二氧化碳与氮气混合气辅热联合置换开采天然气水合物实验研究

发布时间：2020-05-16 02:08

【摘要】：注CO_2置换法目前被认为是一种最有发展前景的水合物开采技术,既能开发天然气又能以固态水合物形式封存温室气体,同时也不会破坏地层的稳定性。但纯CO_2来源少,电厂烟气的主要成分为CO_2+N_2混合气,如果可以使用热烟气开采,即烟气辅热联合开采,既能降低原料成本,提升采出率,又可实现CO_2封存。因此,本文利用模拟电厂烟气——CO_2+N_2混合气作为置换气源与辅热联合进行水合物开采研究,探讨联合开采工艺参数的影响、甲烷回收率及能耗。本文选用石英砂+冰粉体系模拟地层条件下,实验研究了开采温度在1~14℃、开采压力在8~14 MPa条件下,53%CO_2+47%N_2混合气辅热联合置换开采甲烷水合物过程。结果表明开采温度为1~14℃、开采压力8~14MPa,注水体积为20ml、注水温度为20℃~60℃,甲烷回收率随着开采压力、开采温度、注水温度的升高而升高。在开采温度为1℃、注水温度为60℃,开采压力为14MPa下,甲烷回收率高达91.6%。论文通过研究1~14℃的甲烷水合物热解实验,分析了混合气辅热联合置换开采甲烷水合物的开采机制,设计了混合气辅热联合置换开采甲烷水合物和混合气直接置换开采甲烷水合物的两种方案。利用Aspen软件模拟计算了在开采温度为1~12℃、开采压力范围为3~16MPa条件下,两种方案的物料和能耗分析,分析结果表明:在1℃、6MPa下,两者的能耗均达到最低,53%CO_2+47%N_2混合气辅热联合置换开采下的单位能耗为0.59kWh/Kg-CH_4;53%CO_2+47%N_2混合气置换开采下的单位能耗为0.66kWh/Kg-CH_4。辅热联合开采能效值为18.49~24.44,置换开采能效值为14.81~22.25。因此,联合开采的能效高于置换开采的能效。
【图文】：

华南理工大学硕士学位论文体(甲烷)[11]。然气水合物开采技术气水合物开采技术主要包括降压法、注抑制剂法以及注热法。由于天然气的温压的稳定性，开采技术需要以储层的 P-T 图作为参考。如图 1-1 所示水合物的方法主要是通过升高储层的温度或者降低储层的压力使水合物向分解区移动。

的水合物接触，使水合物分解产生的甲烷气使系统内压力上升。0 20 40 60 80 100 120 140 160-10-50510158MPa12MPa14MPaT/℃t / h图 2-2 开采温度为 1℃，，53%CO2+47%N2联合开采过程温度随时间的变化 2-2 Temperature change during CH4production by 53%CO2+47%N2combinedat different pressures and 1℃
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE37

【参考文献】

相关博士学位论文 前2条

1 杨圣文;天然气水合物开采模拟与能效分析[D];华南理工大学;2013年

2 李士凤;基于水合物技术的模拟电厂烟气中二氧化碳捕获研究[D];大连理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前1条

1 王曦;CO_2+N_2混合气置换开采天然气水合物实验研究及过程模拟[D];华南理工大学;2017年

本文编号：2665984