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将清洁燃料(天然气)的利用与环境结合起来进行研究，是当今世界的前沿科学技术。为了具体说明从天然气开采到使用整个过程中对环境产生的影响，采用生命周期分析的方法对天然气开采、运输、使用等三个阶段中所造成的废弃物排放进行了分析和计算，对整个过程中投入和产出的能量进行了计算，并对天然气合成氨、作为民用燃气、发电、热电联产等天然气利用方法进行了比较。结果表明：与煤、石油等传统能源相比，天然气在各个方面对环境的影响是最小的，是一种理想的清洁能源。     

石油利用对环境影响的生命周期分析

为了弄清石油从开采到使用整个过程中对环境产生的影响 ,以及能量的投入产出情况 ,采用生命周期分析的方法 ,对石油开采、运输、炼制、使用这四个阶段中所造成的废弃物排放、能量消耗等情况 ,进行了分析和计算。结果表明 :在石油的整个生命周期过程中 ,污染物的排放较大 ,能量消耗较多 ,应该采取一些措施减少排放 ,降低消耗 ,从而达到保护环境 ,节约能源的目的。     

天然气水合物降压开采实验研究

为了研究天然气水合物（NGH）降压开采基本规律,应用研制的NGH合成与开采实验系统,研究NGH降压开采的相平衡和基本生产规律.用图形法测定了4个NGH相平衡点,与已有文献数据吻合很好,说明了该实验装置和方法的可靠性.对于高孔高渗的多孔介质,相平衡数据与反应釜水溶液中相平衡数据一致,在进行NGH开采相平衡研究时,可以借用现有反应釜水溶液中NGH的数据和模型.在实验模型条件下,降压开采是比较好的NGH开采方法,产气速率较高且主要受压降速率控制.储集层压力控制和NGH自保护效应是实际NGH矿藏降压开采需要解决的关键问题.具有下伏游离气或同层伴生气的NGH矿藏,为克服以上两点不利提供了可能.另外,还可以考虑注热水、注化学剂等其他辅助强化开采措施.图5表2参15     

超低浓度羟丙基胍胶压裂液体系的研制及在苏里格气田的应用

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。     

煤制天然气碳排放全生命周期分析及横向比较

在中国天然气市场需求旺盛、供需缺口快速扩大的大背景下,煤制天然气（SNG）迎来了大规模的投资与发展热潮。然而,随着“低碳经济”发展模式的转变预期,SNG又面临着“低碳”与否的争议。为此,采用全生命周期（LCA）评价方法对SNG项目从原煤开采到转化为煤制天然气、直至进入终端消费全过程的直接和间接二氧化碳排放及其温室气体排放进行了清单分析。同时,对SNG与煤层气、液化天然气、管输天然气的全生命周期二氧化碳排放清单进行了横向比较,将相关产业链划分为国外和国内两个环节并进行分析,结果认为LNG在国际贸易中具有明显的碳减排优势。结合美国大平原SNG工厂碳减排对我国的启示,提出中国发展SNG的“低碳”途径与选择,并呼吁应从多方面谨慎对待具体SNG项目的前期规划和研究。     

燃气-蒸汽联合循环发电系统环境影响生命周期研究

依据生命周期的理论,以燃气—蒸汽联合循环机组为研究对象,对天然气开采、运输及生产三个过程中的各种污染排放量及其影响进行了分析,列出了生命周期清单。     

天然气水合物相平衡影响因素研究

天然气水合物(NGH)是21世纪继常规石油和天然气能源之后最具开发潜力的清洁能源,NGH相平衡条件是NGH形成及稳定存在的必要条件,同时对NGH的开发、运输、储存有着重要的理论价值和现实意义。总结了包括气体成分、孔隙水组成、孔隙半径、微波、表面活性剂等影响NGH相平衡因素的研究成果,探索分析了NGH相平衡关系理论模型,介绍了Dickens和Quinby的相平衡公式。研究表明天然气水合物相平衡条件是各种因素综合作用的结果。     

聚乙烯生产生命周期成本评价

聚乙烯作为一种广泛应用的通用树脂类产品,其产量和消费量迅速增长,但生产过程中的高能耗和高污染所造成的环境和社会成本日益显著。将聚乙烯生产成本分为内部成本、外部成本2个单元,建立了1套聚乙烯生产生命周期成本计算模型。实证结果表明,20万t产能聚乙烯生产装置的生产生命周期成本为1880亿RMB,单位成本为9400 RMB/t;内部成本中,原材料采购费用最高,约占总费用的59%;外部成本中,原油开采费用最高,约占总费用的45%;内部关键成本点是原材料采购,外部关键成本点是原油开采、乙烯生产和聚乙烯生产。该模型能够快速有效地计算聚乙烯生产生命周期成本,可用于相关企业节能降耗的计算。     

船载天然气水合物的输送及其经济性

目前大部分天然气是通过高压管道或LNG的方式来输送,这两种方法的初期投资和运营费用都很高。文章提出以天然气水合物(NGH)球的形式来输送天然气,并讨论了船运NGH的流程及其可行性。定性地比较了NGH输运方式与LNG输运方式的经济性。在年天然气输送量为40万吨以下、输送距离为3000海里范围内，NGH船输送方式比LNG输送方式有一定的经济优势。考虑到NGH和LNG生产制造过程和再气化过程的费用，NGH输送方式的经济优势将更为明显。     

长输管道加热炉燃料调整经济性分析

为了节约燃料油,从技术方案、经济效益及环境影响等方面对长输管道加热炉燃料调整的不同方式进行分析。使用原煤或使用水煤浆替代燃油后,通过合理的环保技术措施,可以使污染物的排放控制在排放标准之内;使用天然气替代燃油,由于天然气的燃料特性和燃烧技术的成熟,对环境的影响具有积极的意义。     

天然气水合物射流破碎工具及其配套工艺技术

针对中国海洋天然气水合物(以下简称水合物)储藏埋藏浅和胶结性弱的特点,急需开发一系列保障水合物安全、经济、绿色、高效开采的工艺技术和配套工具。为此,提出了一种在不改变水合物储层温度和压力条件下的射流破碎流化开采水合物的技术思路,同时,开展了射流破碎水合物配套喷嘴工具的设计、室内实验与优化。进而基于室内实验探索了喷嘴射流破碎工作压降、排量、上提下放喷嘴速度和趟数等施工参数与破碎水合物孔眼直径和破碎速率之间的关系,建立了水合物射流破碎流化开采工艺现场施工工程图版。在中国南海荔湾3井采用该方法进行了生产验证。结果表明:(1)水合物射流破碎流化开采工艺技术提高了水合物开采生产效率、保护了储层底层安全,降低了水合物开采能耗;(2)水合物射流破碎喷嘴工具破碎形成的孔径规整、破碎颗粒返排效果好,无领眼时喷嘴射流破碎下放速度不超过7.1 m/h;(3)水合物射流破碎流化开采工程图版解释了射流破碎工况和施工参数对射流破碎水合物孔径和破碎速率的影响规律,为水合物试采施工工艺参数选择提供了参考;(4)水合物射流破碎流化工艺在荔湾3井试采成功,验证了射流破碎流化开采工艺的可行性和其应用于水合物商业开采的广阔前景。     

Hot-brine Injection for the Dissociation of Natural Gas Hydrates

A new one-dimensional experimental system for natural gas hydrate (NGH) exploitation is designed, which is used to study the formation and dissociation processes of NGH. NGH is formed in the sand-packing tube, and then hot-brine is injected into the tube to study the thermal dissociation characteristics. The injection parameters that influence gas production rate and energy efficiency are analyzed. The results show that the higher the injection temperature and injection rate are, the higher the gas production rate is. In addition, the most sensitive parameter, which influences the energy efficiency of thermal stimulation is the hot-brine temperature, followed by the hot-brine injection rate and injection time. This study provides an experimental basis for further study on NGH exploitation in the future.     

地面分解法开采海底天然气水合物

在海底和永久冻土地带天然气水合物的储量巨大，很多国家加大了对海底天然气水合物的勘探和研究力度。由于受物理化学特性的影响，天然气水合物在压力、温度改变的情况下会发生分解，海底天然气水合物的开采难度大。热溶法、抑制剂刺激法等理论方法都不适合于海底表层天然气水合物的开采。介绍了地面分解法这一天然气水合物开采的新方法，该方法利用海底采矿技术，将水合物通过管道输送到海上平台，加以分解利用。该方法在理论上克服了海底天然气水合物在海底分解时吸收热量使周围环境温度降低而无法继续进行的困难，也克服了不能用传统的减压法开采等缺点，具有简单、经济适用，能长期工作等特点。但在实际生产中，需要对工作参数的合理确定、沉渣排放对海洋环境的影响等问题进行深入研究。     

利用地热开采海底天然气水合物

天然气水合物在资源、环境和全球气候变化中具有重要意义，因而引起各国的高度重视，已成为当代地球科学和能源工业研究的一大热点。近年来，能源短缺日益严重，油气价格居高不下，使得很多国家都更加关注具有能量密度高、储量大和分布广等特点的天然气水合物，纷纷加大天然气水合物勘探和开发研究的力度。海域中发现的水合物数量占绝大多数，因此开采海底天然气水合物是未来研究的重心。现有的多种天然气水合物开采方案，如热激法、减压法、化学抑制剂法、置换法和混合开采法等，都不同程度地存在一些问题。文章在对这些开采方法优缺点进行分析的基础上，提出了利用干岩地热开采海底天然气水合物的设想，并给出了相应的简单生产模型。只要解决好漏失、循环通道和换热面等人工地热储构建问题，利用地热开采海底天然气水合物将是未来商业生产的一个不错选择。     

不同饱和度水合物沉积物的三轴加载渗透率试验

水合物沉积层的渗透率是影响天然气水合物开采效率的重要物性参数之一,为了探讨在天然气水合物开发过程中有效体积应力和水合物饱和度变化对含水合物沉积层渗透率的影响规律,选取天然粉砂土作为沉积物骨架,进行了不同饱和度水合物沉积物的三轴加载渗透率试验。结果表明:(1)当水合物饱和度恒定时,水合物沉积物的渗透率与有效体积应力呈负指数曲线变化规律,且曲线的斜率随着有效体积应力的增加由大变小;(2)在一定的有效体积应力条件下,水合物沉积物的渗透率随水合物饱和度亦呈指数递减规律变化;(3)有效体积应力和水合物饱和度变化对水合物沉积物渗透率的影响表现为非独立性,即随着前者的增大,后者对水合物沉积物渗透率的影响减弱,而随着后者的增加,前者对水合物沉积物渗透率的影响也减小。由此提出了有效体积应力和水合物饱和度对水合物沉积物渗透率的影响机理,即前者对渗透率的影响在于其对渗流通道的压缩作用,而后者对渗透率的影响则在于水合物对渗流通道的堵塞作用。     

天然气水合物开采的土力学问题：现状与挑战

有效确定含天然气水合物（以下简称水合物）沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律，是实现水合物安全、高效开采的前提和保证。为此，围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题，从物理力学特性的关键测试技术、沉积物的力学特性、含水合物沉积物的物理力学模型、水合物开采过程土力学多场耦合数值模拟等方面，分析和评述了国内外最新相关研究现状、存在的缺陷与不足，进而探讨了上述研究方向未来的发展趋势。结论认为,尽管经过20多年来的发展，有关水合物开采的理论、方法和技术均取得了显著的进展，但从岩土力学的角度来看，目前仍然面临着以下挑战：①大尺度含水合物沉积物试样的人工制备；②含水合物沉积物微细观组构的精细探测与定量表征；③组构变化对含水合物沉积物力学特性的影响机理与规律；④开采扰动下，流沙发生的条件及对储层稳定性的影响机制；⑤开采扰动下，多相多组分含水合物储层的多过程耦合问题；⑥水合物分解/生成条件下，含水合物沉积物的本构响应；⑦有关水合物开采过程数学模型的适定性问题；⑧高效稳定的水合物开采过程数值模型的全耦合解法。