水合物降压分解的实验及数值模拟

在天然气水合物一维分解模拟系统上进行模拟多孔介质中水合物降压分解的实验。在考虑天然气水合物分解动力学机理以及流体渗流模型的基础上;建立天然气水合物降压分解的数学模型。利用模型对降压实验进行拟合;获得了多孔介质内水合物分解本征速度常数数量级为10 mol·m^-2·Pa^-1·s^-1;比文献中测定的纯水中水合物分解本征速度常数低3个数量级。对模型进行了参数分析;发现对于实验室规模的一维系统;分解动力学过程控制整个分解过程;而对于现场规模的水合物藏;整个开采过程受水合物藏流动特性的控制;而受水合物分解过程的影响较小。     

注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究

在甲烷水合物一维分解模拟系统上，进行了模拟注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究。使用甲烷气体与纯水在一定温度、压力条件下，在沉积物中合成水合物。通过以不同速率注入不同浓度的乙二醇溶液，研究了化学法分解水合物过程中甲烷气体和水生产规律。实验结果表明，水合物分解产出甲烷气体的过程主要分为4个阶段：初始注入段、化学剂稀释段、水合物分解段和残余气体产出段。整个分解过程中，水的生产速率几乎保持恒定。通过对实验结果的能量分析表明，本实验条件下分解综合效率在0.20～0.88之间，并且受注入速率和化学剂浓度影响。在恒定注入速率条件下，分解效率在化学剂质量分数为60%时达到最大值。     

降温模式对甲烷水合物形成的影响

在定容条件下,以两种不同的降温模式(缓慢降温和快速降温)进行甲烷水合物在沉积物中的形成实验. 结果表明,甲烷水合物在沉积物中的形成过程包括气液溶解、核化、生长、稳定4个阶段. 在相同的初始条件下,降温模式对水合物生成的热力平衡影响较小,但对水合物生成动力学有显著改变. 快速降温下水合物生长速度明显快于缓慢降温,随着水合物初始条件不同,缓慢降温比快速降温水合物形成时间约增加21.4%~28.8%.     

海洋渗漏型天然气水合物开采的新模式

针对海洋渗漏型天然气水合物含量高、成藏浅、产出集中的特点，结合深海开采金属锰结核的方法。提出了一种全新的水合物开采模式，即用水力法提升水舍物。同时对该种方法的能量效率和产量进行了简单的评估。模型计算表明，该种开采方法具有产量大、能耗低的优点，在提升海底1000m的水合物时，即使水合物含量低至20％，其能量效率仍可高达60，远远高于注热开采的7-12的能量效率。     

热力法开采天然气水合物的模拟实验研究

在天然气水合物一维开采模拟系统上进行了模拟热力法开采天然气水合物的实验研究. 使用甲烷气体与NaCl溶液在一定温度和压力条件下形成水合物. 通过以不同速率注入不同温度的热水,研究了热力法开采水合物过程中含水合物沉积物的温度分布以及甲烷气体、水生产规律. 结果表明,在整个分解过程中,气体生产速率随时间增加而增加,直到达到最大值后开始下降,而水生产的速率几乎保持恒定. 通过对实验结果的能量分析表明,热力开采的能量效率在0.38~2.59之间. 注入热水的温度、速率以及沉积物中水合物的饱和度对热力法开采水合物的能量效率有重要影响.     

热盐水开采天然气水合物的热力学评价

将多孔介质中天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动边界问题,在求解等温边界条件下水合物地层中分解区和未分解区（水合物区）温度场的基础上,推导出热力法开采水合物过程中开采热效率（用于水合物分解的热量与输入热量之比）和能量效率（开采所得甲烷气体的总热值与输入能量之比）的解析表达式.在相同水合物地层条件下,对比注入热盐水（采用NaCl溶液）和热水两种开采方法,得出热盐水中盐的浓度（简称盐度）对开采热效率等的影响.计算结果表明,采用热盐水开采热效率一般在40%～70%.在开采温度300～450 K、盐度0～15%的条件下,热力法开采水合物的能量效率在7.4%～11.3%之间.     

热力法开采天然气水合物的数学模拟

将天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动界面问题，即热力开采过程中整个水合物藏可分为分解区和水合物区。通过适当简化，建立了分解区和水合物区的传热模型，并严格推导了模型的解析解。使用模型分别模拟注入蒸气和热水条件下开采天然气水合物的两个实例，得到分解区和水合物区温度场随时间变化的规律。在此基础上，分析了水合物热力开采过程中热量的有效利用率，即用于水合物分解的热量与输入的总热量的比值。模型计算结果表明，在相同条件下，注入热水比注入蒸气将能获得更高的热量有效利用率。在给定的条件下，注入蒸气和热水开采过程的热量的有效利用率分别为0.349和0.465。另一个方面，该比值与水合物地层的物性参数（如水合物的饱和度、分解区域的热传导系数等）有很大的关系，地层水合物饱和度越高，分解区的热传导系数越小，则热量的有效利用率越高。     

四丁基溴化铵水合物在空调蓄冷中的应用研究

基于研制一种适合空调蓄冷用相变材料的目的，进行了四丁基溴化铵（TBAB）一水二元体系的相平衡实验研究，得到适合蓄冷的TBAB溶液浓度为40．5％，其相变温度为12℃左右。在此基础上，通过添加NaCl改变溶液活度从而降低其相平衡温度的原理，往40．5％TBAB溶液中添加6％．8％NaCl，得到相平衡温度在6．8℃之间。得到的样品和传统的结晶盐相变材料相比具有外观均匀、稳定、不易老化等特点。     

天然气水合物快速生成技术研究进展

近年来利用水合物储运天然气技术受到广泛重视，而水舍物快速生成技术是应用这种技术的基础。回顾了水合物生成机理，在此基础上从传热和传质的角度介绍了目前水合物快速生成技术，并分析了系统的优缺点。     

海洋渗漏型天然气水合物气力提升特性模型分析

运用多相流体动力学理论，建立了气力提升开采海洋渗漏型天然气水舍物系统工艺参数的数学分析模型。结合实际水舍物藏开采条件，分析了气力提升系统主要工艺参数之间的关系及对提升动态特性的影响规律。在此基础上，对气力提升方法的能量效率进行了计算评估。计算结果表明，该种开采方法的能量效率远高于传统的注热开采方法。