基于温度震荡的天然气水合物增量合成实验

在多孔介质中生成较均一的高饱和度天然气水合物，是进行水合物开采模拟实验的基础。“爬壁效应”和“铠甲效应”是制约水合物生成质量低于理论值的重要影响因素，温度震荡方法是提高水合物生成饱和度的重要手段。目前基于温度震荡的方法虽然增加了天然气水合物的生成饱和度，但其温度震荡区间下限选择在冰点以下，没能很好地解决水合物生成的均一性问题。从增大诱导阶段气-水过渡区域角度出发，提出了在冰点以上进行温度震荡，在1~17 ℃震荡区间内，可有效克服水合物合成的不均一性。共进行了3轮次的温度震荡水合物增量合成实验，结果表明:冰点以上的多轮次温度震荡，能够实现天然气水合物的增量合成，但随着震荡次数的增加，水合物合成增量不断减小，具有明显的次效性，温度震荡次数不宜超过3次。     

天然气水合物开采三维实验模拟技术研究北大核心CSCD

调研了国内外天然气水合物开采技术研究进展,基于无量纲相似分析方法研制了三维可视天然气水合物开采模拟实验系统。以甲烷、水和石英砂为实验介质,开展了降压、注热、注剂等天然气水合物开采方法三维实验模拟分析。根据室内模拟实验和数值模拟分析结果,提出了海上天然气水合物试采的技术思路,以期为天然气水合物试采及深水工程的研究提供借鉴。     

天然气水合物开采三维实验模拟技术研究

调研了国内外天然气水合物开采技术研究进展,基于无量纲相似分析方法研制了三维可视天然气水合物开采模拟实验系统。以甲烷、水和石英砂为实验介质,开展了降压、注热、注剂等天然气水合物开采方法三维实验模拟分析。根据室内模拟实验和数值模拟分析结果,提出了海上天然气水合物试采的技术思路,以期为天然气水合物试采及深水工程的研究提供借鉴。     

NGH综合模拟实验系统及控制模块设计

天然气水合物研究中急需解决的问题是水合物勘探和开采时钻井内的热力学特征以及相应的钻井技术。研制了水合物综合模拟实验系统，以研究水合物形成和分解的热力学和动力学特性、井内热压力分布规律以及相应的水合物钻井技术等。由于实验持续时间长、压力高、环节多，为减轻劳动强度和保证实验安全，在实验系统中增加了控制模块。PCI-1711多功能卡为控制模块的核心，采用OMRON/G2R-1型继电器控制系统设备的关停，系统可实现自动超压保护。通过接口转换模块连接微机和控制器，在微机上对可编程高低温实验箱进行控制，流量比例阀和步进电机分别用来控制微钻模块中的钻杆升降和转速。整套控制模块已在水合物合成及钻井液模拟实验中得到了成功应用，系统运行稳定，超压保护灵敏，大大减轻了实验强度并增强了实验安全性。     

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天然气水合物生成是复杂的结晶过程，是一个多组分、多相系统，对该系统的生成动力学和热力学规律进行研究非常困难，因此很难对天然气水合物的生成进行精确的预测。中运用人工神经网络理论，建立了水-天然气生成天然气水合物的人工神经网络模型，并选取大量的实验数据对模型进行了训练，通过实验所获得的关键点对模型的测试，证明该模型准确、可靠。     

水合物技术在天然气储运中的应用

天然气水合物的发现虽已有很长的历史，但一直局限在防止和抑制水合物的生成研究上，水合物具有独特的结晶笼状结构，用水合物作为天然气储运的新方法，具有安全可靠、费用低的优势，因而对它的研究成为当今世界能源开发的热点。将天然气水合物（NGH）技术应用到天然气非管道储运技术中，正在成为其中的焦点之一。介绍了世界天然气水合物储运技术研究的概况、特点、应用方向、以及与其他天然气非管道储运技术的经济比较。     

中国石油大学等开发的天然气水合物生成与开发模拟实验技术获得成功

中国石油大学等开发研制的天然气水合物（NGH）生成与开发模拟实验技术获得成功。在实验室条件下，科研人员已将甲烷成功合成为NGH，满足了目前我国NGH实验研究的多项需求。     

煤层气水合物储运技术研究进展

采用水合物法储运煤层气具有安全可靠、费用低等优势。为此介绍了其研究成果和最新进展，进而分析其优缺点。①在生成机理及动力学模型方面，分析了基于双膜理论和结晶理论的Englezos模型和基于双过程水合物生成机理的Chen-Guo模型，指出机理研究还应考虑生成热对晶核形成和水合物生长的作用；②在快速生成技术方面，对已有的天然气水合物制备强化工艺进行了分类和比较，指出在满足必要的热力学条件下，采用喷雾扰动下的水合物制备工艺过程可以大大提高气、水的接触面积；③在表面活性剂方面分析了其对煤层气水合物生成过程的影响，结果表明， 微量的表面活性剂提高了水合物形成速度和水合物形成的耗气量；④针对目前水合物生成模型和快速生成技术研究中存在的问题，建议开展水合物分离技术新工艺、促进产生环境友好型工艺过程、提高煤层气水合物储气密度的新技术等方面的研究。     

天然气水合物相平衡的实验研究

天然气水合物相平衡研究是天然气水合物勘探开发和海洋环境保护研究的基础,也是最重要的前缘问题。为此,对取自中国西部油田某2口井的分离器气气样1和气样2在纯水、地层水和配置水等3种水样,以及3 MPa、6 MPa、9 MPa、12 MPa等4个压力体系下对生成水合物的温度进行了实验研究。研究结果表明：随着实验压力的增加,同种气样生成天然气水合物的温度越高;随着水样矿化度的增加,同种气样生成天然气水合物的温度越低;在同一水样中,组分、组成不同的天然气,甲烷含量越高,其形成天然气水合物的温度越低。     

表面活性剂对天然气水合物合成影响的实验研究

为研究钻井液化学成分对天然气水合物的影响作用,利用天然气水合物人工合成实验系统进行了天然气水合物的人工合成实验.在天然气水合物的合成过程中,分别对天然气-水溶液体系中加入表面活性剂(Sodium Dodccyl Sulfate)与未加入表面活性剂时水合物的生成时间、生成温度、生成压力及表面活性剂的浓度等对生成过程的影响进行了实验.在加入表面活性剂的天然气-水溶液体系中,由于表面活性剂的存在加速了气体和水溶液体系的接触面,从而加速了水合物的生成、降低了水合物的生成压力、提高了相同条件下的生成温度,即表面活性剂的存在改变了天然气水合物的生成条件,而且增加了水合物中的含气率.因此,表面活性剂用于配置钻井液有利于保持天然气水合物井的井壁稳定.     

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界定了天然气水合物的概念与基本特征，分析了国内外最新研究动态和深海调查成果。认为迄今为止全球天然气水合物含甲烷资源的定量评估可以分为1980年以前的“推测性”阶段。1980年至1995年的“底限值”阶段，和1995年以来的“确定性”阶段。目前，中国天然气水合物调查研究面临的最大难题是深海原位天然气水合物实物样品的保真采集，而技术瓶颈系深海天然气水合物保压保温取心钻具的研制和调查者对配套高技术调查船舶的拥有及航次的科学调配。     

天然气提取氦气技术现状与发展

氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的唯一来源。我国氦气资源相当贫乏, 含量很低，提取难度大,成本高。因此，在保护有限氦气资源的同时，研究开发先进的天然气提氦技术对于提高氦气生产的经济性、保障国家用氦安全和促进我国天然气提氦工业的发展具有重要意义。通过对目前提氦技术的分析介绍，低温冷凝法较为成熟，但能耗、成本较高；吸附法、吸收法和膜渗透法等其他提氦技术各具特点，但目前限于适用条件尚不能规模化工业应用。随着新材料、新技术的发展，天然气提氦技术不断改进创新，吸附法、膜渗透法等提氦工艺发展迅速，联产法、联合法工艺有着良好的应用前景，这些都为促进天然气提氦技术的发展提供了新的思路。     

天然气水合物浆液黏度的实验研究

随着海洋天然气开发深度的增加，混输管线的天然气水合物堵塞问题越来越受到重视。传统的水合物防止技术，如保温、注入甲醇等方法，因应用条件苛刻和高成本等原因而很难应用于深海油气田的开发。新的替代技术之一就是把天然气水合物以固体颗粒的形式分散在多相流中形成浆液进行输送。为此，应用高压落球式黏度计测试了合成天然气在柴油和凝析油中形成的水合物浆液黏度。实验结果表明，浆液的相对黏度随水合物分率的增加而增加，并且当天然气水合物分率大于某个临界值时，相对黏度增加的幅度增大。初始乳状液黏度对浆液黏度影响很大。甚至当初始乳状液的黏度较大时，低天然气水合物分率浆液黏度会大于高水合物分率浆液黏度。     

天然气水合物岩心带压转移装置研制与现场试验

天然气水合物对温度压力条件的变化很敏感，温度或压力的扰动会导致烃类气体逸出，固体水合物趋于崩解。因此，在钻探获取天然气水合物岩心后，为将岩心在带压情况下转移和保存，必须配备一套与保温保压取心工具配套的岩心转移装置。在研发保温保压筒与转移仓之间压力平衡和岩心转移技术后，设计了一套采用液压缸拉动与压差推动岩心管相结合的岩心带压转移装置。室内和现场试验证明，带压转移装置控制灵活、耐压能力强、密封性好，能够实现天然气水合物岩心从水合物赋存区向实验室的带压转移，可为国内天然气水合物的自主勘探取样提供技术支撑。      

天然气水合物新型抑制剂及水合物应用技术研究进展

天然气水合物的生成具有双重性，一方面在天然气开采和集输过程中，水舍物的生成会造成集输管线和生产设备堵塞，不仅直接影响油气工业的正常生产还会带来严重的安全问题；另一方面，基于天然气水合物的各种应用技术又具有诱人的工业应用前景。简要综述了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）两种低剂量水合物抑制剂（LDHI）以及水舍物在天然气储运和气体分离等方面应用技术的研究进展，着重介绍了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）的抑制机理、研究和应用现状及现场使用经验。     

渡口河构造珍珠冲段浅层天然气成藏条件分析

渡3井和渡浅1井在侏罗系下统自流井组珍珠冲段（J₁z）钻获天然气，为了开辟川东北地区陆相碎屑岩油气勘探的新领域，文章对渡口河构造的特点、珍珠冲段的成藏地质条件进行了分析和探讨，认为渡口河构造珍珠冲段天然气主要来自下伏陆相生烃岩系，分流河道微相具有良好的储集性能，录井、测井、地震资料均表明珍珠冲段砂岩储层发育，纵向上分布较稳定，横向上有一定分布范围；具有较好的封盖条件；提出渡口河构造珍珠冲段浅层气勘探应遵循“兼探为主，专探为辅”的建议。     

天然气水合物储运的新技术经济性评价

天然气的储存运输方式有管道输送、天然气液化等多种方式。天然气水合物(NCH)技术是储存和运输天然气的一种新技术,笔者从技术流程和经济上将天然气水合物技术与管道液化天然气(LNG)技术进行比较,结果表明:这种技术更适合用来输送小到中等输量的天然气,NGH技术将走向工业实际应用并日益成熟。     

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油气化探在鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气勘探开发中显示出良好的应用前景和较好的经济效益，化探方法对寻找气藏具有明显的指向作用。针对目前方法较多、没有系统理论认识的情况，作者通过对油气化探方法分析原理和应用实践进行系统分析研究，总结出如下认识：①酸解烃方法是目前在鄂尔多斯盆地北部寻找上古生界气藏的最有利方法，但应用时应排除土壤碳酸盐含量的干扰；②野外合理采样、室内注重层位、岩性等数据的校正，可最大限度的排除干扰因素的影响；③盆地北部的地球化学背景场与其特殊的地貌有着紧密联系，总体表现为北高南低形态；④化探异常形态最有利的是复合环状和环中环状，异常整体分布呈北东—南西向，与主要目的层的储层展布特征基本一致；⑤油气化探在鄂尔多斯盆地北部的实践结果证明，它对寻找上古生界气藏具有明显的指向作用和较高的成功率。     

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萍乐坳陷西部中古生界海相区块勘探与研究程度较低。通过系统的野外露头和煤矿采样、室内化验分析以及初步的地球化学研究，认为：下二叠统栖霞组、小江边组、茅口组碳酸盐岩夹碳质泥岩、泥页岩及上二叠统煤系地层为萍乐坳陷西部主要烃源岩层，下二叠统海相烃源岩丰度可以与四川、黔南、桂中、塔里木等已知含油气区（或古油藏）的海相烃源岩相比美，岩性和演化程度是影响烃源岩丰度的主要因素。萍乐坳陷西部地区烃源岩演化程度总体偏高，达到高成熟—过成熟演化阶段，造成该区烃源岩高演化程度的主要地质作用有深成变质作用、岩浆热烘烤作用及构造应力变质作用等。萍乐坳陷西部二叠系生储盖组合较为有利，虽然其烃源岩演化程度总体偏高，但仍分布有镜质体反射率仅为0.81%~1.51%演化程度适中的烃源岩，而且国内外也已经在烃源岩高演化地区发现了大量的大型天然气藏，因此总体评价研究区是一个有潜力的天然气勘探远景区，今后应进一步加强研究和勘探。     

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煤层气成藏的因素比较多，对不同地区成藏主控因素进行分析，才能对煤层气富集区及选区进行合理的预测。分析沁水煤层气田烃源、储层、保存等情况，认为该区煤层热演化程度高，生烃潜力大，煤层含气量高，含气饱和度大；煤层割理发育，孔隙裂隙连通性好，煤层渗透率大于0.50×10-3μm2，能够满足煤层气开采的需要；煤层顶底板岩性致密，突破压力高，气田位于地下水交替滞缓区或滞流区，同时根据δ13C₁分析表明煤层气藏具有原生特点，煤层气保存条件好，有利于煤层气高产富集。