不同类型甲烷水合物藏降压分解特性研究

发布时间：2017-06-09 07:11

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【摘要】：天然气水合物是一种笼形、非化学计量型化合物,俗称“可燃冰”。因其能源储量巨大而被认为是具有广阔应用前景的新型能源。因此,研发安全、高效的天然气水合物开采技术至关重要。降压法是具备高效性和经济性的天然气水合物开采方法,受到了广泛关注和研究。根据储层内气、水含量的差异可以将自然界中天然气水合物藏分为不同类型,相关水合物藏降压开采研究成果缺乏,因此针对不同类型天然气水合物藏开展系统的降压分解特性研究十分必要。本研究以不同类型的天然气水合物储藏为研究对象,以获得其分解特性为研究目的,研究了储层内不同气、水含量对天然气水合物降压分解特性的影响。开发了一套核磁共振成像(MRI)实验管路,并确定了满足本研究要求的实验流程。在玻璃砂模拟的多孔介质内原位生成甲烷水合物(MH),并通过注水方式获得不同气水饱和度水合物藏。通过利用MRI系统对天然气水合物生成与分解全程进行实时观测,获得相关数据及液态水分布图像,进而用来分析甲烷水合物的生成及不同气水饱和度下甲烷水合物的降压分解特性。本研究利用降压法开采不同气水饱和度的甲烷水合物储藏,获得相应参数特性。分别进行了四组不同背压下天然气水合物分解实验,以获取不同背压对甲烷水合物分解特性的影响。研究发现在气过量条件下,通过不同背压对水合物平均分解速率的影响发现,较大的压降会使得水合物加快分解；甲烷水合物在分解期间气体和液态水会发生移动,从而导致分解结束后多孔介质内液态水的分布不同于初始时水的分布。在低液态水饱和度条件下,甲烷水合物分解期间有部分液态水会流出岩心管,也就是说气体的产出会受到液态水的阻碍；并且甲烷水合物主要从液态水较多的区域开始分解,分解模式主要受到传热的影响；尽管较大的压降使得水合物的分解加快,但平均分解速率主要由传热控制。高液态水饱和度条件下,在甲烷水合物分解过程中水的流动性很大,因此对气体产出造成的阻碍更大；研究发现在该工况下甲烷水合物在液态水较多的区域更容易分解,分解模式主要受到传热因素的影响,不同背压对其几乎没有影响；同时还发现较大的压降会加快水合物的分解。将气过量条件分别与低液态水饱和度和高液态水饱和度条件下分解作对比,表明提高液态水饱和度会使得甲烷水合物分解变慢；通过比较低液态水饱和度与高液态水饱和度条件下的分解,指出分解期间较大的压降会加快甲烷水合物的分解；液态水饱和度和压降是影响甲烷水合物降压分解的两个关键因素,提高液态水饱和度会减缓甲烷水合物分解速度,较大压降可以促使甲烷水合物快速分解。不同工况下甲烷水合物分解速度的主导因素存在差异。综合比较气过量、低液态水饱和度及高液态水饱和度条件下甲烷水合物的降压分解特性,发现较高的液态水饱和度会使得水合物在分解期间,液态水流动性大,从而对气体产出的阻碍越大。
【关键词】：天然气水合物 气水饱和度 分解特性 降压
【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】：TE37
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 天然气水合物10-14
• 1.2.1 气体水合物基础物性10-11
• 1.2.2 天然气水合物资源分布11-14
• 1.3 天然气水合物开采研究进展14-18
• 1.3.1 天然气水合物现场开采案例14-15
• 1.3.2 天然气水合物开采模拟研究15-16
• 1.3.3 天然气水合物开采实验室研究16-18
• 1.4 本文研究内容18-20
• 2 气过量甲烷水合物藏降压开采特性研究20-30
• 2.1 实验装置和研究方法20-23
• 2.1.1 实验系统设计20-22
• 2.1.2 实验步骤22-23
• 2.2 饱和度计算方法23-24
• 2.3 甲烷水合物生成过程特性研究24-26
• 2.4 不同背压下甲烷水合物分解特性26-29
• 2.5 本章小节29-30
• 3 低液态水饱和度下甲烷水合物降压分解特性研究30-40
• 3.1 研究方法30-31
• 3.2 低液态水饱和度下甲烷水合物降压分解特性31-36
• 3.3 不同背压下低水饱和度甲烷水合物藏降压分解特性36-39
• 3.4 本章小节39-40
• 4 高液态水饱和度下甲烷水合物降压分解特性研究40-56
• 4.1 实验方法与步骤40-41
• 4.2 高液态水饱和度下甲烷水合物降压分解特性41-47
• 4.3 不同背压下甲烷水合物分解特性47-50
• 4.4 不同气水饱和度下甲烷水合物降压分解特性对比分析50-55
• 4.5 本章小节55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况62-63
• 致谢63-64

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1 爱古;甲烷水合物：一种新的替代能源[N];中国电力报;2003年

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4 爱古;甲烷水合物引发能源革命？[N];市场报;2003年

5 ;日本要开发海底能源[N];新华每日电讯;2003年

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7 付U，

本文编号：434690