富气相和富液相中制备天然气水合物的方法

天然气水合物的制备是天然气水合物储运最主要的环节。由于天然气水合物的形成要经过气体溶解、晶核生成和晶体生长等阶段,而天然气组分气体在水中的溶解度很小,水合物只能在气、液界面形成,水合物的自然生成速度十分缓慢,远远不能满足工业应用的需要。因此该技术成功应用的关键在于如何强化天然气水合物快速生成。介绍了几种国内外在富气相和富液相环境下强化制备天然气水合物的方法,分析了各自的优缺点,并对天然气水合物强化制备技术进行了总结与展望。     

气体水合物分解与生成技术应用研究进展

水合物技术应用可归纳为分解应用和生成应用,本文就这两大应用方向对水合物进行了分类综述。从水合物分解角度,阐述了天然气水合物资源勘探开发、管道水合物解堵、水合物抑制防控等技术应用的研究进展;从水合物分解的逆过程(生成)角度,阐述了水合物储气、二氧化碳捕获与封存、海水淡化、溶液提浓、污水处理、混合气体分离、蓄冷等应用技术。同时论文结合气体水合物发展历程,概括了气体水合物技术在诸多领域的应用,指出了水合物技术发展取得的诸多成果,也提出了新形势下水合物发展所面临的问题,希望能为今后水合物技术的发展带来一定指导。     

天然气水合物泥浆制冷换热器的分析

天然气水合物泥浆制冷系统的换热器对于天然气水合物的开采非常关键。本文以天然气水合物自然状态下的存在条件为依据,分析研究不同类型的换热器,对钻探取样方法获取保真的天然气水合物岩矿心的影响,对相同换热面积的同轴套管式换热器和螺旋板式换热器在同种工况下的传热效率进行对比分析,采用传热计算、数值模拟和室内实验相结合的方法,证明在相同的换热面积和同种工况下,螺旋板式换热器的换热效率可以提高70%,在满足水合物钻探取样要求条件下,可以有效地节省资源。     

我国可燃冰可使用数百年

<正>据中国天然气信息网2013年8月19日报道,《天然气水合物成矿预测技术研究》课题已通过国家863计划海洋技术领域办公室组织的专家验收。这一科研成果为天然气水合物(可燃冰)成矿预测提供了较完整的解决方案,填补了我国海域可燃冰成矿预测系统的空白。据课题承担单位国土资源部广州海洋地质调查局有关专家介绍,该科研项目已取得一批创新性研发成果和关键技术。一是建立了多学科融合、多信息叠合和关联分析平     

不同结构二氧化碳水合物热物性的分子动力学模拟

二氧化碳水合物在空调蓄冷、海水淡化、烟气捕集以及置换法开采天然气水合物等领域均有重要应用,热物性是气体水合物技术发展和应用的基础.以I型二氧化碳水合物、II型二氧化碳水合物、II型二氧化碳和环戊烷二元水合物为对象,采用平衡分子动力学模拟手段,研究了20MPa、50-200K条件下二氧化碳水合物的热物性,包括密度、等温压...     

气井井下节流工艺应用分析

气井井下节流工艺即为将节流器置于井下油管的适当位置来实现井下节流降压的目的,利用地热对节流后的天然气加热,改变形成天然气水合物的条件,防止水合物的生成。文中根据建立的计算模型,为有效预防水合物生成提供理论指导。根据所选定井的情况,结合实际应用并做现场对比。     

祁连山木里地区天然气水合物成矿条件

天然气水合物是一种潜在的新能源,广泛的分布在陆域多年冻土区。本文分析了木里地区具备形成天然气水合物的基本条件,探讨了天然气水合物的气源、水源和冻土条件。该地区应蕴含巨大的天然气水合物资源。     

我国海域发现天然气水合物

天然气水合物这种新矿产资源是新世纪的理想替代能源。 去年10月,广州海洋地质调查局“奋斗五号”船赴西沙海槽区开展了我国首次以天然气水合物为目的的资源前期调查,发现了多处存在天然气水合物的可靠证据。经鉴别,至少在130 km的剖面上可能存在天然气水合物矿藏。天然气水合物是在20世纪发现的一种新的矿产资源,具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,且产出的天然气能满足能源、经济、环境等要求,被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源,是新世纪的理想替代能源。 我国是一个石油资源战略后备严重不足的国家,这一资源的发现将对我国国民经济的可持续发展提供重要的能源基础。中国地质调查局已将这一资源的调查列入国土资源大调查项目之一。今年,广州海洋地质调查局将开展对天然气水合物的进一步调查。     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

氨制冷技术在天然气水合物中试中的特殊应用

本文具体分析了氨制冷技术在天然气水合物中试试验中的两个特殊应用:一是氨液分离器压力控制;二是氨压缩机出口热源应用.从实际运用看,效果良好.     

海洋天然气水合物藏开采若干问题研究

文章阐述了在开采天然气水合物方面所取得的研究进展,包括天然气水合物开采模型及数值模拟,天然气水合物开采物理模拟相似准则,天然气水合物开采方法研究等。建立、完善了天然气水合物开采的数学模型,并以此为基础建立了降压开采水合物物理模拟相似准则。降压法开采单一水合物藏,在某些情况下开采能量不足会导致藏内结冰严重。对下伏气的天然气水合物藏而言,水合物能够提高产气量、延长稳产时间。结合降压和注热的优势提出了注温水-降压法联合开采方法,该方法具有稳产时间较长、稳产气速度高的特点。     

天然气水合物试样制备及力学性质研究进展

天然气水合物是天然气与水在低温高压条件下形成的笼形物。天然气水合物储量丰富,是人类理想的潜在替代能源,被认为是21世纪具有商业开发前景的战略资源。分析了国内外水合物实验装置设计及相应的实验研究内容,重点介绍了我国天然气水合物试样制备研究现状及取得的成果。     

天然气水合物合成实验

为提高天然气水合物的生产效率及储气密度,在专门设计的水合物合成实验装置上,进行了纯甲烷水合物的合成实验。实验结果表明:对于纯净甲烷水合物,压力越高,合成速率越大;但当压力大于5 MPa时,压力的提高对生成速率的影响不大。水合物合成前抽真空时间越长,生成的水合物吸收的气体量越大,表明抽真空可以排出水中溶解的气体,提高水合物的储气密度。     

基于鲁棒正则化极限学习机的电容层析成像图像重建

电容层析成像图像重建是一个非线性及病态性逆问题。基于此,提出了基于迭代重加权最小二乘法的鲁棒正则化极限学习机(RELM-IRLS)算法的电容层析成像图像重建方法,以油/气两相流为研究对象,通过有限元仿真构建随机分布流型,对RELM-IRLS算法完成训练,并与Landweber迭代算法及极限学习机算法进行对比,RELM-IRLS算法的测试集平均误差相比极限学习机算法减小4.6%。仿真及静态实验结果均表明, RELM-IRLS算法所得重建图像质量得到明显提升,且算法具有良好的泛化性能。     

气体水合及其在空调蓄冷技术中的应用

本文概述了气体水合“暖冰”蓄冷这一技术的研究发展现状,简明地介绍了气体水合现象和水合物的晶体结构、热力学性质、形成条件,影响稳定性和生成速度等的因素,以及混合气体水合物的特点,阐述了气体水合物作为空调蓄冷材料的优越性和在蓄冷技术中的应用方式,并指出了气体水合蓄冷技术研究发展的一些关键问题及该技术的应用前景。     

A Perspective on Rheological Studies of Gas Hydrate Slurry Properties

Gas hydrates are solid inclusion compounds that are composed of a three-dimensional hydrogen-bonded network of water cages that can trap small gas molecules, such as methane and carbon dioxide. Understanding the rheological properties of gas hydrate crystals in solution can be critical in a number of energy applications, including the transportation of natural gas in subsea and onshore operations, as well as technological applications for gas separation, desalination, or sequestration. A number of experimental and modeling studies have been done on hydrate slurry rheology; however, the link between theory and experiment is not well-defined. This article provides a review on the current state of the art of hydrate slurry viscosity measurements from high- and low-pressure rheometer studies and high-pressure flowloops over a range of different sub-cooling (ΔT_sub = T_equil − T_exp) and fluid conditions, including for water and oil continuous systems. The theoretical models that have been developed to describe the gas hydrate slurry relative viscosity are also reviewed. Perspectives’ linkage between the experiments and theory is also discussed.     

DEM simulation of the undrained shear behavior of sand containing dissociated gas hydrate

A numerical simulation technique is proposed using discrete element method (DEM) to study the undrained shear behavior of sand containing dissociated gas hydrate. Dissociation of gas hydrate in sand samples under undrained conditions is simulated first, followed by undrained bi-axial compression of these samples, which consist of three phases, i.e., sand particles, water, and methane gas. The simulations demonstrate that hydrate dissociation under undrained conditions generates significant excess pore pressure and volumetric dilation, the magnitudes of which are found to be comparable with those predicted by theoretical analysis. During the undrained bi-axial compression, samples with different initial degrees of hydrate saturation exhibit markedly different shear behavior. Complete strain softening behavior, i.e., static liquefaction, is observed for the samples with relatively high initial degrees of hydrate saturation, while other samples reach quasi-steady state followed by strain hardening at large strains. The observed static liquefaction is believed to be a combined result of the looser sand structure induced by hydrate dissociation, and the essentially stiff modulus of fluid under high pore pressure, despite the existence of gas in sand pores. The influence of initial sample porosity and particle shape is also investigated.     

基于等参元的三维电阻抗成像的数值模拟和分析

对于电阻抗成像的数学模型,本文用等参元方法将对应的椭圆型方程离散化,把成像问题转化为非线性优化问题,给出了目标函数梯度及近似Hesee阵的计算公式；提出了伪单元刚度矩阵的概念,给出了利用其在迭代过程中的不变性来提高计算效率的方法：分别用BFGS校正拟Newton算法和Goldfeld修正Gauss-Newton算法对三维成像问题进行了一系列数值模拟实验,证实了算法的有效性,指出了其中存在的问题。