛豫时间T1、T2变化进行了讨论。以二氧化碳(CO2)水合物作为研究对象,发现含油情况T1和T2值明显小于不含油情况。随着残余水饱和度逐渐降低,弛豫率1/T1、1/T2分别呈线性和指数增加,这与BT模型中表面弛豫机制的影响规律是一致的。利用CT实验系统,进行了水合物和水溶液两相分辨研究。以四氢呋喃水合物(THF)水合物作为研究对象,发现造影剂KI的分辨效果要远好于NaCl。随着浓度的增加KI的分辨效果先增加后减小,分辨效果最好时对应的KI的浓度为6%。可见通过CT系统并借助造影剂可以成功将水合物相和水相分开,并可以动态直观观察到水合物分解时边界曲线的变化以及在CT图像中水合物区域面积的变化情况,并可以利用阈值法进行分解过程中THF水合物饱和度的计算。利用MRI实验系统,进行了不同水合物饱和度条件下气水两相相对流动研究。以THF水合物作为研究对象,发现随着流动的进行,气水流动过程中存在驱替前缘的推进过程。随着前缘推进,残余水饱和度逐渐下降,当前缘通过模型后,残余水的分布不再变化。使用Goodfield等人提出的流动模型进行分析计算,发现气水两相的局部达西相速度均分为三个部分,最左端为气体前缘通过的部分,中间为气体前缘所在部分,最右端为气体前缘没有通过的部分。随着模型中残余水饱和度的增加,发现不同THF水合物饱和度下毛细管力变化率均为先增加后减小,粘滞力的数值逐渐减小,重力逆流函数先增大后减小。而沿着流动方向,气相相对渗透率逐渐增大,水相相对渗透率逐渐减小。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE31

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 朱华银,周娟,万玉金,黄立信;多孔介质中气水渗流的微观机理研究[J];石油实验地质;2004年06期

2 樊栓狮,梁德青,陈勇;天然气水合物资源开发现状及前景[J];现代化工;2003年09期

3 龚国波;孙伯勤;刘买利;叶朝辉;高秉钧;;岩心孔隙介质中流体的核磁共振弛豫[J];波谱学杂志;2006年03期

4 支银芳;陈家军;杨周喜;郑冰;杨官光;;多孔介质两相系统毛细压力与饱和度关系试验研究[J];水科学进展;2007年02期

5 蒋观利;吴青柏;蒲毅彬;邢莉莉;;甲烷水合物形成过程的CT识别原理和成像特征[J];天然气地球科学;2005年06期

6 肖杨;刘道平;谢应明;樊燕;钟栋梁;;二氧化碳水合物最新研究进展[J];天然气地球科学;2007年04期

7 蒲毅彬,邢莉莉,吴青柏,邓友生;天然气水合物CT实验方法初步研究[J];CT理论与应用研究;2005年02期

8 蒲毅彬;吴青柏;蒋观利;;封闭系统中多孔介质甲烷水合物的CT实验研究[J];地球科学进展;2007年04期

9 陈家军;尚光旭;杨官光;田亮;;多孔介质水油两相系统相对渗透率与饱和度关系试验研究[J];水科学进展;2009年02期

10 宋永臣;杨明军;刘瑜;;天然气水合物生成与分解实验检测技术进展[J];天然气工业;2008年08期