收藏本站
收藏 | 论文排版

冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究

房治强  
【摘要】:进入二十一世纪的中国,经济的发展已是日新月异,所以对于能源的需求也是与日俱增。作为常规能源的煤、石油及天然气已经满足不了经济的快速发展;同时常规能源的无节制使用也造成了诸多环境问题,因此寻求高效节能的能源己被我国所重点关注。 天然气水合物就是一种高效洁净的能源,其特点是分布较广、资源量相对巨大、埋藏浅、存储层规模大、能量密度高等。我国又是世界第三大冻土区,冻土面积约215万km2,具备良好的天然气水合物形成的条件,粗略估算冻土区水合物资源量至少有350亿吨油当量,因此多年来对于天然气水合物的开发与利用都是我国所致力研究的问题。然而有效的开采方法一直是困扰着对其大规模利用的关键所在;对天然气水合物开采理论上已有几种方法:降压法、热激法、注入抑制剂法及理论上的CO:置换法。但是每种方法都有其缺点和局限性;本文在调研了国内外有关天然气水合物开采的数值计算以及有限元模拟基础之上,充分考虑了天然气水合物的热激法开采的机理,通过模拟计算改变开采介质的温度、压力和流速以及作用时间等开采参数来辨别影响天然气水合物开采的主要因素。 本文首先建立数学模型,利用数值计算方法推导出开采天然气水合物所需的能量;其次详细介绍了由吉林大学自主研发的天然气水合物试开采系统及采气系统的工作原理以及对开采系统和采气系统的调试工作;第三有限元模拟;通过对影响天然气水合物开采的温度、压力、流速及作用时间四者的有效组合模拟优化出适合热激法开采天然气水合物的理论参数;同时依据青海木里盆地天然气水合物地层参数和吉林大学自主研发的天然气水合物试开采系统的设备能力进行有限元模拟参数设置,以达到理论模拟与实际的有效结合,模拟优化出适合冻土区热激法开采的工艺参数。 通过上述的工作本文得到了温度是热激法开采水合物的主导因素,同时过高的温度也会带来压力的增大,反而抑制了水合物的分解,所以要将温度与压力同时考虑以作优化。通过优化得出当温度为80℃,压力8MPa,流速为2m/s时热流体影响的半径最大,其水平影响半径可达6.75m。同时将热流体加热至热蒸汽时开采效果更佳,主要是热蒸汽与水合物作用时首先是由气相变为液相时放出大量的热,其次变为液体时在常温常压下仍是100℃的热水,与80℃的热水相比具有更高的能量。但用热蒸汽开采时要充分考虑设备的承受能力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 贺行良;刘昌岭;王江涛;孟庆国;夏宁;业渝光;;天然气水合物气体组成分析技术[J];海洋地质前沿;2011年06期
2 杨曦;张小龙;黄宇;张庆南;王鹏;;天然气水合物生成条件预测方法研究[J];内蒙古石油化工;2011年14期
3 陈大勇;陈晨;冯雪威;;漠河盆地天然气水合物钻探施工中的泥浆冷却系统及其应用[J];地质与勘探;2011年04期
4 邵帅;;天然气水合物研究进展[J];科技信息;2011年18期
5 冯乐;窦鲁星;郑俊;;基于高原冻土与天然气水合物特性的钻井液基液研究[J];科技致富向导;2011年24期
6 郭威;孙友宏;陈晨;张祖培;;陆地天然气水合物孔底冷冻取样方法[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年04期
7 范宜仁;朱学娟;;天然气水合物储层测井响应与评价方法综述[J];测井技术;2011年02期
8 董刚;龚建明;王家生;;从天然气水合物赋存状态和成藏类型探讨天然气水合物的开采方法[J];海洋地质前沿;2011年06期
9 梁裕如;张书勤;;气田采气管线天然气水合物生成条件预测[J];天然气与石油;2011年03期
10 张光学;张明;杨胜雄;雷新华;徐华宁;刘学伟;梁金强;沙志彬;;海洋天然气水合物地震检测技术及其应用[J];海洋地质与第四纪地质;2011年04期
11 唐瑞玲;孙忠军;张富贵;;天然气水合物勘查技术及环境效应研究进展[J];岩性油气藏;2011年04期
12 李桂菊;张军;庄新国;刘平;;基于文献计量的天然气水合物研究方向趋势分析[J];资源与产业;2011年03期
13 夏宁;刘昌岭;业渝光;孟庆国;林学辉;贺行良;;显微激光拉曼光谱测定天然气水合物的方法研究[J];岩矿测试;2011年04期
14 李文强;寇自力;李文雍;王赵;张伟;贺端威;;碳化铝与水反应合成甲烷水合物的实验研究[J];高压物理学报;2011年04期
15 刘玉山;吴必豪;;大陆天然气水合物的资源开发与环境研究刍议[J];矿床地质;2011年04期
16 李灿苹;李敏锋;;天然气水合物储层地震波振幅属性研究[J];广东海洋大学学报;2011年03期
17 ;我国深海海底甲烷原位探测技术取得突破[J];海洋石油;2011年02期
18 张如伟;张宝金;黄捍东;徐华宁;吴建华;;天然气水合物沉积层的AVA特征[J];石油地球物理勘探;2011年04期
19 孟庆国;刘昌岭;业渝光;胡高伟;;沉积物中水合物含气量测定方法[J];海洋地质前沿;2011年08期
20 张美;孙晓明;徐莉;XU HuiFang;KONISHI Hiromi;芦阳;陆红锋;吴仲玮;;南海台西南盆地自生管状黄铁矿中纳米级石墨碳的发现及其对天然气水合物的示踪意义[J];科学通报;2011年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴应湘;;天然气水合物的性质、勘探及开采[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 郑军卫;;加快我国天然气水合物研究工作步伐[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
3 杨木壮;黄永样;姚伯初;金庆焕;;南海天然气水合物资源潜力及其能源战略意义[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 雷兴林;何丽娟;;海洋沉积与天然气水合物形成过程的数值模拟研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
5 王淑红;颜文;宋海斌;;南海南部天然气水合物稳定带厚度及资源量估算[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
6 栾锡武;;天然气水合物的上界面[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 耿建华;邵磊;吴松;吴能友;张光学;;关于南海ODP1144站位天然气水合物进一步探讨[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 王彦瑞;曾树兵;严雪莲;高秀敏;;水合物在海洋天然气运输中应用探讨[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
9 赵群;郝守玲;;天然气水合物的岩石物理:物理模拟研究[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
10 罗艳托;朱建华;陈光进;郭绪强;;天然气水合物资源的开发利用及环境保护[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕琳;天然气水合物(地球物理属性)的神经网络识别方法及软件开发[D];吉林大学;2011年
2 赵江鹏;天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟[D];吉林大学;2011年
3 刘锋;南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
4 孙建业;海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究[D];中国海洋大学;2011年
5 涂运中;海洋天然气水合物地层钻井的钻井液研究[D];中国地质大学;2010年
6 邓辉;台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物识别[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
7 庞守吉;祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究[D];中国地质大学(北京);2012年
8 郭威;天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验及传热数值模拟研究[D];吉林大学;2007年
9 张剑;多孔介质中水合物饱和度与声波速度关系的实验研究[D];中国海洋大学;2008年
10 徐宁;东海天然气水合物地球物理特征及全波形反演方法研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 屈科辉;输送天然气水合物的管道及双流道提升泵流场分析[D];中南大学;2010年
2 房治强;冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究[D];吉林大学;2011年
3 胡志兴;天然气水合物相平衡研究及其应用[D];燕山大学;2011年
4 周越;天然气水合物测井解释方法初步研究[D];吉林大学;2010年
5 毕海波;台西南海域天然气水合物含量估算及地球化学特征分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
6 王峰博;天然气水合物制备过程中的多相流传递研究[D];北京化工大学;2010年
7 庞群利;深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究[D];中国石油大学;2010年
8 李国圣;天然气水合物钻探泥浆冷却系统数值模拟及应用研究[D];吉林大学;2011年
9 郭星旺;祁连山冻土区天然气水合物测井响应特征及评价[D];中国地质科学院;2011年
10 马文婧;南海天然气水合物开发的风险因素分析[D];中国海洋大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张知干;应加强天然气水合物开发[N];中国矿业报;2001年
2 王宪忠;天然气水合物[N];大众科技报;2000年
3 ;何谓天然气水合物[N];上海科技报;2000年
4 赵艳霞;青岛所天然气水合物实验室扩建[N];地质勘查导报;2009年
5 王建高 刘洋;天然气水合物成矿带上界面被首次定义[N];中国海洋报;2009年
6 许莉;总局重奖青藏高原天然气水合物项目[N];中煤地质报;2009年
7 ;与国家需求共呼吸 立科学前沿同攀登[N];中国国土资源报;2010年
8 中国工程院院士 金庆焕;未来的新能源—天然气水合物[N];科技日报;2010年
9 记者 陈惠玲;我海域天然气水合物调查获四大成果[N];中国国土资源报;2011年
10 曹瑞欣;东北开展冻土区天然气水合物勘查[N];中国国土资源报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978