天然氣水合物是一種資源儲(chǔ)量巨大的新型清潔能源,廣泛存在于海底陸坡和高原凍土中,水合物開采是多孔介質(zhì)內(nèi)伴隨相變和多相運(yùn)移的復(fù)雜過程。同時(shí),開采過程中運(yùn)移的氣體在孔隙內(nèi)生成或二次生成水合物,形成氣體運(yùn)移障礙,影響水合物開采效率。本文針對(duì)海底沉積層內(nèi)的無水合物區(qū)域（氣-水體系）和水合物區(qū)域（氣-水-水合物體系）,利用核磁共振（MRI）可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和數(shù)值模擬軟件,研究了多孔介質(zhì)內(nèi)氣體運(yùn)移條件下水合物生成和二次生成特性及其影響因素,提出水合物二次生成的抑制方法,對(duì)預(yù)防水合物二次生成、提高水合物開采效率具有重要價(jià)值。針對(duì)氣-水體系氣體運(yùn)移條件下的水合物生成特性,本文探究了氣體運(yùn)移方向、運(yùn)移速率和孔隙水飽和度對(duì)水合物生成和分布的影響機(jī)制,發(fā)現(xiàn)了氣體運(yùn)移對(duì)孔隙內(nèi)氣-水傳質(zhì)的強(qiáng)化作用,可提高孔隙水轉(zhuǎn)化率1.5-2.1倍,并且氣體運(yùn)移方向影響孔隙水縱向分布。水合物初始成核方式影響多孑孔介質(zhì)內(nèi)水合物生成速率、生長(zhǎng)方式和分布特點(diǎn)。當(dāng)水合物的成核方式為瞬時(shí)成核,水合物生成速率較高,水合物生長(zhǎng)方向由反應(yīng)釜壁向中部擴(kuò)展,并且在多孔介質(zhì)內(nèi)呈局部聚集的特點(diǎn)。而水合物生成的成核方式為過程成核時(shí),水合物生成速率較慢,生成... 

【文章來源】：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)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１世界能源消費(fèi)圖??Ｆｉｇ．?１．?１?Ｗｏｒｌｄ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ??

分子是甲烷，并且在天然氣水合物中，主要的客體分子也是甲烷，因此，天然氣水合物??通常也被稱作甲烷水合物。根據(jù)水合物的中水分子的空間分布特征可以將水合物晶體分??為Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型，如圖１．３所示。Ｉ型水合物晶胞為體心立方結(jié)構(gòu)，包含４６個(gè)水分子，??有２個(gè)小孔穴和６個(gè)大孔穴組成。小孔穴為五邊形十二面體（５１２），大孔穴１２個(gè)五邊形??－２?－??

？?ＤｒｉｌｌｉｎｇｅｘｐｅｄＳｔｊｏｎ＊．?：｜｜｜：ｊ：：：：：ａ?ＡＮＴＡＲＣＴＩＣＡ??圖１．２世界范圍內(nèi)天然氣水合物分布［２］??Ｆｉｇ．?１．?２?Ｇａｓ?ｈｙｄｒａｔｅ?ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ＾２＾??ｕ天然氣水合物資源及開采意義??天然氣水合物是由天然氣客體分子（甲烷、乙烷等）與水分子組成的白色冰狀物質(zhì)，??因此被稱作“可燃冰”。天然氣水合物中，水分子作為主體分子形成一種空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，??氣體分子作為客體分子填充于點(diǎn)陣間的晶穴之中。由于主體分子與客體分子之間沒有連??接的化學(xué)鍵，而是以范德華力相互作用，因此天然氣水合物沒有嚴(yán)格的化學(xué)計(jì)量式，通??常以Ｍ＊ｎＨ２０表示，其中Ｍ代表客體分子。在自然環(huán)境中，形成水合物最常見的客體??分子是甲烷，并且在天然氣水合物中，主要的客體分子也是甲烷，因此，天然氣水合物??通常也被稱作甲烷水合物。根據(jù)水合物的中水分子的空間分布特征可以將水合物晶體分??為Ｉ型、ＩＩ型和Ｈ型，如圖１．３所示。Ｉ型水合物晶胞為體心立方結(jié)構(gòu)，包含４６個(gè)水分子，??有２個(gè)小孔穴和６個(gè)大孔穴組成。小孔穴為五邊形十二面體（５１２）


本文編號(hào)：3511015