注熱開(kāi)采法與置換開(kāi)采法均為開(kāi)采天然氣水合物的常用方法。但是由于傳統(tǒng)研究中注熱開(kāi)采多為向水合物層內(nèi)注入熱水等熱流體,注熱量不易定量并且熱量損失較多、能量利用率低,而置換法則存在甲烷置換回收率低的問(wèn)題。因此本文提出利用多次脈沖注熱提高甲烷置換回收率的方法,并在研究注熱聯(lián)合置換法開(kāi)采水合物之前對(duì)水合物的注熱產(chǎn)氣過(guò)程進(jìn)行了探究。本文利用電熱棒向水合物層注熱從而對(duì)注熱量實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的控制,探究不同壓力條件下不同功率注熱時(shí)水合物分解產(chǎn)氣規(guī)律。結(jié)果表明注熱功率越大平均產(chǎn)氣速率越快,6 MPa以100 W功率注熱甲烷產(chǎn)氣速率最快,為0.0135 mol/min。在以較低的功率注熱時(shí),將壓力由6 MPa降為3 MPa可以明顯提高產(chǎn)氣速率,3 MPa時(shí)以20 W功率注熱甲烷產(chǎn)氣速率為0.0031 mol/min,而6 MPa時(shí)這一數(shù)值為0.0025 mol/min。實(shí)驗(yàn)過(guò)程能量利用率仍然較低,20 W注熱時(shí)最大,約31%,能源投資回報(bào)比約為4.3。注熱前降壓可以在一定程度上提高水合物注熱開(kāi)采過(guò)程中的能量利用率及能源投資回報(bào)比,且在低功率注熱時(shí)作用較為顯著。以20 W注熱時(shí)降壓使能量利用率由31%提升到46... 

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【部分圖文】：

水合物籠型晶穴結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-2 水合物晶胞結(jié)構(gòu)示意圖[7]Figure 1-2 Schematic diagram of hydrate cell structure[7] 1-2 可知，Ⅰ型水合物為體心立方型的晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞由兩個(gè)小組成，其中小孔穴是十二個(gè)五邊形構(gòu)成的十二面體（512，平均孔穴直則是由十二個(gè)五邊形和兩個(gè)六邊形共同構(gòu)成（51262，平均孔穴直徑 為面心立方型的晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞由十六個(gè)小孔穴和八個(gè)大孔穴穴是十六個(gè)五邊形構(gòu)成（516，平均孔穴直徑 3.91 ），可以看到Ⅱ型水略小于Ⅰ型水合物。大孔穴是十二個(gè)五邊形和四個(gè)六邊形共同構(gòu)成徑 4.73 ）；H 型水合物為簡(jiǎn)單六方型晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞由三種不同其中三個(gè)十六面體小孔穴（516，平均孔穴直徑 3.91 ），兩個(gè)十二面平均孔穴直徑 4.04 ），一個(gè)二十面體大孔穴（51268，平均孔穴直生成哪種結(jié)構(gòu)的水合物則主要是由客體分子的直徑和生成階段的溫壓，在一般情況下天然氣水合物是Ⅰ型晶胞結(jié)構(gòu)。

（a）陸地凍土水合物存在范圍 （b）海底水合物存在范圍圖 1-3 自然界天然氣水合物存在相圖[11]Figure 1-3 Phase equilibrium diagram of natural gas hydrate[11]然氣水合物的分布與儲(chǔ)量氣水合物在地球上的儲(chǔ)量十分巨大，并且分布廣泛。根據(jù)可靠資料證實(shí)多達(dá) 230 處地區(qū)直接或間接的存在天然氣水合物（圖 1-4）[14]合物分布并不均勻，受到特定地質(zhì)構(gòu)造的影響，97%的水合物散布區(qū)，只有大約 3%埋藏在陸地凍土區(qū)[12]�，F(xiàn)階段受到關(guān)注程度較高海海域、沖繩海域、日本海、白令海、墨西哥灣、中美海槽、加勒比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]南海神狐海域天然氣水合物降壓開(kāi)采過(guò)程中儲(chǔ)層的穩(wěn)定性[J]. 萬(wàn)義釗,吳能友,胡高偉,辛欣,金光榮,劉昌嶺,陳強(qiáng).  天然氣工業(yè). 2018(04)
[2]2017年我國(guó)天然氣發(fā)展形勢(shì)與政策分析及2018年展望[J]. 楊光,劉小麗.  中國(guó)能源. 2018(01)
[3]熱力學(xué)抑制劑與CO2同注開(kāi)采天然氣水合物的實(shí)驗(yàn)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..  天然氣工業(yè). 2017(12)
[4]日本南海海槽天然氣水合物取樣調(diào)查與成功試采[J]. 左汝強(qiáng),李藝.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2017(12)
[5]加拿大Mallik陸域永凍帶天然氣水合物成功試采回顧[J]. 左汝強(qiáng),李藝.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2017(08)
[6]全球主要國(guó)家水合物探采計(jì)劃與研究進(jìn)展[J]. 王力峰,付少英,梁金強(qiáng),尚久靖,王靜麗.  中國(guó)地質(zhì). 2017(03)
[7]海洋天然氣水合物形成及分解過(guò)程研究現(xiàn)狀[J]. 蔣樂(lè)樂(lè),湯思瑤,陳琉欣,周億,唐向春.  廣州化工. 2017(01)
[8]麥索亞哈氣田天然氣水合物的開(kāi)發(fā)[J]. 邵明娟,張煒,吳西順,孫張濤.  國(guó)土資源情報(bào). 2016(12)
[9]天然氣水合物開(kāi)采三維實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)研究[J]. 周守為,李清平,陳偉,付強(qiáng).  中國(guó)海上油氣. 2016(02)
[10]天然氣水合物資源勘探與試采技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 付強(qiáng),周守為,李清平.  中國(guó)工程科學(xué). 2015(09)

博士論文
[1]水合物開(kāi)采過(guò)程氣—水運(yùn)移及顆粒聚集機(jī)理研究[D]. 王盛龍.大連理工大學(xué) 2018
[2]天然氣水合物開(kāi)采模擬與能效分析[D]. 楊圣文.華南理工大學(xué) 2013
[3]基于水合物技術(shù)的模擬電廠煙氣中二氧化碳捕獲研究[D]. 李士鳳.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]二氧化碳與氮?dú)饣旌蠚廨o熱聯(lián)合置換開(kāi)采天然氣水合物實(shí)驗(yàn)研究[D]. 操原.華南理工大學(xué) 2018
[2]CO2+N2混合氣置換開(kāi)采天然氣水合物實(shí)驗(yàn)研究及過(guò)程模擬[D]. 王曦.華南理工大學(xué) 2017



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