基于水合物技术的天然气储运

阐述了天然气储运方式的现状,总结了水合物的应用,剖析了水合物储运天然气的关键技术,提出了今后水合物技术的研究方向。     

天然气水合物储运技术

天然气水合物是天然气储运的一种崭新方法，其比LNG技术节约资金24％以上，且更安全和环保。介绍了国内外天然气水合物研究开发概况；剖析了天然气水合物储运天然气的关键技术。但是天然气水合物储运技术至今世界上还没有一个国家达到工业化，更没形成成套技术，今后仍需在这方面进行深入研究。     

煤层气液化流程及技术现状

阐述了煤层气利用的重要性和煤层气液化储运的优点，介绍了级联式液化流程、混合制冷剂液化流程和带膨胀机的液化流程3种典型的煤层气液化流程，分析了煤层气和常规天然气液化技术的研究现状。     

非常规天然气的开发利用

探讨了煤层气的开采方式,煤层气田地面集输流程,我国煤层气开发利用现状及前景;页岩气的钻井技术、水力压裂技术,我国页岩气的开发利用情况;天然气水合物的形成条件、开采方法、开采风险,国内外天然气水合物的勘探开发和利用情况。     

水滴和气泡表面气体水合物的生长特性对比

气体水合物技术在天然气储运、气液混合物分离、近临界和超临界萃取、海水淡化及温室气体处理等领域具有广阔的工业应用前景。本文综述了静止悬垂水滴和悬浮气泡表面气体水合物的生长特性及机理,对已有的关于研究单个静止悬垂水滴和悬浮气泡表面气体水合物的生长特性的具体实验现象及结果进行了对比分析,对今后的水合物研究方向做出了展望。     

天然气水合物的生产储运技术及现状

天然气水合物(NGH)储量巨大,是新世纪的一种重要能源,研究NGH的开发、运输储存和利用具有极其重要的意义。介绍了NGH技术现状概况、生产工艺、储存和运输方法,并对NGH与液化天然气(LNG)技术进行了对比分析,认为与其他天然气储运技术相比,天然气水合物是一种高效、经济和安全储运方式。并对其应用前景进行了展望。     

煤层气液化装置设计——N_2-CH_4混合膨胀制冷工艺

我国煤炭资源丰富,为了保证在煤矿开采过程中的安全,大量煤层气被直接排放到大气中。通过深冷技术可以将回收的煤层气进行液化,以方便于储运和运输。本文详细介绍了山西某地拟建煤层气液化装置的设计参数和工艺流程,并分析了液化装置的流程特点。     

安徽安庆城区今年完成天然气置换工作

在日前举行的第十三届北京科博会能源战略高层论坛上,致密砂岩气、页岩气、煤层气、天然气水合物等非常规天然气资源的开发利用备受关注。据估算,目前全球非常规天然气产量每年约为3242亿立方米,约为常规天然气资源量的4．56倍。其中,煤层气资源量为256．3万亿立方米,页岩气资源量约456万亿立方米,致密气资源量约为209．72万亿立方米。     

天然气水合物分解超孔隙压力研究

针对海洋油气资源开采和海洋工程施工过程中天然气水合物分解所引发的工程风险问题,展开了天然气水合物分解超孔隙压力理论模型研究。研究中采用理论解析方法,基于水合物分解前后的相态模型和热力学中的通用气体定律,推导了水合物分解导致的沉积物体积膨胀模型,进一步采用土力学中土体的压缩和回弹特性,最终获得了水合物分解超孔隙压力理论解析模型。采用典型的海底滑坡工程案例,验证了模型的合理性与正确性,并针对模型中复杂的影响参数展开参数考察,获得了不同参数的影响效应。研究对认识水合物分解产生的超孔隙压力的演变机理,保证水合物的储层稳定性,规避水合物分解带来的工程灾害具有重要的理论价值和现实意义。     

不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。     

CO_2驱替煤层CH_4试验研究

通过对大煤样试件(100mm×100mm×200mm)进行注CO2驱替煤层CH4试验,较真实地模拟在煤层中储存CO2以及驱替开采煤层气的过程。研究发现:CH4在煤体中渗透率与体积应力呈负指数相关规律;煤体对CO2的渗透率高于对CH4气体的渗透率2个数量级以上;随体积应力及驱替压力的不同,单位体积煤体可储存17.47～28.00体积CO2,CO2/CH4置换体积比可达7.03～13.91;在恒定体积应力及驱替压力条件下,CO2注入、CH4置换、产出均能够平稳进行;2种不同煤层CH4含量条件与驱替置换方式下,产出气体中初期CH4含量高达20%～50%,随时间延续产出气体中CH4含量有所下降,但仍能持续保持在10%～16%;驱替压力、驱替速度、注入倍数、煤层CH4含量、储层结构及其渗透性等因素共同决定着CO2/CH4驱替置换效果;在CO2注入煤体进行置换吸附期间,受气体吸附解吸、煤基质自身变形等因素影响,煤体会发生膨胀现象。该研究成果对CO2煤层处置及驱替置换开采煤层气实践具有重要理论意义与指导价值。     

煤层气储层含水率对煤层气渗流影响的试验研究

 以晋城煤业集团赵庄矿3#煤层无烟煤制备的成型煤样为研究对象,设计煤样含水率对甲烷渗流的影响试验方案,利用自行研制的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置”,较真实地模拟在煤层气开采中煤储层含水率的变化对煤层气渗流的影响规律。研究结果表明：恒定温度和有效应力、不同含水率条件下,随着煤样含水率的减小,甲烷有效渗透率增大。在本试验煤体含水率范围内,煤体含水率与甲烷有效渗透率关系可用线性函数表述。煤储层中的水通过占据煤储层渗流孔隙空间,使煤层气运移喉道减小,使其运移困难。根据对试验结果的分析,理论上论证可以把注水湿润煤体作为防治煤与瓦斯突出的措施之一。     

平顶山矿区煤层气开发利用模式探讨

平顶山矿区煤层气的开发相对于煤的开发较为滞后,目前主要以抽放治理为主,开发利用率较低。结合平顶山矿区的煤层气资源状况及平顶山燃气供需的实际,对平顶山煤层气的开发利用模式进行了探讨。     

Multiphysics of carbon dioxide sequestration in coalbeds: A review with a focus on geomechanical characteristics of coal

To reduce the emissions of carbon dioxide(CO_2) into the atmosphere, it is proposed to inject anthropogenic CO_2 into deep geological formations. Deep un-mineable coalbeds are considered to be possible CO_2 repositories because coal is able to adsorb a large amount of CO_2 inside its microporous structure.However, the response of coalbeds is complex because of coupled flow and mechanical processes. Injection of CO_2 causes coal to swell, which leads to reductions in permeability and hence makes injection more difficult, and at the same time leads to changes in the mechanical properties which can affect the stress state in the coal and overlying strata. The mechanical properties of coal under storage conditions are of importance when assessing the integrity and safety of the storage scheme. On the other hand, the geomechanical response of coalbed will also influence the reservoir performance of coalbed. This paper provides an overview of processes associated with coalbed geosequestration of CO_2 while the importance of geomechanical characteristics of coalbeds is highlighted. The most recent findings about the interactions between gas transport and geomechanical characteristics of coal will be discussed and the essence will be delivered. The author suggests areas for future research efforts to further improve the understanding of enhanced coalbed methane(ECBM) and coalbed geosequestration of CO_2.     

城市燃气转换的实践与探讨

总结了阜新市城市燃气转换的实践过程，讨论了煤层气利用的若干问题。     

一个深海能源土的温度-水压-力学二维微观胶结模型

天然气水合物以胶结形式赋存时,对深海能源土的强度和变形特性影响显著,且其影响程度与所处温度、水压与力学环境密切相关。旨在建立可考虑温（温度）-压（水压）-力（力-位移与胶结破坏准则）耦合影响的深海能源土微观胶结模型。首先,依据能源土中水合物胶结可发生于两种接触形式（直接接触与有间距）的土颗粒间,提出适用于两种胶结模式的力-位移准则和胶结破坏准则。其次,提出温压距离参数L（表示在无量纲化处理后的温度-水压坐标平面,土体所处温度与水压点到水合物相平衡线的最小距离）,并依据文献资料分析,建立水合物胶结强度、刚度与参数L间的关系。最后,建立由水合物饱和度确定的粒间水合物胶结尺寸计算方法,并据此进一步建立了胶结强度与刚度同水合物饱和度间的关系。该模型可以方便地植入离散元程序,从而用于深海能源土的宏微观力学分析。     

多井条件下煤层气不定常渗流问题的数值研究

建立了在多井条件下考虑井筒储存和表皮效应的煤层气不定常渗流模型。对于不同外边界如圆形、矩形以及任意四边形煤层中存在不同源汇情况下的不稳定渗流问题进行了求解,得到了该问题在不同时间下的压力场分布,并对压力扩展过程进行了分析讨论,认为压力传播过程在早期是不受边界形状和边界性质影响的,在压力传播到边界之前源汇性质对压力传播过程有明显影响,在汇与汇之间不存在等压线,相当于封闭边界的情况;在源与源之间存在等压线,相当于定压边界的情况。     

煤层气输气管道内沉积物定位检测方法研究

针对煤层气输气管道中沉积物的问题,利用Fluent系列软件,模拟了煤层气管道内沉积物附近的压力分布和温度分布。描述了沉积物堵塞事故的判断方法、压力脉冲定位原理、温度梯度定位原理。提出了以压力脉冲定位为主、以温度梯度定位为辅的沉积物定位手段。