天然气水合物合成及降压开采实验研究

【摘要】： 天然气水合物作为潜力巨大的优质、洁净替代能源,其合成和降压开采的研究具有重要的理论和实践意义。本论文综合运用分析、实验和计算等方式,系统研究了多孔介质中天然气水合物储层的渗透率与水合物饱和度的关系,分析了多孔介质中水合物合成和降压开采的规律。 在参考其他学者文献的基础上,进行了多组多孔介质中水合物的合成实验。通过改变注入气水总量、注入气量和注入水量三种方式来改变水合物在多孔介质中合成的初始压力,分析初始压力对多孔介质中水合物合成的影响,初始压力越高、气体越充足的条件下,水合物合成量越大,合成完成所需要的时间越长。通过改变每次实验的环境温度,分析了温度对多孔介质中水合物合成量和合成速率的影响,实验数据表明,在实验温度范围内,温度越低,水合物合成量越大,所需要的时间也较长。在大粒径的陶粒和小粒径的石英砂两种介质进行了水合物合成实验,经计算分析得到,粒径较小时,合成过程较慢,合成速率变化有多个波峰,水合物有几次剧烈合成过程,粒径较大时,合成过程较快,合成速率变化有一个波峰,有一次剧烈合成过程。 用本实验中得到的数据拟合了前人的水合物藏渗透率与水合物饱和度间的关系式,验证了这些关系式的有效性,同时,给出的新指数关系式也能很好地拟合实验数据,为以后的水合物藏开发及数值模拟提供参考。 进行了相同降压幅度和不同产气速率两种水合物藏降压开采实验。相同降压幅度、不同初始温度的降压开采实验表明,在开采原始温度较低的水合物藏时,应当减小压力降低幅度,防止水合物发生明显的自保护效应,在开采原始温度较高的水合物藏时,水合物的自保护效应不明显,可以适当增大压力降低幅度。不同产气速率的降压开采实验表明,产气速率明显影响了水合物藏的温度和压力,产气速率越大,水合物藏的压力降低越快,温度降低越明显,甚至发生自保护效应,因此要把产气速率定在合理的范围,防止发生明显的自保护效应。 【关键词】：天然气水合物 合成 渗透率 降压开采
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-10
• 1.1 课题的来源及选题的依据8
• 1.2 课题的研究意义8
• 1.3 课题研究目标、研究内容8-9
• 1.3.1 研究目标8
• 1.3.2 研究内容8-9
• 1.4 课题拟采取的技术路线9-10
• 第二章 天然气水合物合成和降压开采实验研究概况10-20
• 2.1 国外研究现状分析10-18
• 2.1.1 Buffett 等人实验研究概况10-11
• 2.1.2 T.J. Kneafsey 等人实验研究概况11-15
• 2.1.3 Youslf 和Sloan 的实验研究概况15-18
• 2.2 国内研究现状分析18-20
• 2.2.1 青岛海洋地质研究所实验研究概况18
• 2.2.2 中科院广州能源所实验研究概况18-20
• 第三章 多孔介质中天然气水合物的合成及影响因素分析20-40
• 3.1 实验系统简介20-22
• 3.2 不同初始压力条件下水合物的合成22-32
• 3.2.1 相同气水比条件下水合物的合成22-28
• 3.2.2 相同注水量条件下水合物的合成28-31
• 3.2.3 相同注气量条件下水合物的合成31-32
• 3.3 不同温度条件下水合物的合成32-34
• 3.3.1 实验材料及步骤32
• 3.3.2 实验结果分析32-34
• 3.4 不同粒径的介质中水合物的合成34-38
• 3.4.1 实验材料及步骤34-35
• 3.4.2 实验结果分析35-38
• 3.5 小结38-40
• 第四章 渗透率与水合物饱和度变化关系40-50
• 4.1 渗透率随水合物饱和度变化的基本规律40-42
• 4.2 渗透率随水合物饱和度变化的实验研究42-49
• 4.2.1 实验概况42
• 4.2.2 实验材料及步骤42-43
• 4.2.3 水合物饱和度的计算43-44
• 4.2.4 实验结果分析44-49
• 4.3 小结49-50
• 第五章 天然气水合物的降压开采影响因素分析50-62
• 5.1 不同初始温度条件下水合物的降压开采50-55
• 5.1.1 实验材料及步骤50
• 5.1.2 实验结果分析50-55
• 5.2 不同产气速率条件下水合物的降压开采55-60
• 5.2.1 实验材料及步骤55
• 5.2.2 实验结果分析55-60
• 5.3 小结60-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

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