摘要：海洋油气田的高效、安全开采是践行国家深海战略、探索未来战略能源的必要手段。在深海低温、高压环境下运行的多相混输管道的堵塞已成为能源行业安全生产和流动保障的棘手问题,而天然气水合物的快速形成是造成这一问题的主要诱因。明晰油水体系水合物浆液的堵塞机理,开发设计绿色、环保的低剂量水合物抑制剂,掌握浆液的流动特征,将为深水油田多相混输管道的流动保障提供理论基础和技术指导。为此,本文从水合物堵塞过程、化学法防治以及水合物浆液的流动特性等方面总结概括了油水体系水合物浆液的流动保障研究进展。油水体系水合物堵塞主要由水合物的生长、聚集、管壁黏附和着床沉积造成,文章提出:应量化水合物生长、聚集、管壁黏附和着床沉积等因素对流动阻力和管道堵塞的影响,建立科学的工业管道水合物堵塞风险评估理论体系;借助微观尺度实验和分子动力学模拟,厘清不同类型的动力学抑制剂(KHIs)抑制机理和防聚剂(AAs)防聚机理;将实验探索、理论分析和数值模拟相结合,解耦颗粒微观行为与流场宏观物理参数间的关系,定量表征浆液流变性和流动阻力。

摘要：设计了一套实验装置,结合瞬态面热源法来测量混合气水合物导热系数及含混气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数.在-10℃～5℃,压力6.6MPa下,含体积比甲烷90.01%,乙烷5.03%,丙烷4.96%的混合气与0.971molm3十二烷基磺酸钠水溶液生成的水合物的导热系数约为0.55W(m·K),并且其值随温度的上升而增高,呈玻璃体导热特性.由于“爬壁”效应的存在,混合气与饱含SDS水溶液的沙子多孔介质反应生成含混合气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数(约1.2W(m·K))显著低于含四氢呋喃水合物的沙子多孔介质的值(约1.9W(m·K)).虽然本实验使用了SDS来加速和促进水合反应的进行,但是水合物样品中依然存在游离水,因此本研究采用了温度振荡法来进一步促进含SDS水溶液的水合反应进行,研究发现当浴槽温度在-10℃～4℃间周期变化时,游离水在水的相变温度区附近转变为水合物,通过几个周期的温度振荡,样品中的游离水被完全消耗掉.最后通过对含不同浓度SDS的四氢呋喃水合物导热系数测试,讨论了实验中加入SDS对水合物导热系数的影响,结果认为本实验中加入的SDS量对测试结果影响很小(±1.5%).

摘要：水合反应器的研究与开发是天然气水合物技术产业化的关键之一。介绍了水合物的生成机理,分析了影响水合反应器开发中的传热和传质问题,综述了水合反应器的研究概况,提出了水合反应器结构设计中须提供特殊的机械单元以促进反应器内物料迅速混和、气液固表面快速更新和局部水合反应热迅速移除。指出了当前研究较多的管式、射流式、塔式、流化床和超重力水合反应器的优缺点。由于流化床和超重力水合反应器具有生产效率高、传质和传热性能优异、反应速率快、单位质量水合物生产能耗较低等优点,成为天然气水合反应器进一步研究的重点。

摘要：在自行设计的装置上,进行了恒流量(25mL/min)条件下注入不同温度(24.2,40.3,59.5,80.1℃)质量分数为99.5%的乙二醇溶液(抑制剂)分解丙烷水合物的实验,研究了注入温度不同时丙烷水合物分解过程中温度和气相压力的变化规律。实验结果表明,随乙二醇溶液注入温度的升高,丙烷水合物分解时间缩短;通过计算得到丙烷水合物的平均分解速率介于60.63～140.70mmol/(min.L)之间,并随注入温度的升高而增大;提高注入温度有利于丙烷水合物的分解。与注入纯水分解丙烷水合物的实验结果相比,乙二醇溶液的注入可降低丙烷水合物的分解热,加快丙烷水合物的分解速率。

摘要：试验研究了HCFC-141b在含盐溶液中的水合和分解过程,测定了水合物分解后的盐度变化。结果表明,HCFC-141b在盐水中生成水合物的过程中,盐水的浓度对水合物生成的过冷度有一定影响,浓度太低或太高都对过冷度影响不大,1.0%的氯化钠可以有效减小过冷度。测量水合物分解后的水溶液发现盐度显著降低,用水合物的生成和分解可以达到海水淡化的目的。根据水合物的特点设计了水合物法海水淡化的试验装置,筛选了适用于该方法的水合物工质,其中乙烷为最好的水合物法海水淡化工质。通过计算发现加大气体流量、提高充气压力和改善生成条件可提高淡水产率,当50%的气体参加水合反应则淡水产率可提高到***-1。

摘要：测定天然气水合物在沉积物形成和分解过程中电阻率的变化对海底天然气水合物的勘探开采具有重要的意义。利用设计的水合物实验装置,以99.9%的甲烷气体—3.5%氯化钠溶液—南海沉积物为研究体系,模拟测量了温度周期变化下海底沉积物中天然气水合物形成与分解过程的电阻率。实验结果表明:当水合物在沉积物中生成时,沉积物电阻率增大。水合物初始成核时,沉积物的电阻率从4.493Ω·m减小至3.173Ω·m,随着水合物的大量形成、聚集,沉积物的电阻率增大至3.933Ω·m,最后随着松散的水合物逐渐老化致密,沉积物的电阻率逐渐减小趋于稳定至3.494Ω·m。当水合物分解时,沉积物电阻率减小。沉积物的电阻率随水合物的分解从6.763Ω·m减小到2.675Ω·m,最后趋于稳定至2.411Ω·m。温度震荡可促进沉积物中高饱和度水合物的形成,并且沉积物的电阻率随水合物饱和度增加而增大。样品的水合物饱和度从初次水合物生成时的21.80%增大到水合物再次生成时的82.17%,其电阻率从3.494Ω·m增到6.763Ω·m。

摘要：从蓄冷空调的应用背景出发,简述了蓄冷空调技术的发展与现状,并在此基础上详细介绍了气体水合物蓄冷技术,从气体水合物蓄冷工质的选择、气体水合物结晶\熔解特性改善及气体水合物蓄冷装置设计3个方面对目前的研究现状进行了描述。

摘要：天然气水合物是一种潜在的洁净能源资源,我国南海有丰富的储量,被认为是后石油时代的重要战略资源之一,然而目前大部分的海洋天然气水合物开采都受到出砂影响。针对深水天然气水合物开采过程中易出砂的现象,通过前期的出砂实验、理论和数值模拟,提出了海洋天然气水合物开采过程中固相(砂和水合物)控制方案。总结了天然气水合物开采过程中出砂特性和防砂案例,提出大颗粒水合物对泥质粉砂具有挡砂作用,进而影响防砂设计精度。据此,根据开发角度的天然气水合物藏6类细分,提出了考虑水合物颗粒本身及其分解作用的固相控制方法。结合南海天然气水合物储层公开资料,设计出相应的固相控制精度,以期最终形成出砂/防砂/井筒携砂/水合物二次生成预防为一体的固相控制体系,为南海天然气水合物安全高效地商业开发提供参考。

摘要：介绍了气体水合物蓄冷工质的选择、气体水合物促晶技术措施及气体水合物蓄冷装置设计等方面的研究。为气体水合物蓄冷技术尽快走向实用化 。

摘要：目前用于研究海底渗漏型天然气水合物(以下简称水合物)形成与分解动力学特征的实验装置和实验系统非常少,且普遍不具备大的反应空间和适合海底的高压环境,更不能提供与反应空间匹配的气体流通量范围。为此,设计了一套模拟渗漏体系里气体移动并在可视化分段、分相环境下形成水合物的综合实验系统,整套实验装置由5个部分组成:①反应系统,主要是可视化大容积高压透明反应釜;②与反应釜连接、并为反应釜提供所需压力的供气系统;③为反应釜提供所需温度和湿度的温控系统;④与反应釜连接并为其提供真空环境和保证气体顺利循环的动力系统;⑤与反应釜连接,实时采集温度、压力、电阻率、压差和流量数据并记录处理数据,观测试验进行的数据采集系统。实验结果表明,该实验系统能获得准确可靠的各种数据(气体流量、压差和电阻率等),可以模拟不同流通量和压差下水合物形成与分解的过程,为实际海底类似条件的水合物研究提供实验数据和理论参考。