海洋电磁探测技术发展现状及探测天然气水合物的可行性

海洋电磁探测是利用海底介质的电磁感应信息,对海底的矿产资源分布进行电性推断的一种技术。由于天然气水合物与海底沉积物的电学性质差异,因此可以利用电磁探测方法用于探测海底天然气水合物。"863项目""天然气水合物的海底电磁探测技术",成功研制出我国的海洋天然气水合物电磁探测仪器。本文对海洋电磁探测原理、研究现状及我国"863项目"研制的海洋天然气水合物电磁探测仪器进行了介绍。     

天然气水合物研究现状和前景分析

近年来,天然气水合物作为一种高效、节能、环保的新型能源一直备受世界能源界的关注,其潜在价值不可忽视。整合了世界各国对天然气水合物的研究历史、研究现状和前景分析,针对我国天然气水合物起步较晚等一系列实际情况,提出了一套适合我国当前发展形式的研究策略,并对实际开采过程中面临的一些问题进行了简要介绍。     

天然气水合物的形成影响因素与浆体输送研究

天然气深水集输管道内极易生成水合物,研究其形成影响因素对管道的安全运行具有重要意义。采用PVTsim建立了数值模型,并基于5种实验数据对模型进行了可靠性分析。利用该模型,模拟在不同工况下天然气形成水合物的边界条件,基于实验和OLGA模拟数据得到了水合物体积分数与介质摩尔分数的定量关系。研究表明,相比压力,水合物的形成受温度的影响更大。在天然气中,加入乙烷、丙烷、二氧化碳、硫化氢,均会使水合物形成范围扩大,而加入氮气,会使水合物形成范围缩小。随着水中盐度的增大,水合物生成范围缩小。外界温度、压力对水合物生成量的影响较小,几乎可忽略不计。基于水合物浆输送技术的研究成果,得到了保障HCFC⁃141b型和THF型水合物浆流动安全的临界甲烷摩尔分数。     

电阻探测技术在天然气水合物模拟实验中的应用

基于水合物储层电阻变化的测井技术已在水合物勘探领域广泛应用,在水合物实验模拟研究中,电阻法监测水合物生成与分解过程同样是一种有效的技术手段。文中介绍了以电阻法为核心监测手段的天然气水合物合成模拟实验装置在多孔介质体系中的应用。概述了阻抗测试系统的基本组成及工作原理,并依据实验过程中体系阻抗和温度的变化将水合物生成过程分为5个阶段。分析结果表明,在5个阶段的反应过程中,阻抗的变化都能得到很好的解释。这说明电阻探测是天然气水合物模拟实验中的一项有效的探测技术。     

油基体系下天然气水合物浆液流动实验研究

在多相流管输体系下,水合物浆液在流动过程中会遇到崎岖不平的地形地貌,此时采用倾斜管道显得尤为重要。因此,研究了天然气水合物浆液在倾斜管内的流动特性对堵塞管路的影响。在低温高压可视水合物实验环路上,开展了油基体系下油＋天然气的水合物堵管实验,探究了初始压力、初始流量等因素对天然气水合物浆液流动和堵管时间的影响。同时,利用实时在线颗粒测试仪,对水合物生成、流动及堵管过程中水合物颗粒的微观变化进行了分析。结果表明,随着初始压力增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均缩短,天然气水合物堵管趋势增大;随着初始流量增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均延长,天然气水合物堵管趋势减小。对水合物生成至堵管的过程以及堵塞机理进行了分析。对油基体系下天然气水合物堵塞管路的研究结果表明,在油基体系下可以通过减小初始压力、增大初始流量来有效地减小天然气水合物堵塞管路的概率。研究结果可为维持和保证天然气水合物在管道中的安全流动提供理论参考及依据。     

天然气水合物研究现状及应用前景

天然气水合物是一种可补充或替代石油和煤炭的化石能源,是21世纪最具商业开发前景的清洁能源之一。介绍了天然气水合物理化性质的最新研究进展以及水合物的形成途经、分布范围和储量大小。简述了俄罗斯西伯利亚、加拿大麦肯齐三角洲地区、美国普拉德霍湾-库帕勒克河地区及中国南海取得天然气水合物的实例,分析了国内外研究进展及取得的最新成果。展望了天然气水合物作为车用燃料、天然气储运载体以及用于CO2埋藏等方面的前景。     

南祁连盆地冻土区天然气水合物形成机理研究

天然气水合物是继煤和石油之后的重要的、潜在的能源资源.介绍了天然气水合物在全球、我国陆域以及在南祁连盆地的分布.但是由于冻土区的气候环境、地质特征等复杂性,使得冻土区水合物的研究一时无法展开,文章详细分析了南祁连盆地的冻土区天然气水合物的形成条件、赋存环境,以及天然气水合物的形成与温度、压力、构造和沉积的关系,为我国其它冻土区天然气水合物的开发利用提供依据.     

甲烷水合物储气实验研究

利用甲烷水合物储气的实验装置，对高纯度甲烷（甲烷的体积分数为99.9%)气体的水合物形成过程进行了初步的实验研究，获得了水合物形成过程的耗气速度、储气密度与水合物形成条件（压力、表面活性剂种类、水量）的关系。研究结果有利于水合物储存天然气技术的推广和应用，对实现水合物技术的开发、利用和进一步研究水合物形成动力学具有重要价值。     

利用高能气体压裂技术开采天然气水合物可行性分析

天然气水合物是一种新型洁净能源,其蕴藏量约为现有地球化石燃料含碳量总和的两倍,天然气水合物资源开发已经引起了全世界的关注.提出了先利用高能气体压裂技术对储层进行压裂后再结合电磁加热或降压法开采,或者利用加热法和降压法结合开采的思路,以期达到经济有效开采的目的.     

青海木里煤田天然气水合物稳定带研究

天然气水合物稳定带是天然气水合物成藏的必要条件,气体组分、地温梯度、多年冻土层厚度是影响稳定带的主要因素.本文以青海木里煤田钻探得到的天然气水合物实物样品的气体组分为依据,利用Sloan的天然气水合物相平衡程序(CSMHYD),计算得到该区天然气水合物温压相平衡曲线;通过对煤田钻孔简易测温数据的处理,获得冻土层厚度和冻土层下地温梯度等重要数据.基于上述基础数据,提出利用计算机编程模拟计算单孔天然气水合物稳定带参数的方法,根据单孔数据首次编制获得木里煤田天然气水合物稳定带底界埋深等值线图.研究结果表明:木里煤田85个钻孔的天然气水合物稳定带厚度均值达1 000m,显示本区具有天然气水合物赋存的广阔空间;稳定带底界埋深等值线展示了水合物温压平衡区间的平面分布特征,底界埋深超过1 500m的聚乎更矿区南部、哆嗦公马矿区中部和雪霍立矿区东部,是天然气水合物赋存的有利区域.     

GM-BP模型在NGH生成中的预测研究

天然气水合物具有储气率高、污染低、储量大等优点,具有良好的发展前景,但是在天然气加工和运输过程中形成的天然气水合物会造成管道堵塞等严重状况,因此,分析和预测天然气水合物的生成具有实际意义。为了预测天然气水合物的生成情况,针对前人研究天然气水合物生成预测方法的优缺点,引用了具有解决复杂系统问题能力的人工神经网络,运用MATLAB语言编程建立了灰色理论（Grey Forecast）理论和BP神经网络（Back Propagation Network, BP）的组合模型。为了提高预测精度,选用了差值结合法将两种方法结合,分别运用GM（1,1）、BP神经网络以及此组合模型对实验中得到的压力数据进行预测并加以比较;为了进一步验证组合模型的精准度,选用了马尔科夫链模型进行预测检验。结果表明,GM（1,1）和BP神经网络组合模型具有较高的精准度,且此方法可以广泛运用到较多方向,可为今后的天然气水合物开发利用提供理论依据。     

天然气水合物降压分解传热特性分析

天然气水合物广泛存在于海底和冻土等极地环境中,是未来潜在的新型天然气能源.降压开采天然气水合物适合于大规模工程应用,边界传热是影响天然气水合物分解速度的重要因素.研究了天然气水合物降压开采的控制机理,建立了二维开采模型,分析了实验室小尺度下不同边界传热条件对天然气水舍物降压开采过程中温度、压力、饱和度以及产气率变化的影响.结果表明,水合物降压开采需要边界能量输入,边界绝热时产气总量为完全分解时的1/36,边界温度越高,水合物分解越快,边界温度为277.45K时分解速度为275.45K时的2.5倍,产气率越快,但对产气总量影响不大.     

天然气水合物形成条件与生长过程研究

测量并计算了合成天然气水合物的形成条件,结果表明,温度越高,水合物相平衡压力越高,而且压力的增加率越大．在水合物相平衡测量基础上利用水合物形成实验装置,在定压条件下对表面活性剂体系水合物的形成过程和水合物的储气质量进行了实验研究,实验结果表明,活性剂对水合物的形成具有显著的促进作用,提高了水合物的储气密度．在3．86MPa、274．05K条件下,天然气水合物的储气量达159．     

中国成为世界上第4个成功钻获“可燃冰”国家

新华网北京6月5日电历时9年,累计投入5亿元,中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品"可燃冰",从而成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。中国地质调查局副局长张洪涛5日在国土资源部于此间举行的新闻发布会上说,5月1日凌晨在南海北部的首次采样成功,证实了南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源,标志着中国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。据初步预测,南海北部陆坡天然气水合物远景资源量可达上百亿吨油当量。张洪涛说,中国在南海发现天然气水合物的海域,成为世界上第24个采到…     

冰阀式保压取样器中冰阀形成数值模拟与试验

保压取芯技术是天然气水合物调查研究必备的关键技术.为了克服现有保压取芯器在应用中保压成功率低的问题,提出了采用天然气水合物钻井液在原位生成冰阀代替机械阀门实现对水合物岩芯保压的冰阀式保压取芯器.采用设计的冰阀实验系统在实验室内对天然气水合物钻井液原位形成冰阀的过程与冰阀的密封承压能力进行了研究分析,并结合计算流体动力学技术对冰阀形成过程进行了仿真模拟.承压试验结果表明:冰阀的承压能力随冰阀长度的增长而增大;模拟结果与试验结果均表明随着冰阀长度的增长,冰阀形成所需时间也有所增长.因此,在满足地层保压取芯要求的前提下,应尽量采用较短的冰阀,以缩短冰阀式保压取芯器内冰阀的形成时间.     

天然气水合物分解动力学模型研究(85)

应用本征气体化合物分解动力学的改进模型对天然气水合物的成分分离情况进行预测,分析各种天然气水合物分解动力学及其分解率最大估值公式.研究认为,在相同的驱动梯度下,天然气水合物的分解速度相对更慢;用客体解吸驱动梯度和气水合物分解速率的上极限表示的水合物晶格熔解过程具有独立性,应用分子分解速率流标准化公式能得到不同化合物形式的分解速率常数.     

天然气水合物分解动力学模型研究

应用本征气体化合物分解动力学的改进模型对天然气水合物的成分分离情况进行预测,分析各种天然气水合物分解动力学及其分解率最大估值公式。研究认为,在相同的驱动梯度下,天然气水合物的分解速度相对更慢;用客体解吸驱动梯度和气水合物分解速率的上极限表示的水合物晶格熔解过程具有独立性,应用分子分解速率流标准化公式能得到不同化合物形式的分解速率常数。     

我国首次海域“可燃冰”试采成功

正由国土资源部中国地质调查局组织实施的我国海域天然气水合物试采工作在南海神狐海域实现连续8天稳定产气,试采工作取得圆满成功,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。天然气水合物是由天然气和水在高压低温状态下形成的固体结晶物质,纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,能够被直接点燃,故也被称为"可燃冰"。据介     

管输过程中天然气水合物沉降规律计算研究

天然气水合物具有气含率高、污染低、储量大等优点,具有良好的发展前景,因此对天然气水合物进行研究很有必要。以海底输送管道为研究背景,在多相流模型的基础上,建立了基于有限体积法的天然气水合物气-固两相流问题的数学模型,并进行了数值计算与分析,得出了直径差(管径与通流直径之差)与距管道入口距离之间的关系。设定管道入口流速和管径规格为定值,通过直径差分析了管道中水合物的堆积位置。计算结果表明,在其他条件不变的情况下,随着距管道入口距离的增加,直径差的变化规律符合Gauss曲线函数,并对此进行了拟合,得到了Gauss函数方程,利用此方程在给定管道位置的情况下能计算直径差。最后,通过改变管径大小进行了模拟和分析,得知Gauss函数方程也适用于不同管径的管道,可为预测水合物在管道中的堆积位置以及提高天然气水合物输送效率提供理论依据。     

“气体水合物”将成为新型环保能源

据报道，未来从海底或北极永冻层以下采集的冰状天然气可作为一种清洁、环保燃料．用于汽车燃料或家庭取暖等。美国研究人员将这种未来燃料称为“气体水合物”，在适当的状态下这种冷冻形式的天然气能够燃烧产生火焰。