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天然气水合物相平衡研究及其应用

胡志兴  
【摘要】:在发现天然气水合物至今的200年里,天然气水合物矿藏由于其所蕴含的天然气储量巨大而一直受到世界各国政府的关注,因此如何开采天然气水合物成了人们亟待解决的问题;但同时在天然气集输管线中天然气水合物的生成也同样困扰着人们。要解决这些问题,就必须进行天然气水合物的生成机理的研究,所以预测天然气水合物形成条件,对天然气水合物矿藏的开发和防止集输管线中水合物的生成有着重要的理论价值和现实意义。 本文应用了Vander waals-Platteeuw和Guo-Chen相平衡热力学模型,并用半经验气体状态方程马丁-侯方程计算了客体分子逸度,以此为基础建立了天然气水合物相平衡的计算模型,并编制软件对两种体系计算模型进行优选,通过将软件运算结果与已有文献对比,发现Guo-Chen体系热力学模型的计算结果与文献吻合较好。在分析了甲烷体系水合物形成条件后可知气体水合物形成的压力和温度之间的关系为:压力越大,天然气水合物生成的温度越高;压力越小,天然气水合物生成的温度越低。 通过对天然气水合物生成机理的研究和三种天然气水合物开发理念的对比,提出了热力开采法开采天然气水合物,并将蒸汽辅助重力驱油工艺引用到天然气水合物的热力开采中。通过分析整个开采过程中的能量损失,确定了注采井井间距的范围。


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