注热及CO 2 /N 2 置换开采天然气水合物实验研究
发布时间：2021-07-01 09:16
注热开采法与置换开采法均为开采天然气水合物的常用方法。但是由于传统研究中注热开采多为向水合物层内注入热水等热流体,注热量不易定量并且热量损失较多、能量利用率低,而置换法则存在甲烷置换回收率低的问题。因此本文提出利用多次脉冲注热提高甲烷置换回收率的方法,并在研究注热联合置换法开采水合物之前对水合物的注热产气过程进行了探究。本文利用电热棒向水合物层注热从而对注热量实现较为精准的控制,探究不同压力条件下不同功率注热时水合物分解产气规律。结果表明注热功率越大平均产气速率越快,6 MPa以100 W功率注热甲烷产气速率最快,为0.0135 mol/min。在以较低的功率注热时,将压力由6 MPa降为3 MPa可以明显提高产气速率,3 MPa时以20 W功率注热甲烷产气速率为0.0031 mol/min,而6 MPa时这一数值为0.0025 mol/min。实验过程能量利用率仍然较低,20 W注热时最大,约31%,能源投资回报比约为4.3。注热前降压可以在一定程度上提高水合物注热开采过程中的能量利用率及能源投资回报比,且在低功率注热时作用较为显著。以20 W注热时降压使能量利用率由31%提升到46...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物笼型晶穴结构示意图
图 1-2 水合物晶胞结构示意图[7]Figure 1-2 Schematic diagram of hydrate cell structure[7] 1-2 可知，Ⅰ型水合物为体心立方型的晶胞结构，每个晶胞由两个小组成，其中小孔穴是十二个五边形构成的十二面体（512，平均孔穴直则是由十二个五边形和两个六边形共同构成（51262，平均孔穴直径 为面心立方型的晶胞结构，每个晶胞由十六个小孔穴和八个大孔穴穴是十六个五边形构成（516，平均孔穴直径 3.91 ），可以看到Ⅱ型水略小于Ⅰ型水合物。大孔穴是十二个五边形和四个六边形共同构成径 4.73 ）；H 型水合物为简单六方型晶胞结构，每个晶胞由三种不同其中三个十六面体小孔穴（516，平均孔穴直径 3.91 ），两个十二面平均孔穴直径 4.04 ），一个二十面体大孔穴（51268，平均孔穴直生成哪种结构的水合物则主要是由客体分子的直径和生成阶段的温压，在一般情况下天然气水合物是Ⅰ型晶胞结构。
（a）陆地冻土水合物存在范围 （b）海底水合物存在范围图 1-3 自然界天然气水合物存在相图[11]Figure 1-3 Phase equilibrium diagram of natural gas hydrate[11]然气水合物的分布与储量气水合物在地球上的储量十分巨大，并且分布广泛。根据可靠资料证实多达 230 处地区直接或间接的存在天然气水合物（图 1-4）[14]合物分布并不均匀，受到特定地质构造的影响，97%的水合物散布区，只有大约 3%埋藏在陆地冻土区[12]。现阶段受到关注程度较高海海域、冲绳海域、日本海、白令海、墨西哥湾、中美海槽、加勒比
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海神狐海域天然气水合物降压开采过程中储层的稳定性[J]. 万义钊,吴能友,胡高伟,辛欣,金光荣,刘昌岭,陈强. 天然气工业. 2018(04)
[2]2017年我国天然气发展形势与政策分析及2018年展望[J]. 杨光,刘小丽. 中国能源. 2018(01)
[3]热力学抑制剂与CO2同注开采天然气水合物的实验研究[J]. Khlebnikov V.N.,Gushchin P.A.,Antonov S.V.,Mishin A.S.,梁萌,Khamidullina I.V.,Zobov P.M.,Likhacheva N.V.,Semenov A.P.,Vinokurov V.A.. 天然气工业. 2017(12)
[4]日本南海海槽天然气水合物取样调查与成功试采[J]. 左汝强,李艺. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(12)
[5]加拿大Mallik陆域永冻带天然气水合物成功试采回顾[J]. 左汝强,李艺. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(08)
[6]全球主要国家水合物探采计划与研究进展[J]. 王力峰,付少英,梁金强,尚久靖,王静丽. 中国地质. 2017(03)
[7]海洋天然气水合物形成及分解过程研究现状[J]. 蒋乐乐,汤思瑶,陈琉欣,周亿,唐向春. 广州化工. 2017(01)
[8]麦索亚哈气田天然气水合物的开发[J]. 邵明娟,张炜,吴西顺,孙张涛. 国土资源情报. 2016(12)
[9]天然气水合物开采三维实验模拟技术研究[J]. 周守为,李清平,陈伟,付强. 中国海上油气. 2016(02)
[10]天然气水合物资源勘探与试采技术研究现状与发展战略[J]. 付强,周守为,李清平. 中国工程科学. 2015(09)
博士论文
[1]水合物开采过程气—水运移及颗粒聚集机理研究[D]. 王盛龙.大连理工大学 2018
[2]天然气水合物开采模拟与能效分析[D]. 杨圣文.华南理工大学 2013
[3]基于水合物技术的模拟电厂烟气中二氧化碳捕获研究[D]. 李士凤.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]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[D]. 操原.华南理工大学 2018
[2]CO2+N2混合气置换开采天然气水合物实验研究及过程模拟[D]. 王曦.华南理工大学 2017
本文编号：3258865
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物笼型晶穴结构示意图
图 1-2 水合物晶胞结构示意图[7]Figure 1-2 Schematic diagram of hydrate cell structure[7] 1-2 可知，Ⅰ型水合物为体心立方型的晶胞结构，每个晶胞由两个小组成，其中小孔穴是十二个五边形构成的十二面体（512，平均孔穴直则是由十二个五边形和两个六边形共同构成（51262，平均孔穴直径 为面心立方型的晶胞结构，每个晶胞由十六个小孔穴和八个大孔穴穴是十六个五边形构成（516，平均孔穴直径 3.91 ），可以看到Ⅱ型水略小于Ⅰ型水合物。大孔穴是十二个五边形和四个六边形共同构成径 4.73 ）；H 型水合物为简单六方型晶胞结构，每个晶胞由三种不同其中三个十六面体小孔穴（516，平均孔穴直径 3.91 ），两个十二面平均孔穴直径 4.04 ），一个二十面体大孔穴（51268，平均孔穴直生成哪种结构的水合物则主要是由客体分子的直径和生成阶段的温压，在一般情况下天然气水合物是Ⅰ型晶胞结构。
（a）陆地冻土水合物存在范围 （b）海底水合物存在范围图 1-3 自然界天然气水合物存在相图[11]Figure 1-3 Phase equilibrium diagram of natural gas hydrate[11]然气水合物的分布与储量气水合物在地球上的储量十分巨大，并且分布广泛。根据可靠资料证实多达 230 处地区直接或间接的存在天然气水合物（图 1-4）[14]合物分布并不均匀，受到特定地质构造的影响，97%的水合物散布区，只有大约 3%埋藏在陆地冻土区[12]。现阶段受到关注程度较高海海域、冲绳海域、日本海、白令海、墨西哥湾、中美海槽、加勒比
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海神狐海域天然气水合物降压开采过程中储层的稳定性[J]. 万义钊,吴能友,胡高伟,辛欣,金光荣,刘昌岭,陈强. 天然气工业. 2018(04)
[2]2017年我国天然气发展形势与政策分析及2018年展望[J]. 杨光,刘小丽. 中国能源. 2018(01)
[3]热力学抑制剂与CO2同注开采天然气水合物的实验研究[J]. Khlebnikov V.N.,Gushchin P.A.,Antonov S.V.,Mishin A.S.,梁萌,Khamidullina I.V.,Zobov P.M.,Likhacheva N.V.,Semenov A.P.,Vinokurov V.A.. 天然气工业. 2017(12)
[4]日本南海海槽天然气水合物取样调查与成功试采[J]. 左汝强,李艺. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(12)
[5]加拿大Mallik陆域永冻带天然气水合物成功试采回顾[J]. 左汝强,李艺. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2017(08)
[6]全球主要国家水合物探采计划与研究进展[J]. 王力峰,付少英,梁金强,尚久靖,王静丽. 中国地质. 2017(03)
[7]海洋天然气水合物形成及分解过程研究现状[J]. 蒋乐乐,汤思瑶,陈琉欣,周亿,唐向春. 广州化工. 2017(01)
[8]麦索亚哈气田天然气水合物的开发[J]. 邵明娟,张炜,吴西顺,孙张涛. 国土资源情报. 2016(12)
[9]天然气水合物开采三维实验模拟技术研究[J]. 周守为,李清平,陈伟,付强. 中国海上油气. 2016(02)
[10]天然气水合物资源勘探与试采技术研究现状与发展战略[J]. 付强,周守为,李清平. 中国工程科学. 2015(09)
博士论文
[1]水合物开采过程气—水运移及颗粒聚集机理研究[D]. 王盛龙.大连理工大学 2018
[2]天然气水合物开采模拟与能效分析[D]. 杨圣文.华南理工大学 2013
[3]基于水合物技术的模拟电厂烟气中二氧化碳捕获研究[D]. 李士凤.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]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[D]. 操原.华南理工大学 2018
[2]CO2+N2混合气置换开采天然气水合物实验研究及过程模拟[D]. 王曦.华南理工大学 2017
本文编号：3258865
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