沉積物中甲烷水合物的CO_2置換實驗

【摘要】：CO_2置換法是一種具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益的天然氣水合物開采方法,如何測定CO_2置換沉積物中甲烷水合物的置換速率以及怎樣提高置換效率一直備受關(guān)注。為此,利用自行研制的實驗裝置,分別進(jìn)行了置換溫度、甲烷水合物飽和度兩個因素影響下的CO_2置換沉積物中甲烷水合物模擬實驗,探討了這兩個因素對CO_2置換效率的影響規(guī)律,并對得到的影響規(guī)律進(jìn)行了置換反應(yīng)物理過程和相關(guān)理論分析。結(jié)果表明:①在實驗條件下置換反應(yīng)過程經(jīng)歷快速反應(yīng)和緩慢反應(yīng)兩個階段,快速反應(yīng)階段的甲烷產(chǎn)氣過程受表層甲烷水合物分解過程所控制,而緩慢反應(yīng)階段的甲烷產(chǎn)氣過程受氣體在孔隙水或者冰內(nèi)的擴(kuò)散過程所控制;②甲烷水合物分解方式包括吸收CO_2水合物合成釋放的熱量而分解與降壓引起的分解,前者主要由孔隙水或冰的含量決定,而后者主要與溫度和壓力條件有關(guān);③置換效率隨置換溫度的增加和甲烷水合物飽和度初始值的減小而變大,置換出來的甲烷氣體量隨置換溫度和甲烷水合物飽和度初始值的增加而增大。結(jié)論認(rèn)為,CO_2置換法更適用于水合物飽和度較高的海域甲烷水合物地層。 【作者單位】： 國土資源部天然氣水合物重點實驗室·青島海洋地質(zhì)研究所;中國石油華北油田公司第四采油廠;中國地質(zhì)大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 甲烷水合物 二氧化碳 水合物飽和度 置換溫度 置換速率 置換效率
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年基金項目“二氧化碳在甲烷水合物沉積層中垂向擴(kuò)散機(jī)制研究”(編號:41306065)
【分類號】：TE37
【正文快照】： 天然氣水合物(以下簡稱水合物)是由天然氣(主 驗裝置,該裝置采用時域反射(TDR)技術(shù)實現(xiàn)沉積物要是甲烷)和水在較低溫度和較高壓力條件下形成的 中水合物飽和度的實時原位監(jiān)測。高壓反應(yīng)釜為縱向籠形結(jié)晶化合物,具有分布廣、儲量大和能量密度高等 結(jié)構(gòu),內(nèi)筒直徑為68 mm,高為650

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