天然气水合物声学测试技术

储层声学特性研究是天然气水合物地球物理勘探和资源评价的基础。由于野外探测技术难以同时获取水合物饱和度和声学特性参数,现多采用实验研究的办法获得。文章在综合国内外有关文献基础上,对水合物声学特性实验装置及声学测试技术进行了全面分析,并指出目前水合物声学实验与测试技术存在的优缺点和发展态势。     

天然气水合物气液分离方案设计与样机试制

针对海域天然气水合物降压开采过程中气相含液严重影响水合物采收率的问题,结合我国南海神狐海域天然气水合物的实际工况,提出了一种天然气水合物气液螺旋分离装置设计方案,基于压缩因子校正的理想气体状态方程和Dean-Stiel黏度模型,计算了开采地层温压条件下天然气的物性参数,结合计算的关键零部件的结构参数,完成了气液螺旋分离装置的结构设计,同时开展了天然气水合物气液螺旋分离装置的样机试制与试验测试。研究结果表明：天然气实际开采过程中,气体流量较小,液相含量较低,适宜采用螺旋分离装置;在实际开采地层中天然气的密度为130.785 kg/m³,动力黏度为0.018 2 mPa·s,确定天然气水合物气液螺旋分离装置的螺距为70 mm,圈数为7,螺旋体管外径为105.0 mm;在液相体积分数10%以下,样机分离效率整体在90%以上。研究结果可为高效安全地开发天然气水合物资源提供技术支持。     

南海北部神狐海域W19井天然气水合物储层类型与特征

针对南海北部神狐海域天然气水合物储层物性研究不系统,储层评价标准不明确等问题,运用岩心观察、激光粒度测试、扫描电镜和XRD测试等方法,剖析了神狐海域W19井天然气水合物储层的岩性、物性特征,并对其天然气水合物储层进行分类和有效评价。研究结果表明：神狐海域W19井处于能量较低且相对稳定的沉积环境,不同储层类型的水合物赋存状态不同;根据W19井天然气水合物岩性、物性及天然气水合物赋存状态等特征,将神狐海域水合物储层分为有孔虫控制型、石英控制型及黏土控制型。该研究可为海洋天然气水合物储层的勘探提供地质依据及理论指导。     

基于电阻率测量一维天然气水合物模拟试验装置

针对当前天然气水合物勘探技术的现状,设计了一种天然气水合物模拟试验装置。该装置不仅能模拟多孔介质中天然气水合物的生成和分解过程,而且能够实时测量天然气水合物电阻率的变化,根据电阻率的数值来判断天然气水合物的状态变化,从而实现对天然气水合物的有效探测。试验测试结果证明,该装置工作稳定可靠,完全可以为天然气水合物的基础研究提供技术支持。     

天然气水合物实验装置及其发展趋势

研究天然气水合物离不开实验模拟。分析了国内外水合物实验装置设计和发展情况及相应的实验研究内容,总结了水合物实验系统构成,探讨了我国与国外水平的差距,最后归纳了国内外水合物实验装置研究特点与技术发展趋势,并给出了提高我国水合物综合实验研究水平的建议。     

天然气水合物开发技术研究进展

天然气水合物资源的开发利用离不开高效开发技术的支撑,这些技术包括可促进天然气水合物原地分解的技术与适用的天然气水合物钻完井技术.对天然气水合物开发技术进行了调研,当前天然气水合物开发所采用的方法主要包括加热法、降压法与二氧化碳置换法,开采井主要采用单一直井.分布式光纤测温系统、井下温压计、井筒防砂装置及井下气液分离装置...     

天然气水合物实验装置的比较

天然气水合物是一种类似冰的笼形晶体水合物。水合物早期的研究主要是为了解决油气工业生产过程中管道和设备的堵塞问题 ,随着在海洋和冻土带中大量天然气水合物的发现 ,天然气水合物作为未来潜在能源得到许多国家政府和科研工作者的重视。天然气水合物的实际应用已从最初的石油、天然气工业扩展到化工、能源、环境保护等领域。天然气水合物的实验装置是水合物研究的基础 ,为水合物的应用提供基本数据。水合物实验装置按实验方法可分为动态法实验装置和静态法实验装置。通过对两类实验装置的结构组成、性能指标、作用功效等详细的比较和研究 ,得出其各自的应用特点 ,充分开发实验装置的各项功能。在今后的研究工作中可依据要求选择合适的实验装置 ,以便开展更深入更实际的研究工作     

水合物储运天然气技术研究进展

水合物储运天然气技术涉及水合物快速合成、安全运输以及高效分解三个主要环节。在水合物快速合成技术研究方面,主要通过对比不同添加剂对水合物合成的促进效果,优选适用于不同实验条件的水合物快速合成促进剂;此外,还通过研制新型水合物快速合成装置与方法,提高了搅拌法、喷淋法与鼓泡法合成水合物的效率。在水合物安全储运方面,已由早期直接将水合物储存于储运船舱体演化为将水合物储存于独立的水合物储运单元,研制了多种类型的水合物储运装置,为水合物装卸与再气化提供了便利。同时,还探索了水合物储运天然气技术的经济性。天然气的常用储运技术与水合物储运技术的对比研究揭示,水合物储运技术具有经济可行性,而且该技术对温压条件要求不高,在安全性方面也具有优势。因此,水合物储运天然气技术具有良好应用前景,值得重视。     

一种喷雾方式制备天然气水合物的实验系统

根据目前的水合物制备技术,设计了一套以喷雾强化方式制备天然气水合物的实验系统,并对水合物的制备过程进行了实验研究。整个系统包括实验装置的硬件组成和恒温控制与数据采集软件系统。实验证明,这套系统能很好地应用于天然气水合物制备过程的特性和工艺研究。     

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研制了一套易于开启的天然气水合物实验装置，使合成的水合物很容易取出以便直接测定其储气量。设计加工了一套利用天然气水合物在真空下分解测量其气体体积的实验装置，提出了一种直接测定甲烷水合物储气量的方法—容积法，并测定了在不同条件下生成的甲烷水合物的储气量。与传统的重量法相比，容积法的可操作性强，受环境因素和人为因素的影响小，精密度与准确度高，能够比较准确地直接测出甲烷水合物的储气量，在天然气水合物资源量评价及天然气运输技术方面，都有广阔的应用前景。     

天然气水合物取样装置的研究现状及进展

天然气水合物是一种潜在的巨大能源,发展天然气水合物勘探技术,准确确定天然气水合物的分布与蕴藏量,对我国天然气水合物产业的建立具有至关重要的作用。在调研国内外相关资料的基础上,介绍了目前国内外天然气水合物取样装置的研究现状,包括深海潜水观测取样装置、深海浅孔取样装置和深海深孔取样装置。并建议开展海洋钻井船的研制工作,可优先考虑将石油勘探钻井船改装成天然气水合物勘探钻井船;同时还要保证其取样位置的稳定性,可采取动平衡原理,通过涡轮旋转来抵消海流的作用。与深海深孔取样技术配套的海洋钻井船,可实现对深海的天然气水合物的钻探取样工作。     

天然气水合物微钻实验台设计

为了更好地掌握天然气水合物钻井过程中温度、压力以及循环液对水合物分解抑制及诱发分解机理 ,设计了人工合成天然气水合物微钻实验台。该设备为科研人员在实验室内进行天然气水合物形成条件、模拟自然环境下的天然气水合物钻采以及钻井工艺实验研究提供了良好的实验基础。介绍了设备的主要组成、材料选择及各部件的主要工作机理、设备可适用的实验内容等。该设备将合成装置与微型钻台有机地结合在一起 ,对模拟实际钻井条件 ,进行天然气水合物的勘探和开发研究具有重要的实际意义和科学意义。     

基于模型正演的天然气水合物定量描述

天然气水合物地震识别技术已从定性预测、半定量预测发展到定量描述，而在没有实测钻井资料的区域，如何开展天然气水合物量化描述是地震识别天然气水合物的难点。基于模型正演的天然气水合物量化描述技术提供了解决之道。文中以中国南海海域实际地震资料为例，利用地震多属性圈定天然气水合物发育区；再结合大洋钻探（ODP）数据不断调整沉积层速度和密度组合关系，建立与地震波组响应特征高相似度的水合物矿体正演模型；最后依据天然气水合物饱和度矿体与纵波阻抗关系量板，利用叠前弹性反演完成天然气水合物矿体空间分布及物性参数预测，为天然气水合物储量估算提供了基础。     

天然气水合物三维成藏物模实验系统的构建与检验

现有的天然气水合物（以下简称水合物）成藏模拟装置侧重于合成少量均相水合物或含水合物沉积层,受制于装置体积,而某些影响因素如地温梯度等难以在室内实验中再现。为此,提出了建立水合物成藏大型三维物模实验系统来解决相关问题的技术思路。首先通过调研分析,确定了系统的设计指标：最大工作压力为32 MPa,模拟地温梯度介于3～6 K/100 m,可再现自然界扩散、渗漏、原位3种水合物成藏机理。据此建立了物模实验系统：①系统主体高压反应釜容积为196 L,内置30个PT100温度传感器、30个电阻率探测电极、16对声偶极子,构成覆盖整个沉积层的传感器点阵;②系统可在海底和陆地水合物成藏典型温压条件下模拟多种天然气供气方式,考察水合物的动态生成行为,以及成藏后新鲜海水循环下的水合物动态演化行为。试运行结果表明：该系统满足设计指标中提出的各项要求,实验流程可确保安全、稳定、长期运行;传感器经过标定后,可以准确测定各个物理量。最后,通过测定实验介质的多项物性参数值,进一步验证了该系统的可行性和可靠性。     

美日合作完成天然气水合物开采技术实地试验

美国能源部（DOE）宣布,已经在阿拉斯加北部陆坡完成一项可安全开采天然气水合物的技术测试。在这项最初的小规模试验基础上,能源部将启动一项新的研究工作,在北极地区开展长期的开采试验,同时采用另外的技术研究美国墨西哥湾地区天然气水合物大规模定位、表征及安全的开采。DOE已经与康菲石油公司以及日本石油、天然气与金属司合作,采用由挪威Bergen大学和康菲通过实验合作开发的一种独特的生产工艺,开展了天然气水合物开采试验。     

天然气水合物开采研究获进展

在研制天然气水合物一维开采实验模拟系统的基础上，中国科学院广州能源研究所天然气水合物开采技术团队成功研制出国内第一套天然气水合物二维开采实验模拟系统。初步测试结果表明，该系统能有效模拟海底天然气水合物的生成及分解过程，可以对现有的开采技术进行系统的模拟评价。较之一维开采模拟系统，该系统采用更加先进的手段测量多孔介质中气、液、固（水合物）的含量及分布，并能够更加真实的模拟实际水合物地层特征。     

表面活性剂对天然气水合物合成影响的实验研究

为研究钻井液化学成分对天然气水合物的影响作用,利用天然气水合物人工合成实验系统进行了天然气水合物的人工合成实验.在天然气水合物的合成过程中,分别对天然气-水溶液体系中加入表面活性剂(Sodium Dodccyl Sulfate)与未加入表面活性剂时水合物的生成时间、生成温度、生成压力及表面活性剂的浓度等对生成过程的影响进行了实验.在加入表面活性剂的天然气-水溶液体系中,由于表面活性剂的存在加速了气体和水溶液体系的接触面,从而加速了水合物的生成、降低了水合物的生成压力、提高了相同条件下的生成温度,即表面活性剂的存在改变了天然气水合物的生成条件,而且增加了水合物中的含气率.因此,表面活性剂用于配置钻井液有利于保持天然气水合物井的井壁稳定.     

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天然气水合物是一种非常规的、洁净天然气资源，开采难度大。文章主要介绍了水合物实验研究设备——天然气水合物合成及微钻实验装置。该设备为科研人员在实验室内进行天然气水合物形成条件，模拟自然环境下进行天然气水合物钻采以及进行钻井工艺实验研究提供了良好的实验基础。文章介绍了设备的主要组成部分、材料选择及各部件的主要工作机理，设备可适用的实验内容等。     

多孔介质中CO_2水合物饱和度与阻抗关系模拟实验研究

确定沉积物中天然气水合物饱和度是评估水合物资源、开发利用天然气水合物工作中的一项基础而关键的工作.利用青岛海洋地质研究所自主设计、研制的天然气水合物阻抗监测模拟实验装置,研究了CO2气体与去离子水在多孔介质中天然气水合物的生成与分解过程.指出:天然气水合物生成过程会使多孔介质阻抗增大;天然气水合物分解过程导致多孔介质阻抗减小.并且多孔介质的阻抗变化与反应体系的温度压力变化相互对应,能够体现天然气水合物生成与分解各阶段的特点.此外,还利用Archie公式,使用天然气水合物的阻抗值计算多孔介质中水合物的饱和度,得到了多孔介质中天然气水合物饱和度随反应时间的增长曲线.     

放喷测试中天然气水合物形成及预防措施

天然气水合物一直是放喷测试过程中十分棘手的难题,它会对放喷测试产生诸多不利的影响。近年来,随着油气井测试技术的不断发展,天然气水合物的形成也成为了一个重要的研究课题。文章分析了放喷测试中天然气水合物的形成机理,结合现场实际介绍了天然气水合物的预防措施,为天然气水合物的预防及处理提供了可靠的理论依据及技术支撑。