天然氣水合物作為一種清潔能源,廣泛存在于凍土區(qū)和海底深處。通過(guò)對(duì)全球多處天然氣水合物賦存區(qū)域的鉆孔資料調(diào)查,結(jié)果表明,天然氣水合物賦存區(qū)域的地層結(jié)構(gòu)具有垂向分層分布的特點(diǎn),并且垂向上不同地質(zhì)層中的天然氣水合物賦存狀況也存在著差異。本文以四種粒徑大小的天然石英砂作為多孔介質(zhì),兩兩組合成不同的具有雙層結(jié)構(gòu)和均勻結(jié)構(gòu)的石英砂體系,在相同的初始溫度和壓力條件下進(jìn)行甲烷水合物的形成實(shí)驗(yàn),以研究石英砂粒徑大小對(duì)甲烷水合物形成和分布的影響以及不同層狀結(jié)構(gòu)石英砂中甲烷水合物的形成過(guò)程及分布特征,本實(shí)驗(yàn)研究的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:在層狀石英砂中,以上覆層作為研究對(duì)象,在相同粒徑上覆層,以不同粒徑石英砂作為下墊層的層狀結(jié)構(gòu)中,下墊層石英砂粒徑的改變對(duì)上部石英砂中甲烷水合物形成影響非常大,其中以上部粒徑為0.5¹mm的層狀石英砂影響最大,且該層狀結(jié)構(gòu)更有利于上部石英砂中甲烷水合物的賦存,而以0.075⁰.5mm石英砂作為上部的層狀石英砂中,下墊層石英砂粒徑對(duì)上部石英砂中甲烷水合物的形成影響最小,但不利上部石英砂中甲烷水合物的賦存;以下墊層為研究對(duì)象,在相同粒徑石... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氣體水合物三種主要分子結(jié)構(gòu)[2]

人們?cè)诎⒗辜雍图幽么篼溈淆R三角洲等地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物礦藏。隨著美國(guó)、印度、加拿大等一些國(guó)家進(jìn)一步開(kāi)展了關(guān)于天然氣水合物礦床的一系列研究[10]，由此關(guān)于天然氣水合物的研究進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。雖然我國(guó)關(guān)于天然氣水合物的研究開(kāi)展較晚，但在2017年，在我國(guó)南海北部神狐海域成功試開(kāi)采出了天然氣水合物，此舉打破了多項(xiàng)世界記錄[11]，這表明盡管我國(guó)關(guān)于天然氣水合物的研究起步較晚，依然可以取得巨大成就[12]，奠定了我國(guó)在天然氣水合物研究領(lǐng)域地位，一舉成為與美國(guó)并列最重要的兩個(gè)國(guó)家[13]。圖1.2實(shí)驗(yàn)室制備的甲烷水合物及其燃燒Fig.1.2Preparationandcombustionofmethanehydrateinlaboratory隨著現(xiàn)代社會(huì)科技文明的進(jìn)步，人類日益增長(zhǎng)的能源需求與能源總量之間的矛盾逐漸加深，同時(shí)全球氣候的變暖，天然氣水合物在地層中的儲(chǔ)存狀態(tài)有可能會(huì)變得不穩(wěn)定，因此使得世界各國(guó)對(duì)天然氣水合物的勘測(cè)、開(kāi)采興趣逐漸加大。根據(jù)目前關(guān)于天然氣水合物的勘測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，天然氣水合物在地球上的分布十分廣泛(見(jiàn)圖1.3)，據(jù)估測(cè)目前全球天然氣水合物的賦存量是石油、天然氣和煤炭等化石能源總儲(chǔ)量的兩倍[14,15]，且其具有較高的能量密度和燃燒清潔的特點(diǎn)，因此也被許多國(guó)家認(rèn)為未來(lái)可以成為污染較大的化石能源的理想替代品[16]。隨著科技的進(jìn)步以及各個(gè)國(guó)家的重視，天然氣水合物技術(shù)的研究也取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，首先是在對(duì)天然氣水合物的勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，目前主要勘探手段有高精度地震勘探技術(shù)、地球物理測(cè)井技術(shù)、地球化學(xué)勘探技術(shù)、遙感探測(cè)技術(shù)、音頻大地電磁探測(cè)技術(shù)和超深探地雷達(dá)技術(shù)[17]；其次是在天然氣水合物的開(kāi)采技術(shù)方面，傳統(tǒng)的開(kāi)采方法主要有熱激發(fā)開(kāi)采、減壓開(kāi)采及化學(xué)試劑注入開(kāi)采；隨著研究的深入與科技的發(fā)

碩士學(xué)位論文3本、加拿大等少數(shù)國(guó)家也有天然氣水合物開(kāi)采區(qū)[19]。由此可見(jiàn)天然氣水合物的研究仍需進(jìn)一步深入進(jìn)行，以期天然氣水合物能夠在全球范圍內(nèi)為人類提供穩(wěn)定的能源供給。圖1.3全球范圍內(nèi)天然氣水合物分布[19]Fig.1.3Globaldistributionofnaturalgashydrate隨著研究的深入，關(guān)于陸域天然氣水合物的研究也在深入。研究發(fā)現(xiàn)凍土區(qū)可以為天然氣水合物的形成提供良好條件，進(jìn)而逐漸成為了人們研究的重點(diǎn)。目前發(fā)現(xiàn)的陸域天然氣水合物賦存區(qū)域有加拿大的MackenzieDelta、阿拉斯加NorthSlope以及俄羅斯西伯利亞等地區(qū)[20,21,22]，我國(guó)的多年凍土區(qū)集中區(qū)域有東北多年凍土區(qū)、青藏高原多年凍土區(qū)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國(guó)青藏高原凍土區(qū)的溫度條件、地質(zhì)條件都可以為天然氣水合物的形成提供很好的環(huán)境[23,24]，而且早期通過(guò)簡(jiǎn)單的勘測(cè)發(fā)現(xiàn)青藏高原凍土區(qū)的一些地方存在著地球地理、地球化學(xué)異常的現(xiàn)象[25]，這引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注，使得關(guān)于青藏高原凍土區(qū)天然氣水合物的勘測(cè)得到進(jìn)一步的深入，目前大量資料顯示在我國(guó)的青藏高原凍土帶有很大的可能賦存著大量的天然氣水合物，并估測(cè)其儲(chǔ)量約為1.2~2.4×1014m3。吳青柏[26]等通過(guò)鉆探、地球物理測(cè)井和氣體地球化學(xué)研究等手段發(fā)現(xiàn)，在昆侖山埡口盆地地層250m深度以下的巖層多個(gè)區(qū)域中都存在著氣體釋放異常的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象是符合天然氣水合物分解間歇性釋放特征，同時(shí)對(duì)釋放氣體的地層處的側(cè)向電阻率以及聲波波速進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)了明顯增大的現(xiàn)象，這更進(jìn)一步的為青藏高原凍土區(qū)天然氣水合物賦存提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3519900