深水油气浅层钻井的“三浅”地质灾害

深水浅层钻井过程中可能遇到浅水流、浅层气以及天然气水合物层分解等3种浅层地质灾害(简称"三浅")。要规避这些风险,必须需要开展浅水流、浅层气和天然气水合物成因机理、识别特征及工程危害等方面的研究。国外利用地球物理识别技术和数值模拟方法,结合深水油气钻井测井开展了这方面的研究,在"三浅"地质灾害的形成机理和控制因素方面取得了较为重要的研究进展。目前国内学者利用地球物理方法在南海北部深水区LW3-1大气田的周围发现了超压系统、浅层气和天然气水合物。深水水道砂体的发现也推断南海北部深水区具有"三浅"地质灾害发育的地质条件。随着深水油气勘探开发的不断深入,评估和预测南海北部深水钻井的"三浅"地质灾害十分迫切。     

全球待发现油气资源分布及启示

油气资源具有不可再生性,随着常规油气资源不断枯竭,为满足人类日益增长的能源需求,必须寻找新的替代油气资源。本文综合多家能源研究机构的最新研究成果,认为全球待发现的油气资源主要来自深层、深水、非常规、北极、天然气水合物等,未来的油气勘探开发挑战主要表现在三个方面:一是需要开发的资源类型更加多样化,且不同类型的资源都面临着一定的技术挑战;二是待开发的油气资源储藏特征更为复杂,降低成本和提高效率的压力越来越大;三是管理安全与环境风险的任务越来越重。未来的资源机会极具挑战性,行业发展更加依赖技术创新。     

水合物生成诱导期研究进展

水合物生成诱导期是用于表征水合物生成过程的重要参数,其研究对于水合物风险控制和水合物技术应用具有重要意义。本文从研究方法、水合物客体分子类型、研究内容和诱导期分布等4个方面总结回顾了国内外近期开展的水合物生成诱导期研究概况,表明其主要围绕诱导期定性影响因素的分析和诱导期定量表征模型的建立两方面展开。介绍了诱导期的主要定性影响因素及其对诱导期的影响规律,阐述了不同类型诱导期定量表征模型的建立过程及其适用范围。结果说明,目前对于水合物生成诱导期定性影响因素的分析研究系统性不强,需要从微观角度对水合物生成及成核机理本质展开进一步研究,而所建立的诱导期定量表征模型也大都只适用于特定条件下的水合物生成诱导期预测。     

水合物浆和冰浆高密度潜热输送研究进展

概括了高密度潜热输送介质——水合物浆和冰浆的研究进展。对比了水合物浆和冰浆的生成方法、生成条件、输送特性等,指出了水合物浆作潜热输送有更大的应用潜力。     

Probability distributions of gas hydrate formation

Induction time distributions for gas hydrate formation were measured for gas mixtures of methane + propane at pressures up to 11.3 MPa using a high‐pressure automated lag time apparatus (HP‐ALTA). Measurements were made at subcooling temperatures between 4.3 and 13.5 K and, while isothermal induction times between 0 and 15,000 s were observed, the median isothermal induction times for the distributions ranged from 100 to 4000 s. A hyperbolic relationship between median induction time and subcooling was used to correlate the data. A graphical interpretation is presented that relates the two types of data that can be acquired by using the HP‐ALTA in one of two modes to study hydrate formation: induction time distributions at constant subcooling and formation temperature distributions observed during linear cooling ramps. The equivalence of these two modes provides a robust method for studying the variation of formation phenomena in different hydrate systems. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59: 2640–2646, 2013     

STUDY OF CAPTURING EMITTED CO2 IN THE FORM OF HYDRATES IN A TUBULAR REACTOR

Stabilizing atmospheric CO₂ concentration requires the development of novel methods for capturing it in the form of permanent reservoirs. Among the proposed methods is CO₂ storage in the form of hydrate. In this study a method was established for CO₂ conversion to hydrate. This method can be applied to bioethanol plants, which produce CO₂ as a by-product of ethanol fermentation. In this regard, a tubular recirculating flow reactor was developed for the study of CO₂ hydrate formation. The experiments were carried out at 279 K and 3.5–5 MPa to determine the rate of CO₂ hydrate formation. Further, a model was developed for prediction of the rate of hydrate formation based on the mass transfer, crystallization, and thermodynamic concepts. The predicted hydrate formation rate was compared to the experimental data in order to validate the model prediction. The predicted results were in good agreement with the experimental data at different operating conditions.     

基于不同状态方程预测气体水合物相平衡条件

气相逸度的计算结果会直接影响气体水合物相平衡条件的预测精度。基于Chen-Guo模型,选取RK、SRK、PR以及PT四种状态方程计算逸度,分别对甲烷、乙烷以及二氧化碳三种不同气体水合物在不同温度范围内的相平衡条件进行计算。结果表明：纯水条件下,RK方程最适合预测甲烷水合物相平衡条件,而PR方程更适合预测乙烷及二氧化碳水合物相平衡条件;对于冰中,SRK方程适合预测甲烷水合物的相平衡条件,PR方程适合预测乙烷水合物的,而RK方程更适合二氧化碳水合物的;对于甲烷水合物,低于218.2 K的预测是导致模型预测精度偏低的原因;对于乙烷水合物,需要提高低于230.2 K的预测精度;对二氧化碳水合物而言,提高对低于270.7 K的预测可以进一步提高模型预测精度。     

氢氧化镁阻燃剂的开发与应用

介绍了氢氧化镁阻燃剂的国内外生产现状和应用情况,提出氢氧化镁阻燃剂是最具发展前景的无机阻燃剂。     

水合物利用技术应用进展

过去的几十年中,对于水合物的研究不单单集中在抑制天然气水合物的生成上,基于水合物的生成利用技术也得到了广泛的研究。基于水合物的生成利用技术是环保和可持续的新技术,利用不同气体生成水合物相平衡条件的差异,可用于气体分离、置换开采。由于水合物具有较高的气体浓度,可用于气体的存储。利用水合物较高的化解潜热,可将其用于蓄冷。本文综述了国内外水合物技术的研究应用现状,分析了水合物技术在气体分离与存储、溶液浓缩分离、蓄冷、二氧化碳（CO₂）置换开采等领域有前景的研究方向。但是其水合反应速率慢、生成压力高、后期分离困难,极大地限制了水合物利用技术的工业应用。展望了水合物技术未来的研究发展方向,开发安全、高效和环保的水合物促进剂,开发高效水合物反应设备,开发连续水合物工艺,以便早日实现工业应用。     

量热法多孔沉积物内CH4水合物生成过程中的放热行为

掌握天然气水合物在多孔沉积物生成过程中的放热规律对于天然气水合物的资源开发和了解水合物的成藏规律都具有重要意义。本研究通过高压微量热仪考察了石英砂粒径、初始含水率、温度及含盐条件对CH₄水合物在多孔沉积物内生成过程中放热行为的影响。实验结果表明,随着石英砂粒径的减小,水合物生成的放热速率随之增加。随着初始含水率的降低,水合物的放热峰明显增大,但在实验考察时间内,最终的累积放热量和含水率并没有呈现出明显的相关性。当温度在263.15K时,CH₄水合物生成过程中不存在明显的放热。对于在3.35% NaCl盐溶液体系中进行的甲烷水合物生长放热实验,发现其放热规律与在纯水体系下的放热规律具有较高的一致性,但其总体放热速率和累积放热量较纯水体系更低。实验结果呈现了良好的规律性,对进一步开发量热仪在水合物生成动力学方面的应用具有一定的参考价值。