當(dāng)今世界能源短缺、環(huán)境惡化。人類(lèi)共同面臨的任務(wù)是尋找一種清潔高效的能源。被譽(yù)為21世紀(jì)新能源的天然氣水合物具有分布廣、儲(chǔ)量大以及能量密度高和燃燒清潔等優(yōu)點(diǎn),研究天然氣水合物的物性及開(kāi)采技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)目前水合物生成動(dòng)力學(xué)研究不足的現(xiàn)狀,搭建了實(shí)驗(yàn)室模擬多孔介質(zhì)中水合物生成實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在玻璃砂模擬的多孔介質(zhì)中進(jìn)行了Ⅰ型、Ⅱ型結(jié)構(gòu)水合物的一次和二次生成實(shí)驗(yàn),著重研究了水合物形成過(guò)程中誘導(dǎo)時(shí)間和飽和度的影響因素和變化規(guī)律,為相關(guān)的動(dòng)力學(xué)研究提供可參考的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論支持。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Ⅰ型結(jié)構(gòu)甲烷與二氧化碳水合物和Ⅱ型結(jié)構(gòu)丙烷水合物在形成過(guò)程中都存在誘導(dǎo)期,并且甲烷與二氧化碳水合物的誘導(dǎo)時(shí)間和整個(gè)形成時(shí)間都隨著玻璃砂粒徑的減小而縮短。利用MRI進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)也表明了水合物的誘導(dǎo)時(shí)間隨著生成壓力、溫度以及玻璃砂粒徑的不同呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。研究了多孔介質(zhì)中水合物飽和度的確定與控制方法,可以通過(guò)調(diào)整氣體體積和初始?jí)毫刂扑衔锷娠柡投�。�?shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)隨著玻璃砂粒徑的減小更容易形成高飽和度的水合物。在水合物生成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了多孔介質(zhì)中水合物二次生成實(shí)驗(yàn)。同一客體水合物二次（或多次）生... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水合物的單元結(jié)構(gòu)

圖1.2水合物藏在全世界的分布圖Fig.1.2Sehematieshowingthedistributionofhydrateontheearth1.1.3水合物的國(guó)內(nèi)外研究概況從上世紀(jì)30年代在遠(yuǎn)東地區(qū)輸氣管道內(nèi)第一次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物到70年代初，蘇聯(lián)科研人員充分論證了水合物減的自然形成條件。直到麥索亞哈氣田被成功發(fā)現(xiàn)之后，各國(guó)科學(xué)家和政府才開(kāi)始關(guān)注水合物的商業(yè)價(jià)值。從上世紀(jì)60至90年代，世界上主要的發(fā)達(dá)國(guó)家(蘇聯(lián)、美國(guó)、日本、加拿大、德國(guó))相繼開(kāi)始了對(duì)天然氣水合物商用前景的勘探與開(kāi)發(fā)研究[’2一’5」。從能源戰(zhàn)略安全出發(fā)，制定切實(shí)可行的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。作為開(kāi)展海洋天然氣水合物調(diào)查最早的國(guó)家一美國(guó)早在1970年就在在布萊克海臺(tái)實(shí)施了DSDP計(jì)劃，并有效探測(cè)了水合物的存在。1979年美國(guó)借助深海鉆探計(jì)劃和大洋鉆探計(jì)劃，繪制了全美天然氣礦床的位置圖。1981年，美國(guó)投入制訂了天然氣水合物十年研究計(jì)劃。1995年，美國(guó)借助ODP在大西洋西部布萊克海臺(tái)實(shí)施了一系列深海鉆探，探明天然氣水合物資源量為180億噸油當(dāng)量，并首次證明天然氣水合物的廣泛分布，

圖1.4三種開(kāi)采方法示意圖Fig.l.4SehematiediagramofthreedifferenrmethodsofProduetionofgashydrate(4)其它方法除以上常規(guī)方法外，還有置換法、直接開(kāi)采法等。置換法是指用天然氣與其它水合物生成氣之間平衡條件的差別，在適宜的壓力下注入較易生成水合物的氣體如二氧化碳等，與天然氣水合物接觸并達(dá)到氣一固平衡，使水合物中的部分天然氣組分(甲烷)釋放出來(lái)，而二氧化碳通過(guò)表面擴(kuò)散作用進(jìn)入水合物相。整個(gè)置換過(guò)程水合物幾乎不分解。因此不影響儲(chǔ)層的力學(xué)穩(wěn)定性。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在采出天然氣的同時(shí)將二氧化碳等溫室氣體埋藏于地下，減少空氣中二氧化碳含量，從而減小溫室效應(yīng)。但其面臨的主要問(wèn)題是反應(yīng)速率慢，置換率很低。而直接開(kāi)采法是指在使用特殊設(shè)備直接開(kāi)采水合物巖層，在保溫下用輪船將其運(yùn)至陸地再分解，做進(jìn)一步處理。這種方案的可行性很低。基于天然氣水合物礦藏組分的多樣性，采用某種單一技術(shù)方法開(kāi)采水合物并不理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水合物模擬實(shí)驗(yàn)裝置的對(duì)比研究[J]. 楊明軍,宋永臣,劉瑜.  天然氣化工（C1化學(xué)與化工）. 2009(05)
[2]泥質(zhì)巖和砂巖滲透率特征及其影響因素初步分析[J]. 郭琴,張金功,王永詩(shī),郝雪峰.  蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(S1)
[3]多孔介質(zhì)中氣體水合物的成核研究[J]. 陳強(qiáng),劉昌嶺,業(yè)渝光,刁少波,張劍.  石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2008(03)
[4]二氧化碳?jí)毫?duì)甲烷水合物置換速率的影響[J]. 周薇,樊栓獅,梁德青,李棟梁,唐翠萍,田根林.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2008(03)
[5]二氧化碳置換法開(kāi)發(fā)天然氣水合物的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王金寶,郭緒強(qiáng),陳光進(jìn),李遵照,楊蘭英.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2007(04)
[6]促進(jìn)天然氣水合物生成的研究進(jìn)展[J]. 李燕,諸林,朱天閣,薛江波.  西南石油大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(S1)
[7]高含CO2水合物生成條件模擬與預(yù)測(cè)研究[J]. 惠健,劉建儀,葉長(zhǎng)青,孫良田,李士倫.  西南石油大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)
[8]甲烷水合物在冰粉石英砂混合物中的生成過(guò)程[J]. 黃雯,樊栓獅,李棟梁,彭浩,梁德青.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]多孔介質(zhì)中冰成天然氣水合物形成實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李明川,樊栓獅.  海洋石油. 2007(01)
[10]多孔介質(zhì)對(duì)天然氣水合物形成的影響[J]. 李明川,樊栓獅,趙金洲.  石油物探. 2007(01)

博士論文
[1]原位條件下水合物形成與分解研究[D]. 楊明軍.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]天然氣水合物生成機(jī)理和熱力學(xué)模型研究[D]. 劉志安.中國(guó)石油大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3402061