天然气水合物注热开采热前缘传热方式探讨
本文选题:天然气水合物 + 注热开采 ; 参考:《天然气工业》2017年12期
【摘要】:为了探讨注热开采天然气水合物(以下简称水合物)过程中控制热前缘移动的主要传热方式、判别目前大多数解析模型只考虑热传导而忽略热对流影响的处理方式是否合理,在室内进行了注热开采水合物实验,并将所得结果与Selim解析模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:(1)热前缘推进速度随注热水速度的增大而增大,而随注热水温度的升高则变化不大,说明热对流是促进热前缘移动和水合物分解的关键因素;(2)在同等条件下,实验测定的热前缘移动速率是上述模型计算结果的10倍左右,结果差异如此之大主要是因为后者仅考虑了热传导传热方式;(3)计算得到注热开采水合物过程由热传导传递的热流量仅占总热流量的6.04%,而通过热对流传递的热流量则占总热流量的93.96%,通过热对流传递的热流量是通过热传导传递的热流量的15.56倍。结论认为,热对流是控制注热开采水合物热前缘移动的主要传热方式,目前大多数解析模型只考虑热传导这一种传热方式而忽略热对流影响的处理方式是不合理的,应同时考虑热对流、热传导两种传热方式才符合实际情况。
[Abstract]:In order to study the main heat transfer mode of controlling the heat front movement in the process of gas hydrate extraction by injecting heat, the paper judges whether it is reasonable for most analytical models to only consider heat conduction and ignore the influence of thermal convection at present. Experiments of gas hydrate extraction with heat injection were carried out in laboratory, and the results were compared with those calculated by Selim analytical model. The results show that the advance velocity of the thermal front increases with the increase of the velocity of hot water injection, but not with the increase of the temperature of the hot water injection, indicating that thermal convection is the key factor to promote the movement of thermal front and the decomposition of hydrates. The experimental results show that the moving rate of the thermal front is about 10 times that of the above model. The difference is mainly due to the fact that the latter only takes into account the heat conduction and heat transfer mode / heat transfer. The heat flux transferred by heat conduction in hydrate extraction process is only 6.04% of the total heat flux, while the heat flow rate transmitted by heat convection is only 6.04% of the total heat flux. It accounts for 93.96% of the total heat flux and 15.56 times of the heat flux transmitted by heat convection. The conclusion is that thermal convection is the main heat transfer mode to control the thermal front movement of hydrates. At present, most analytical models only consider heat conduction as a heat transfer mode and ignore the heat convection effect. Heat convection should be considered at the same time.
【作者单位】: 中国石油大学(华东)石油工程学院;
【基金】:国家重点研发计划项目“海洋天然气水合物试采技术和工艺”子课题“海洋水合物钻完井及安全监测技术”(编号:2016YFC0304005) 国家自然科学基金项目“天然气水合物藏注热开采可行性研究”(编号:51274227)
【分类号】:TE377
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,本文编号:1805777
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