我国主要冻土区天然气水合物形成条件及成藏模式探讨

从天然气水合物的温度、气源和水源等基本成藏要素着手,探索我国冻土区天然气水合物形成条件及可能的成藏模式。主要分析了羌塘盆地、祁连山地区以及漠河盆地油气地质条件和温度条件,并进一步总结了其天然气水合物成藏条件;其中,祁连山木里地区构造、气源和温度等条件相对较好,是目前冻土区天然气水合物勘探研究的有利区域。对木里地区天然气水合物的气源、石油地质条件及构造演化特征等方面的分析表明,断裂的发育控制了木里地区天然气水合物藏的形成,下部烃源岩生成的烃类气体在断层的作用下再次运移到水合物稳定带成藏;常规气藏经后期的构造抬升到水合物稳定带也可形成天然气水合物藏。     

天然气水合物抑制剂

概述了抑制天然气水合物生成的方法,重点介绍了水合物生成温度降与抑制剂浓度的关系,列出了几个关系式,最后简介了水合物抑制剂的发展动态.     

天然气水合物储运天然气技术

随着世界能源需求的不断增长以及天然气资源的大力开发和利用,必然要求不断完善天然气储运技术。天然气水合物储运天然气技术具有安全可靠、成本低等优势,备受瞩目。概括了目前天然气主要的储运方式,简单介绍了天然气水合物的特性,从天然气水合物的制备、储存、运输、分解等几个方面分析了天然气水合物储运技术,比较分析了天然气水合物技术与其他天然气非管输技术的经济性。     

天然气水合物储层物理模型

通过不同成矿模式下海底天然气水合物储层微结构的研究,分析了水合物储层各种微结构的特点,建立了接触胶结模式、颗粒包裹模式、骨架颗粒支撑模式、孔隙填充模式和掺杂模式等5种均质储层的微结构物理模型,定量分析了储层波速和泊松比随水合物饱和度的变化关系,得到了不同微结构下水合物储层力学性质的变化规律,并分析了各种微结构的力学机理。根据所建物理模型对不同成矿模式下水合物储层的微结构进行声波诊断和泊松比诊断,并通过模拟储层和真实储层的资料数据对以上诊断模式进行了验证。     

大型天然气水合物储层中甲烷的实地直接测量

介绍了对大西洋西部布莱克海岭沉积层天然气水合物和游离中中甲烷的实地直接测定结果。     

天然气水合物成藏机理及主控因素

天然气水合物在世界范围内分布广泛,主要分布在海洋和冻土带地区,并与地质构造环境密切相关。目前已发现的天然气水合物矿点,主要是通过似海底反射地震显示进行识别的。天然气水合物的甲烷来源主要有生物气、热解气和无机成因气,大多数研究主要立足于甲烷气的成因来探究天然气水合物的聚集和成藏机理。分析了天然气水合物形成的主控因素,包括气源、沉积、构造、温压等条件,这些条件控制着天然气水合物的赋存状态、形成规律和规模大小,并对墨西哥湾天然气水合物成藏有利条件进行了分析,对我国天然气水合物的勘探有借鉴意义。     

天然气水合物储层测井响应特征分析

对天然气水合物储层的各种常规测井响应特征进行了分析。天然气水合物的存在导致储层的声波速度、电阻率、井径测井读数增大，密度测井读数减小。在各种测井曲线中，声波和电阻率测井曲线异常最为明显，是识别天然气水合物储层的最重要的测井曲线。     

青藏高原多年冻土区天然气水合物成藏条件

天然气水合物是一种绿色能源,具有广阔的开发利用前景。青藏高原多年冻土大面积分布,中新生代盆地数量众多,盆地内烃源岩发育,为天然气水合物的形成提供了良好的条件。主要从物质条件、环境条件、热力学条件、地质条件等方面来探讨青藏高原多年冻土区天然气水合物的成藏条件。分析认为青藏高原地层中丰富的有机质及其较高的成熟度是成藏的物质条件,低温、高压、冻土厚度大、地温梯度小等是保证其成藏的环境和热力学条件,大量的运移通道、较好的圈闭是其成藏的有利地质条件。预测了青藏高原多年冻土区天然气水合物有利的找矿前景区。     

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文章利用新建立的实验台研究了十二烷基硫酸钠（SDS）和烷基多糖苷（APG）对天然气水合物形成过程的影响。表面活性剂可促进天然气在水中的溶解，从而提高水合物的形成速度。根据表面活性剂对天然气水合物形成耗气量的影响，实验表明十二烷基硫酸钠和烷基多糖苷在水合物形成体系中的临界胶束浓度分别为300 ppm和500 ppm。在临界胶束浓度表面活性剂溶液体系中，实验结果表明微量的表面活性剂减少了水合物形成诱导时间，提高了水合物形成速度和水合物形成的耗气量，并使水合物在静止系统中快速生长。混合表面活性剂可进一步提高水合物的形成速度，但不利于提高水合物形成的耗气量。     

气体水合物形成的诱导时间及其影响因素

以气体水合物形成过程中的诱导现象为基础,辨析了诱导时间的定义,归纳和总结了诱导时间的理论确定方法和实验确定方法,分析了水分子结构、气体组分、扰动及驱动力等因素对诱导时间的影响,认为明确的诱导时间基本概念和作用规律将对以后研究工作的开展起到积极作用     

天然气水合物生成条件的神经网络方法预测

石油、天然气开采、加工和运输过程中在一定温度和压力下形成的天然气水合物，会堵塞井筒、地层孔隙，从而影响油气井产能。由于在实验室或现场要对形成水合物的影响因素进行综合判定具有相当难度，故从影响水合物形成的相关因素出发，针对前人研究天然气水合物生成预测方法的优缺点，引入了具有解决复杂系统问题能力的人工神经网络（ANN）理论，运用Matlab(r)语言编程建立了一个包含6个神经元(CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄⁺、其他气含量及压力)输入的三层向前BP网络模型，对天然气水合物生成条件进行了预测。采用引自不同文献的有关天然气水合物生成的实验室测试值建立适应本模型的样本，将经过学习后的神经网络模型运用于实际气田水合物预测，实验值与模型预测值具有很好的一致性，取得了令人满意的效果。实践证明该模型准确、可靠，具有良好的推广性。     

海底天然气渗漏区热传递对天然气水合物形成的影响

天然气水合物的沉淀/分解作用是一种放热/吸热反应，海底天然气渗漏是从高温区向低温区运移而且携带热量，这2种热量（水合物生成热和渗漏天然气热容热）会导致海底温度场的变化并影响水合物的形成。以美国墨西哥湾布什山水合物丘为例，应用渗漏天然气形成水合物的动力学模型，探讨了水合物生成热和渗漏天然气热容热对水合物稳定性的影响：在布什山，水合物天然气渗漏量为1.8 kg/（m²·a）和10%的渗漏天然气沉淀为水合物条件下，10 ka内水合物生成热和渗漏天然气热容热使海底表层的地温梯度增加了3℃/km，在1 km深处的沉积层地温梯度则降低了1.4℃/km左右,温度最大的扰动发生于400 m左右深的沉积层里(增加了0.4℃)，这样的温度场变化使水合物稳定带厚度减少了12 m，使0.06 kg/m ²的水合物分解。     

三塘湖盆地天然气成因及成藏分析

通过研究三塘湖盆地马朗凹陷中上三叠统-中下侏罗统煤系烃源岩有机质类型(主要为Ⅲ型)及其演化程度(RO为0.5%~0.6%)和天然气特征(高含量烃类成份,高干燥系数,甲烷碳同位素较轻,乙烷和丙烷碳同位素较重),认为该凹陷天然气符合煤成生物-热催化过渡带气特征,并指出该套源岩从白垩纪开始进入煤成生物-热催化过渡带气生成阶段,其气源贡献可延续至第三纪末乃至更晚。     

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。     

水合物气资源经济评估模型

以国际上常用的收益现值法为评估方法，结合天然气水合物开采的特点，建立了水合物气经济可采性分析模型，并通过对各种影响因素的量化处理，建立了各经济参量的表达式，使模型更易于实际操作。模拟计算的结果显示，即使把天然气水合物开采的经营成本提高到常规气体的2倍，地面工程投资提高至常规气开采的3倍，税率提高到25％，水合物气开采净现值仍然为正值，即仍然可以从天然气水合物开采中获得巨大的经济效益。     

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天然气水合物是一种具有巨大潜能的新型非常规能源资源,其对常规油气藏可起到很好的封盖作用。以国内外天然气水合物的研究成果和进展为基础,通过讨论天然气水合物的形成机制、演化特征以及 分布规律,系统分析了天然气水合物可以得天独厚地封盖油气藏的机理,探讨了其对油气藏尤其是气藏聚集和保存的控制和,提出了天然气水合物聚集和保存油气的多类地质模式,如垂向遮挡和侧向遮挡、披覆遮挡和接解遮挡以及同生遮挡和后生遮挡竺     

天然气水合物生成及分解的工艺流程设计

天然气水合物技术可显著降低天然气储运费用，提高天然气储运的经济性和安全性，受到了工业界的普遍重视，而设计研究高效的水合物生产工艺则是其工业化应用的基础。目前的天然气水合物工艺流程普遍存在着投资大、生产效率低、经济性差的缺点。为此，从水合物的基本组成出发，从降低能耗、优化水合物生成及分解的温度与压力、提高生成及分解的反应速率等方面对流程进行了设计：进入水合物反应釜前，水和天然气各自以一条支路流动；水从上支路泵入反应釜，而天然气则从下支路喷入反应釜；反应釜内温度控制为10 ℃，压力控制为5 MPa。综合考虑了各种分解方法的优缺点，选用加注热水法作为水合物分解的激发方式。该流程是专为固态天然气储运技术而开发的，具有成本低廉，可以高效连续制备、分解固体天然气等优点。     

海底渗漏系统水合物生成过程实验模拟

根据天然气水合物渗漏系统的形成特征,设计了一套模拟实验系统,即在低温环境中,采用体积为4.62 L的透明反应釜,在釜底放置50 mm厚的河砂,将二氧化碳气体从釜底部的射流器口喷射进入砂层,在一定的低温(0.5～3℃)和压力范围(1~4 MPa)下进行了水合物快速生成模拟实验。实验结果表明,该系统可以模拟海底渗漏体系水合物形成过程,水合物形成特点和形态与海底拍摄的情景相似;2℃和3 MPa条件下,得到二氧化碳水合物生成过程中二氧化碳消耗速度瞬时最大值为203 mol/(s·m2)。