天然气水合物一维模拟试验装置研究

为给天然气水合物的勘探开发提供技术支持,必须掌握其稳定生成、分解和开采规律,因此,设计一套天然气水合物模拟试验装置。由相似理论和相似条件,得出有关天然气水合物模拟装置的一系列技术指标。依据此技术指标,设计了天气水合物一维物理模型。该装置引入了先进的工控机和模糊控制算法,模型内温度控制精准,参数测量准确。设有可视化窗口,在试验过程中能清晰地看到水合物的生成及分解过程。试验表明:该试验装置能较好地模拟天然气水合物的稳定生成和分解过程,为勘探开发提供宝贵的分析资料。     

南海沉积物天然气水合物饱和度与电阻率的关系

在天然气水合物勘探中,阿尔奇公式是由电阻率测井数据估算沉积层含水合物饱和度的基本公式,是对含油(气)岩心进行实验总结出的规律。但是对于水合物填充于多孔介质孔隙的沉积物,其电阻率与沉积物的物性以及水合物在孔隙的微观分布状态有关,可能存在一定的非阿尔奇现象,因此采用电阻率估算饱和度需要进行一定的校正。采用交流电桥法测量了3.5 % 盐水饱和的南海沉积物以及水合物在水饱和的沉积物中形成过程中的电阻率数据。水合物形成过程中其电阻率随着含水合物饱和度的增大而增大,尤其在低水合物饱和度(S_h<22 % ),其电阻率随着水合物的生成异常增大,含水合物沉积物的电阻率由水饱和的1.667Ω·m增大到含水合物饱和度为45 % 的2.661Ω·m。对于含水合物的沉积物,其双对数坐标系的电阻率增大指数和含水饱和度并不是阿尔奇公式所描述的直线关系,其饱和度指数n不是定值1.938 6,而随水饱和度S_w的增加而增加。当54.8 % w<78.6 % 时,n小于1.938 6;当S_w>78.6 % 时,n大于1.938 6。     

沉积物中天然气水合物生成与分解过程的电阻率变化

测定天然气水合物在沉积物形成和分解过程中电阻率的变化对海底天然气水合物的勘探开采具有重要的意义。利用设计的水合物实验装置,以99.9%的甲烷气体—3.5%氯化钠溶液—南海沉积物为研究体系,模拟测量了温度周期变化下海底沉积物中天然气水合物形成与分解过程的电阻率。实验结果表明：当水合物在沉积物中生成时,沉积物电阻率增大。水合物初始成核时,沉积物的电阻率从4.493Ω·m减小至3.173Ω·m,随着水合物的大量形成、聚集,沉积物的电阻率增大至3.933Ω·m,最后随着松散的水合物逐渐老化致密,沉积物的电阻率逐渐减小趋于稳定至3.494Ω·m。当水合物分解时,沉积物电阻率减小。沉积物的电阻率随水合物的分解从6.763Ω·m减小到2.675Ω·m,最后趋于稳定至2.411Ω·m。温度震荡可促进沉积物中高饱和度水合物的形成,并且沉积物的电阻率随水合物饱和度增加而增大。样品的水合物饱和度从初次水合物生成时的21.80%增大到水合物再次生成时的82.17%,其电阻率从3.494Ω·m增到6.763Ω·m。     

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。     

天然气水合物合成实验软件系统的设计

为了采集天然气水合物合成试验中的数据,设计了这套系统,针对所要解决的问题包括数据的采集,设备的控制,采集数据的动态显示,数据的保存,以及数据的回放,提出具体解决方法,最后介绍软件的主要界面及功能。这套系统已经在实验中得到较好应用。     

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。     

多孔介质水合物天然气开采分析模拟

由于在冻土层和海洋环境中存在着大量的天然气水合物，因此天然气水合物将成为未来的替代能源。但是，至今尚未对各种开采方法中来自水合物的天然气开采潜力进行充分调查研究。本项研究介绍了一个简单的分析模型，该模型通过减压方法从多孔介质中分解水合物，从而模拟天然气开采。我们认为分解带的热传递、水合物分解内动力学和气水两相流动是涉及多孔介质中水合物分解的三种主要机理。本项研究对涉及物理性质实际变化范围的三种机理的相对重要性进行了比较。实例研究表明，气水两相流动的影响比热传递和水合物分解内动力学的影响小得多。考虑到速度控制作用，开发出的分析模型可以预测在多孔介质中天然气水合物分解的动态特征。模型已用于进行敏感性研究，已便调查在水合物储层进行商业性天然气开采的可行性。研究结果表明，从天然气水合物储层中能够采出大量天然气，水合物叠加在含气带上方。在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大的永久冻土区中已发现了这种天然气水合物储层。     

开采天然气水合物的油藏模拟

分析模型不足以模拟天然气水合物储藏的开发。模型选用常规三维热油藏模拟软件模拟水合物顶气藏和天然气水合物的开发。该模型包括水合物相特性、热流和储层压实。应用油藏模拟软件可以进行实验数据的拟合、计算井的产能及评价开发方案。此外还可检验固态水合物层的开发方案     

天然气水合物资源勘探开发现状

天然气水合物是一种极为丰富的天然气后备资源。自从前苏联在西西伯利亚成功地开采了世界上第一个水合物气藏以来，全球范围内有关天然气水合物的研究和资源普查勘探活动异常活跃，文献上不断有在陆地和海洋发现天然气水合物的报道，勘探前景十分诱人。本文着重介绍了天然气水合物的结构及物化性质，全球资源量及勘探开发成果，以期引起国内石油天然气工业对这一战略后备能源资源的注意与重视。     

水合物法储运天然气技术

以天然气水合物方式储运天然气是一种新型的既安全可靠,又能大幅降低运输费用的方式。文章从天然气水合物制备、储存、运输和分解四个方面分析了水合物储运的相关技术,指出了存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

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。     

天然气水合物—既有麻烦,又是巨大潜在能源

在天然气开采、输送及加工的过程中,天然气水合物的生成给正常生产操作带来困难,然而,天然气水合物作为一种潜在的能源,对未来社会的发展具有深远的意义,水合物的研究工作正引起国内外的关注,本文主要介绍天然气水合物的概况。     

天然气水合物实验装置

天然气水合物是一种非常规天然气资源,其储量远大于天然气储量,因而对天然气水合物的研究已逐渐演变成为一门新兴的学科而得到广泛的关注。文章主要介绍了具有20世纪90年代国际先进水平的天然气水合物实验研究设备－蓝宝石水合物装置,并对其结构组成、工作范围、性能指标、作用功效以及开发应用作了详细的阐述。旨在充分开发此装置的各项功能,以便今后开展更深入更实际的研究工作。     

海底沉积物中热解成因天然气水合物的形成与分布

利用中国石油大学自制的一维天然气水合物成藏模拟装置,采用常规热解成因气为气源,海底沉积物为多孔介质,进行了水合物形成模拟实验,并采用电阻率法对沉积物中水合物形成与分布进行观测分析.结果表明,沉积物不同部位电阻率的变化不同,沉积物中下部电阻率先增加后趋于稳定,中上部电阻率呈降低-增加(或稳定)-降低-增加-稳定的变化趋势,这种电阻率的变化反映了不同部位的水合物的生成和分布.在中上部水合物诱导成核时,中下部已进入水合物生长阶段,由于温度梯度的影响,水合物生长缓慢,分散状分布;在气体供应充足的条件下,中上部水合物能大量生成,呈块状分布.在上述分析的基础上建立了沉积物中水合物生长与分布模式.     

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。     

随机介质理论模拟天然气水合物羽状流

天然气水合物是一种具有良好勘探前景的资源,羽状流发育地区通常会发现富含天然气水合物的储层。但其非均质性较强,刻画难度较大,而常规数值模拟方法是以均匀介质或层状介质理论为基础,因此很难对天然气水合物羽状流进行完整的描述。介绍了随机介质建模的基本理论,在建立天然气水合物羽状流模型时,引入了随机介质建模理论。从模拟的结果可以看出,该方法可以灵活、准确地描述天然气水合物羽状流的特征。     

天然气水合物生成条件的计算

本文开发了一种预测天然气水合物生成的简单方法，此法无需使用三个热力学照态性质参数Δμｗ＾０、Δｈｗ＾０和ΔＶｗ。对于不同混合物及不同组成的天然气所得计算结果与实验值有很好的一致性。