一、海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用（论文文献综述）
贝科奇[1]（2021）在《运聚条件对海洋天然气水合物成藏过程影响的数值模拟研究》文中认为在传统油气资源逐渐枯竭的当下,天然气水合物作为一种清洁高效的未来能源日益受到世界各国重视,以低温高压为形成条件的天然气水合物在自然界中主要赋存于陆域永久冻土带和海域深海沉积物中。海底天然气水合物分布广泛,然而已有的钻探结果显示海底天然气水合物无论是平面上还是垂向上均呈现出明显的不均匀分布特征,以“运”—流体运移条件和“聚”—沉积层储集条件为代表的水合物成藏要素控制着海底水合物的形成与富集成藏过程。明确不同运聚条件下海底水合物的形成机理和富集规律对寻找高储量、可开采水合物藏的赋存位置具有重要的理论和实际意义。本文以南海北部典型天然气水合物前景区—白云凹陷为研究区,围绕“海底天然气水合物在不同运聚条件的成藏过程”核心问题,采用理论分析与数值模拟相结合的技术方法,探究了储层孔渗条件、地层倾角条件、海底面起伏以及构造通道类型等对海底沉积层中甲烷气体运移、水合物形成与分布的影响,分析了研究区水合物差异性分布的控制因素,提出了高饱和度水合物富集所需的运聚条件,并结合实际资料进行了研究区水合物优势赋存区的预测,研究成果可对我国南海海域天然气水合物勘探及开采工作提供理论参考依据。本次研究主要得出如下结论:（1）储层孔渗非均质性会影响局部水合物温压稳定条件、储集空间以及气体在稳定带内的运移,进而控制水合物形成与分布。结合白云凹陷沉积物中局部有孔虫丰度较高及细粒浊积体不均匀分布的特点,模拟分析了不同孔渗条件（均质、层状非均质、空间非均质）储层对于水合物成藏的影响。研究结果显示储层孔渗非均质性会促进甲烷气体的侧向运移,部分区域气体会出现“绕行”现象,在渗透率高的区域流体运移速率大,甲烷气体饱和度也相对较高,促进了高饱和度水合物的形成。非均质的孔隙度增加了甲烷气与孔隙水的接触面积,提升水合物的生成量。在本次模型中,空间非均质模型相较均质模型甲烷侧向运移距离提升了约28%,水合物累计生成量提升了约16.5%。特别地,当水合物储层呈现为泥砂互层结构时,形成的水合物也会出现较为明显的分层现象,高渗层内水合物饱和度较高,横向展布范围会有一定增加。（2）地层倾角与海底地形的起伏变化会影响海底沉积层中甲烷的侧向运移过程和水合物稳定带分布,进而控制水合物藏的横向展布及厚度。结合白云凹陷陆坡迁移峡谷沉积体系多倾斜地层与海底起伏变化的特点,模拟分析不同倾角（0°,5°,10°,15°）的地层中含气流体运移和水合物形成与富集过程。研究结果显示在倾斜地层上部由于相对较好的气体供给条件和温压稳定条件,水合物饱和度、厚度和侧向展布范围要大于倾斜地层下部。倾角越大,倾斜两侧的水合物饱和度及分布差异越大,水合物藏的非均质性也越强。倾角一定时,地层渗透率与甲烷渗漏速率越大,非均质性越明显。在本次模型中,倾角为15°时相比水平地层在倾斜上部甲烷运移量提升了约23.5%,倾斜下部运移量减少了约18.1%,水合物累计生成量降低了约7.0%,地层倾角对倾斜下部水合物形成的抑制作用要强于对倾斜上部水合物形成的促进作用。同时初步探究了不同起伏地形中水合物的形成与分布规律。在海底面出现下切构造位置,水合物稳定带底界会发生下移,部分水合物沿下切构造侧壁分布,海底面下切深度越大,气体侧向运移和水合物形成的阻碍越大。在海底面出现隆起构造位置,水合物稳定带底界会发生抬升,在浅层气体主要沿隆起侧壁运移,形成与隆起的海底面近似平行的水合物藏。特别地,当隆起构造两侧出现差异性的沉积-侵蚀作用时,沉积作用较强的一侧的更适宜气体侧向运移与水合物形成。（3）典型构造通道（气烟囱、泥底辟和断层）是含气流体运移的良好通道,不同类型构造通道中的流体运移特征不同,形成的水合物藏空间分布特征也不同。结合白云凹陷海底断层、气烟囱、泥底辟等构造通道发育的特点,通过对不同构造通道的刻画,模拟分析了不同构造通道对水合物形成、聚集及空间分布的影响。研究结果显示:在气烟囱上部易形成水平展布的层状高饱和度水合物;在泥底辟构造中,内部超压潜能使得高温流体与甲烷气体一同向上运移,形成具有穹隆状水合物藏,在部分层位水合物平面形态呈环形;区域大尺度断层切穿厚度大,有可能沟通底部烃源岩和浅部水合物稳定带,会促进深部气体向上运输。浅部小断层因为其分布位置和切穿层位的不同,对气体运移和水合物成藏影响也不同,侧翼的低角度断层会促进气体的侧向运移,浅部高角度断层沟通垂向气体通道与水合物稳定带时,会促进高饱和度水合物的形成,沟通垂向气体通道与海底面时则会增加气体向海底泄露的风险。（4）基于白云凹陷某区块实际场地数据构建三维地质模型,综合考虑不同成藏要素的时空耦合配置关系,模拟预测了水合物赋存区位置及其水合物饱和度,并量化分析了不同成因气体对水合物藏的贡献。基于对白云凹陷水合物差异性分布原因的分析,模拟了研究区水合物形成与富集过程,刻画了研究区内水合物的空间分布与饱和度,对水合物优势赋存区进行预测。模拟结果显示:研究区水合物生成量估算为2.90×1012kg,气源类型为生物成因（38.6%）和热成因（61.4%）混合气,以热成因气为主。当优质的储集条件（相对粗粒沉积物区域）与良好的流体运移条件（气烟囱、断层等构造通道）在空间上能较好的耦合时,容易形成高饱和度的水合物藏。最终确定研究区迁移峡谷末端海底扇区、海底峡谷脊部隆起区以及部分沟源断层上部,同时具备相对高孔渗条件的区域为高饱和度水合物藏潜力区带。
王俊杰[2]（2021）在《南海不同成因天然气水合物所赋存沉积物的地球化学特征对比》文中进行了进一步梳理天然气水合物是一种新型的清洁能源,在我国南海所属的海域如琼东南、神狐、东沙和台西南等均已经探明存在巨大的天然气水合物资源潜力。天然气水合物按成因可分为热成因气、生物成因气以及两者的混合成因气,不同成因的天然气水合物在南海均有发现,其成藏和消耗过程也存在一些差别,从而可能导致水合物所赋存沉积物的地球化学特征存在差别。目前对于天然气水合物所赋存的沉积物的地球化学特征的研究很少,尤其是对不同成因的水合物所赋存的沉积物,缺乏对其地球化学特征的对比分析。因此亟需加强这方面的研究,从而充分揭示不同成因的天然气水合物的成藏和消耗过程。本文选取琼东南、神狐和东沙三个海域的四个天然气水合物站位,对部分站位的天然气水合物分解气组分和稳定碳同位素特征,以及全部四个站位的天然气水合物所赋存的沉积物的地球化学特征进行了分析,并结合各项生物标志化合物以及相关地化指标,探讨了不同成因的天然气水合物所赋存的沉积物在地球化学特征上的差异。主要得到以下几点认识:1、四个站位的有机质输入源并不相同,TOC、TN以及沉积物正构烷烃指标显示,来自琼东南的W03、W09以及东沙16站位均显示为海陆混合来源的有机质,而神狐W01站位有机质母源并非典型的自然来源,有可能受到了非常规有机碳输入的影响。2、琼东南W03站位天然气水合物分解气气体组分和甲烷稳定碳同位素结果显示其气体来源为以生物气为主的混合成因气。该站位拥有较高的有机碳含量（TOC）以及较低的总硫含量（TS）,同时部分样品层位出现了较高的孔隙度,这些条件为生物气的产生提供了良好的条件。该站位沉积物的正构烷烃的L/H（轻重碳数比）值和∑n-ALK/C16等指标显示该站位沉积物接近正常海洋沉积物,天然气水合物富集层沉积物的饱和烃中显示出强度很高的UCM鼓包(C12-C19范围),表明存在微生物改造的痕迹,推测该站位沉积物适宜产甲烷菌活动,从而产生了大量生物气进而形成天然气水合物富集区。3、琼东南W09站位天然气水合物分解气气体组分和甲烷稳定碳同位素结果显示其气体来源为以热成因气为主的混合成因气。该站位相对较高的TS含量和较低的TOC,以及TOC与TS之间较低的相关性,可能来自该站位沉积物中较高的甲烷通量。热成因气为主的W09站位沉积物中L/H、Pr/Ph和n C17/Pr等多种生标特征表明,该站位在天然气水合物富集层有明显的油源烃浸染的痕迹,推测为来自深部油气藏的天然气将油源烃携带到天然气水合物层位,同时该站位部分样品色谱图中显示出与油源烃微生物降解活动相关的UCM鼓包(C17-C21范围),表明油源烃在沉积物中也受到了微生物降解活动的影响。4、神狐W01站位天然气水合物分解气及其相关气体的组分和甲烷稳定碳同位素随着沉积物深度增加从生物气逐渐向热成因气过渡,表明该站位深部存在热成因气来源。该站位同样拥有较高的TS,以及TOC与TS之间较低的相关性,推测与沉积物中较高的天然气通量有关。W01站位部分层位的沉积物中的L/H值、∑n-ALK/C16和碳优势指数（CPI）等都显示该站位沉积物可能受到一定的深部油源烃混染。同时通过计算该站位的Pr/Ph、Pr和Ph其相关指标以及通过藿烷类化合物进行比对发现确定该站位存在油源烃混染,且与W09站位相比,混染的油源烃更接近于完整的石油组分。同时该站位饱和烃色谱图中出现了强烈的UCM,经过对比确认存在油源烃混染造成的UCM以及微生物降解活动造成的UCM。5、东沙16站位的天然气水合物及其分解气体的气体组成和甲烷碳同位均指示其为典型的微生物成因气。该站位的沉积物的元素特征接近于正常海洋沉积物,且其有机地球化学指标与正常沉积物相比均在正常范围,没有明显的油源烃混染迹象。
郑子涵[3]（2021）在《沉积作用及深部甲烷通量对水合物成藏影响的数值模拟》文中认为海洋环境甲烷水合物成藏受控于甲烷的来源,孔隙水溶解甲烷的对流作用和扩散作用及沉积有机质的原位产甲烷作用是扩散型天然气水合物系统甲烷的主要来源。在大陆边缘盆地沉积过程中,由于物源供给和构造作用可导致沉积和埋藏速率发生很大的变化,变化的沉积速率将影响甲烷的供给速率与水合物的分解速率,因此,沉积作用是影响天然气水合物成藏的关键控制因素。此外,含甲烷的深部流体通过孔隙水对流作用将甲烷运移至水合物稳定带（gas hydrate stability zone,GHSZ）,该深部流体中溶解甲烷浓度也影响甲烷的输送量,从而影响天然气水合物成藏。以往关于海底天然气水合物成藏的研究大多基于稳定的沉积速率,且假设深部流体携带的溶解甲烷浓度为一定值,这会造成对水合物成藏过程认识的不确定性。因此,为厘清变化的沉积速率及深部溶解甲烷通量对水合物体系动态成藏的控制作用,本文建立多阶段沉积速率影响下的水合物成藏数值模型,以及深部流体溶解甲烷通量的计算模型。模型分别应用于布莱克海台ODP997,ODP995,ODP994站位,通过量化布莱克海台区域深部甲烷通量,同时结合各站位水合物分布特征,探究深部甲烷通量及沉积作用对水合物成藏影响,揭示布莱克海台深部甲烷通量区域分布特征。本文基于建立的多阶段沉积速率影响下的水合物成藏数值模型,对沉积速率显着变化的ODP164航次997站位水合物成藏演化历史进行了研究。模拟研究显示,ODP997站位甲烷水合物主要是最近的2.5Ma慢速沉积阶段形成,最终获得的水合物饱和度与实际值相符,沉积物中的甲烷水合物总量受沉积速率变化影响显着,慢速稳定的沉积有利于甲烷水合物的形成。此外,本文基于甲烷水合物稳定带下伏游离气层（Free Gas Zone,FGZ）内的甲烷质量守恒,建立解析解计算模型,获取深部甲烷通量信息。该模型应用于布莱克海台ODP995站位,计算结果表明可以通过目前水合物之下的游离气层性质来计算限定地层深部甲烷通量大小。当游离气层底界越浅或者临界气体饱和度值越大,对应的深部溶解甲烷通量值越小。假定现今ODP995站位游离气层已经处于稳定状态,则该站位深部甲烷通量为0.0231mol/m2/a。该甲烷通量能够满足在约700mbsf深度处产生第二段游离气层,与地震资料显示相吻合,说明该深部甲烷通量很可能来自于第二段气层。将该结果用于ODP995站位的甲烷水合物成藏模拟,结果表明在水合物成藏演化时间一定时,深部甲烷通量直接影响稳定带内水合物分布特征;深部甲烷通量越小,天然气水合物层产出越薄;而且,当深部甲烷通量足够低时,天然气水合物产出区也很难达到稳定带底界,如ODP994站位甲烷水合物产出底界浅于水合物稳定带底界,就是由于深部来源甲烷通量较小造成。结合前人关于ODP997站位高甲烷通量供给的结论,综合对比ODP994,ODP995与ODP997站位水合物分布特征,得到布莱克海台区域深部甲烷通量从翼部边缘的ODP994站位,至翼部中心的ODP995站位,至顶部ODP997站位表现为深部甲烷通量在横向上逐渐增大的特征。
王文博[4]（2021）在《天然气水合物降压开采数值模拟研究》文中认为石油、天然气作为重要的战略资源,对各国的经济发展和社会进步发挥着无可争辩的作用。油、气等资源的短缺已成为制约经济发展的重要因素,各国都在努力探索新型能源。天然气水合物是在海洋沉积物和永久冻土区发现的新型能源,其分布范围广,储量丰富,被认为是21世纪最具有开发前景的能源之一。在各国学者不懈的努力下,无论从实验研究还是数值模拟上,对水合物的研究都取得了迅速的发展。在数值模拟方面,主要集中在数值模型和解析模型的建立,然而模型中所使用的坐标系、方程等条件的不同,模拟出的水合物的分解过程也存在一定差别,有时甚至产生歧义。为了使数值模拟的结果更接近实际降压开采情况,本研究主要做了以下工作和创新:（1）建立了柱坐标系下水合物降压开采的数学模型,对数学模型中的质量守恒方程、水合物分解动力学方程及各辅助方程进行了差分离散,编写自主程序模块。（2）与Tough Hydrate软件模拟结果对比,与神狐海域试开采数据对比,验证了模型的准确性。（3）分析了降压开采过程中压力、水合物饱和度、渗透率的变化特征以及多种边界条件下分解过渡带的移动特征。（4）研究了不同降压开采参数对水合物分解过程的影响。（5）并在此基础上提出了一种增压减压成对压裂作业开采水合物的方法。本研究表明:降压开始后,井眼周围的压力最先降低,形成压降漏斗,随着开采时间的推进,压降漏斗向储层深处扩散;靠近井眼处的水合物最先分解,随着开采时间的推进,水合物饱和度逐渐降低（由初始值0.45降低至0）,储层渗透率逐渐增大（由9.2md增大到100md）;水合物饱和度降低的区域沿径向向外扩散,渗透率增大的区域也与之相应;过渡带外沿、内沿移动速度不同步,开采后期,移动速度均变慢,分解过渡带宽度随着开采时间的推进逐渐增大,到一定天数后趋于稳定;水合物降压开采的主要控制参数包括开采井压力、水合物初始饱和度、储层绝对渗透率、水合物分解动力学常数等;模拟水合物降压开采时,如果选择封闭型边界且半径较小,则所得出的模拟结果与实际开采情况会有较大的差别,甚至相悖;通过压裂作业可以提高储层渗透性,加快井底压力的传播速度,有利于水合物的分解,增加产气量。
郭凯[5]（2020）在《天然气水合物分解过程强化技术及应用研究》文中认为天然气水合物既是一种具有潜力的新能源,也是一种高效的储气材料。其分解特性对水合物勘探开发、水合物储运天然气等过程控制有着重要的影响。目前对于水合物的快速分解研究甚少,特别是沉积物中水合物的快速分解。本文针对沉积物中水合物分解较缓的问题,首先研究了水合物分解速率强化技术,然后构建并修正了水合物快速分解动力学模型,最后根据分解强化技术和模型设计了用于勘探取样分析中的水合物饱和度快速测试系统。本文通过自主设计的水合物合成-转移-强化分解可视系统,从降低压力、增大注液流体扰动、注热、添加水合物抑制剂及多种手段联合等方法入手,研究了石英砂中（97～125μm）水合物（表观体积Φ7.6×17=771 cm3,孔隙度0.5,水合物饱和度28±6%）强化分解过程的影响规律。主要探究降压联合注液条件下注水温度（5.3～50.0℃,推动力△T为85～130℃）、注水速率（1.54～6.10 m L/s）、注60 wt.%的乙二醇溶液和3.5 wt.%的氯化钠溶液对水合物分解速率的影响。结果显示注流动液体对水合物分解起到了较好地强化促进作用;提高注水温度对提高水合物分解速率的效果远优于提高注水速率;注氯化钠溶液的水合物分解促进效果基本与注水时相当,均优于注乙二醇溶液。单位体积水合物的平均产气速率最大可达38.98 L/LH·min-1,单位体积储层的平均产气速率最高可达8.10 L/Lr·min-1。降压联合注流动液体水合物分解前期主要受传热控制,宜采用升温手段提高传热系数;分解后期主要受传质控制,宜采用增加扰动（气液流动）降低传质阻力,实现水合物快速分解。基于快速分解实验结果,构建了水合物快速分解动力学方程,描述了降压联合注液条件下松散介质中水合物分解速率与水合物量、流体温度、热物性和注液速度之间的关系。根据动力学方程可知,水合物分解速率受流体的温度及热物性影响较大,而流体流速的影响较弱。为提高甲烷水合物的分解速率,需要采用降压与注液联合法,注入高温、低黏度、一定流速的液体;其中优先对所注流体温度及热物性进行优化,其次才是对流速优化。利用在我国南海获取的天然水合物岩心样品的沉积物（粉砂黏土质）,还原水合物储层条件,制作更接近真实条件的水合物岩心进行快速分解实验。对降压联合注液强化分解水合物的动力学模型进一步修正,使其能更准确地描述实际应用过程。最后,针对我国南海水合物勘探开发需求,利用水合物分解强化技术研发形成一套水合物饱和度快速测试系统,同时编写了水合物饱和度快速测试计算软件。该套系统对于饱和度不大于60%（水合物绝对量1.5mol,样品体积673 cm3）的岩心,可实现30min内得出饱和度测试结果,将降压分解法测试水合物饱和度时长缩短了71%～93.7%,且相对误差小于11.7%。
李欣[6]（2020）在《细颗粒沉积物中水合物生长与分解特性研究》文中指出天然气水合物是未来极具潜力的替代能源,常与沉积物伴生存在,沉积物的性质会直接影响水合物的成藏及开采方法的选择。其商业化开采的困难在于仍未明确水合物在沉积物中的生长与分解特性,特别是细颗粒沉积物。本文以300目和3000目的细颗粒沉积物（硅砂和高岭土）为研究对象,通过显微观测法和介观观测法针对沉积物组成和粒径、水合物生长与分解循环和盐溶液对水合物生长与分解的影响进行了研究。利用与天然气水合物结构相似的环戊烷水合物作为替代物,采用显微观测法在微观的条件下观测细颗粒沉积物中水合物生长与分解过程。结果表明,环戊烷水合物晶体呈现交错粘连的不规则片状、立体多边形、柱状、丘状和沟壑状,Na Cl的存在会使晶体变粗糙。环戊烷水合物首先出现在油-水-固三相界面,环戊烷从水合物与管壁缝隙向水相传递使水合物向水相生长,初始生长方式为悬浮状和覆盖状随机出现,最终转向胶结状,硅砂中水合物在表面和颗粒孔隙随机成核,高岭土中则易在表面成核。小粒径的硅砂/高岭土颗粒运移比大粒径硅砂/高岭土更为显着,说明水合物生长与分解对小粒径沉积物的影响更大,且分解后可附着更多环戊烷液滴于水相中。添加沉积物可加快水合物的生长,其生长速率由大到小为:3000目硅砂>300目硅砂>3000目高岭土>300目高岭土。以90%CH4-10%C3H8作为模拟天然气,采用介观观测法研究细颗粒沉积物中天然气水合物的生长与分解过程。天然气水合物首先出现在气-液-固三相界面,水由沉积层向水合物迁移,生成白色冰状的水合物,在气相区为块状,沉积层孔隙内有弥散型、结节型和裂缝填充型。大粒径硅砂中,水合物更多地以弥散型和结节型出现在沉积层孔隙中;小粒径的硅砂/高岭土中则较多地以块状出现在气相区,且颗粒运移显着。水合物分解速率由大到小为:300目高岭土>300目硅砂>3000目高岭土>3000目硅砂。多次循环后,水合物呈现颗粒堆积状生长和颗粒消融式分解,小粒径沉积物更易出现裂缝填充型水合物。最后在实验基础上,建立了细颗粒沉积物中天然气水合物分解的动力学方程,结果显示,沉积物-纯水体系中,天然气水合物分解活化能为83.48～102.25 k J/mol;沉积物-盐水体系中,天然气水合物分解活化能为79.71～94.84k J/mol。天然气水合物在纯水中的分解活化能大于盐水中的分解活化能;在硅砂中的分解活化能大于高岭土中的分解活化能;在大粒径沉积物中的分解活化能大于在小粒径沉积物中的分解活化能。
王朋飞[7]（2019）在《多孔介质内气体运移条件下水合物生成特性》文中认为天然气水合物是一种资源储量巨大的新型清洁能源,广泛存在于海底陆坡和高原冻土中,水合物开采是多孔介质内伴随相变和多相运移的复杂过程。同时,开采过程中运移的气体在孔隙内生成或二次生成水合物,形成气体运移障碍,影响水合物开采效率。本文针对海底沉积层内的无水合物区域（气-水体系）和水合物区域（气-水-水合物体系）,利用核磁共振（MRI）可视化实验系统和数值模拟软件,研究了多孔介质内气体运移条件下水合物生成和二次生成特性及其影响因素,提出水合物二次生成的抑制方法,对预防水合物二次生成、提高水合物开采效率具有重要价值。针对气-水体系气体运移条件下的水合物生成特性,本文探究了气体运移方向、运移速率和孔隙水饱和度对水合物生成和分布的影响机制,发现了气体运移对孔隙内气-水传质的强化作用,可提高孔隙水转化率1.5-2.1倍,并且气体运移方向影响孔隙水纵向分布。水合物初始成核方式影响多孑孔介质内水合物生成速率、生长方式和分布特点。当水合物的成核方式为瞬时成核,水合物生成速率较高,水合物生长方向由反应釜壁向中部扩展,并且在多孔介质内呈局部聚集的特点。而水合物生成的成核方式为过程成核时,水合物生成速率较慢,生成位置随机并且最终在多孔介质内呈均匀分布的特点。以上研究为控制气体运移条件下水合物生成及预测其生成后的堵塞位置提供了重要依据。针对气-水-水合物三相体系气体运移条件下水合物二次生成问题,本文探究了气体运移速率、二次生成压力、孔隙水饱和度和残余水合物对二次生成特性的影响机制,发现了上述因素对水合物二次生成饱和度具有初期残余水合物主导、后期压力控制的分阶段影响特征,揭示了水合物二次生成饱和度前期受多孔介质比表面积影响,后期受水合物生成驱动力影响的机制。此外,孔隙水增多导致的气液接触面积减少将显着降低水合物二次生成饱和度。残余水合物是水合物二次生成速率的主导因素。基于上述各因素对水合物二次生成的影响,提出增加孔隙水饱和度抑制水合物二次生成的方法。本文利用数值模拟方法,研究了气-水体系与气-水-水合物体系气体运移条件水合物生成与二次生成特性,补充了实验中无法获得的多孔介质内温度压力分布以及渗流性质,发现了气体运移速率、气体压力、孔隙水饱和度和残余水合物对水合物生成与二次生成的影响规律与实验结果具有一致性。评估了实验中提出的水合物二次生成抑制方法,建立了孔隙水与水合物二次生成饱和度的负线性关系,结果表明孔隙水饱和度每增加10%,最终的水合物饱和度减少2%。以上研究为提高天然气水合物开采高效提供了重要的理论支撑。
鲁晓兵,张旭辉,王平康,梁前勇[8]（2019）在《天然气水合物成藏动力学研究进展》文中进行了进一步梳理天然气水合物的成藏研究对于评估地层中的资源量、分布、可开采性等非常重要.天然气水合物在地层中的成藏不仅需要合适的温压条件,还需要合适的气源类型、气体运移路径.同时地层性质和孔隙水中氯离子和硫酸根离子等的存在对其成藏的影响也很大.因此要分析某地区的天然气水合物成藏情况,就需要对这些因素及历史演化过程有详细的了解,获得准确的参数,然后建立合适的数学模型进行预测.本文首先对有较充分地质调查和分析的几处天然气水合物分布区情况进行了总结,分析了天然气水合物成藏的共性因素及不同地区的特殊之处;然后对前人建立的天然气水合物成藏数学模型进行了总结和分析,对其中的不足之处进行了说明;最后对将来的数学模型的发展及成藏相关的研究提出了建议.
邱奕龙[9]（2018）在《海洋非成岩天然气水合物固态流化开采过程分解规律研究》文中指出天然气水合物被认为是最具潜力的“未来能源”之一。在我国南海海域蕴藏着储量巨大的海洋天然气水合物资源,因其具有无致密盖层、矿藏疏松、胶结程度低、易于碎化的特点,被定义为非成岩水合物。现有报道的水合物开采技术如降压、注剂、气体置换等均表现出了各自的局限性。近期,周守为院士提出了海洋非成岩天然气水合物固态流化开采技术,该技术是将水合物储层破碎成固体颗粒,然后与海水混合形成浆液并输送到水合物分解平台采出天然气,同时将固体沉积物返排回储层。作为一项新型水合物开采技术,掌握其开采过程中水合物颗粒的相态特征对不同阶段工艺参数的确定非常重要。因此本论文旨在研究海洋非成岩水合物固态流化开采过程中分散水合物颗粒的分解特征:首先,建立了 Ⅰ型水合物晶格模型,利用密度泛函理论计算了气体水合物、特别是甲烷水合物的结合能与电子态密度分布特征,研究了天然气水合物的结构稳定性。然后,自建了海洋非成岩水合物合成与分解实验装置及实验方法;设计单因素变量实验,研究降压幅度、环境温度、海水矿化度、沉积物粒径、搅拌速度和分解促进剂（乙二醇）浓度六个因素单独对分解反应的影响;设计多元变量实验,综合考虑降压幅度、环境温度和搅拌转速三个指标共同作用、相互影响下对非成岩水合物分解反应的影响规律。在此基础上,进一步建立了海洋非成岩水合物分解速率模型。具体研究内容和成果如下:（1）建立了模拟海洋非成岩水合物生成与流化开采过程水合物分解的实验装置及方法,研究固态流化开采过程水合物的分解规律和影响因素。设计储层破碎搅拌装置,模拟固态流化技术中的“入口破碎”工序;设计海水补偿装置,在分解反应前去除反应釜内游离气,精确测量初始阶段水合物分解反应速率。（2）针对水合物颗粒分解特征进行了 20组单因素变量实验研究,实验结果表明:降压幅度越大,环境温度越高,分解反应越快。海水中的盐类离子是天然的化学抑制剂,在固态流化开采过程中,大量水合物在狭小的管道内分解,产生的纯水会降低浆体矿化度,并伴随体系温度快速下降,导致水合物分解效率降低。计算得到南海海域非成岩水合物的分解活化能约为74.13 kJ/mol。（3）固态流化开采过程中,水合物颗粒分解速率受固体沉积物物性因素影响很小。由沉积物粒径和孔径决定的多孔介质内孔隙表面积不再是制约水合物分解的主要因素。（4）考虑到固态流化开采过程水合物-沉积物颗粒/水混合浆液的流动特性对水合物分解规律的影响,研究过程中引入了“搅拌转速”这一指标。搅拌促使水合物分解表面积迅速增大,并且加速体系内的传热传质过程。（5）在水合物分解和天然气收集平台希望水合物能够快速分解,因此进一步考虑了注促进剂（乙二醇）对浆液中水合物分解效果的影响。研究发现,乙二醇的加入可以有效提高浆液中分散水合物颗粒的分解速率。促进剂浓度越高,分解反应越快,但提升效果会逐渐减弱。发现,乙二醇浓度到达60%左右时提升效果到达极限,实际上只需注入浓度10%～20%的乙二醇溶液即可获得良好的分解加速效果。（6）固态流化开采过程中的海洋非成岩水合物分解速率方程为-dnH/dt=KdcnHn,Kdc=F（△P,T,R,S,M,C）。基于实验结果,确定非成岩水合物分解为一级反应。综合考虑非成岩水合物分解反应中降压幅度、环境温度和搅拌速度三个主要指标间的相互影响,进一步推导了海洋非成岩水合物分解速率常数的多元非线性回归模型,模拟值与实验值吻合很好。（7）采用密度泛函理论第一性原理方法对水合物微观结构稳定性进行了研究。结果表明,二氧化碳水合物的结合能（-2.36 eV）低于甲烷水合物（-0.58 eV）,其结构稳定性强于甲烷水合物,计算结果与宏观相平衡实验相互印证,从微观机理上为宏观实验现象提供了科学解释。
李欣[10]（2018）在《海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究》文中研究指明天然气水合物作为21世纪新型环保型能源之一,具有热值高,储量丰富等优点。世界范围内水合物总资源量约为2×1016 m3,其中99%分布于海洋,广泛分布于深水海底浅部地层。根据成因不同,分为生物成因气水合物和热解成因气水合物,其中深水油气盆地更易形成大规模、高丰度的热解气成因的渗漏型水合物藏。本论文尝试采用油藏数值模拟方法研究深部热解气通过断裂系统进入海底浅层形成水合物并富集成藏的过程。首先进行了室内实验,研究了多孔介质中天然气水合物的相平衡和生成动力学特征,建立了水合物成核和成长反应动力学模型;考虑水合物成藏气源条件及传质状态的复杂性,建立了适用性更广的混合通量水合物反应动力学模型;并采用油藏数值模拟方法实现了深部甲烷气运移至海底浅层水合物稳定区,触发形成水合物以及富集成藏过程的模拟;采用建立的水合物成藏数值模拟模型,评价了海底浅层的储层物性和构造特征对渗漏型水合物成藏特征的影响。室内实验结果表明,在毛管力作用下,多孔介质可以使甲烷水合物的相态曲线向右;砂粒粒径越小和粘土含量越高,越不利于气水接触而限制水合物生成速率;根据不同温度和压力条件下水合物的生成数据,计算得到水合物生成反应的活化能Ea和反应频率因子kfo分别为75.45-90.85 kJ/min和8.72×108-6.02×1011 mol/（m2 kPa day）。海底水合物成藏数值模拟结果表明:（1）在不发生海底泄漏时,深部甲烷气以较小通量、且长时间、持续的运移至海底水合物稳定区,有利于形成大厚度、高丰度的水合物藏;（2）储层非均质性有利于甲烷气在水合物稳定区内滞留、增加与孔隙水的接触机会并反应生成水合物,虽然有利于生成较大的水合物资源量,但往往水合物分布较分散,在低渗层遮挡的情况下,有利于形成饱和度均匀、丰度较高、储量可观的水合物藏;（3）对比层状、背斜、泥火山、气烟囱四种构造条件下的水合物成藏特征,认为带有断裂系统的层状构造和背斜构造有利于在短时间内形成饱和度较大、丰度较高、具有可观储量的水合物藏,其次为气烟囱构造,而泥火山构造成藏规模较小,水合物主要集中在泥火山口附近。研究结果有利于丰富天然气水合物成藏研究手段,推动海底水合物成藏理论的发展。
二、海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用（论文提纲范文）
（1）运聚条件对海洋天然气水合物成藏过程影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题依据 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 天然气水合物基本性质 |
| 1.2.2 天然气水合物成藏系统 |
| 1.2.3 水合物成藏机理实验 |
| 1.2.4 水合物成藏数值模拟 |
| 1.2.5 存在问题 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 论文创新点 |
| 第2章 研究区水合物成藏地质条件 |
| 2.1 区域地质概况 |
| 2.1.1 研究区位置 |
| 2.1.2 地形地貌特征 |
| 2.1.3 地层特征 |
| 2.1.4 构造沉积特征 |
| 2.2 研究区水合物成藏条件分析 |
| 2.2.1 海洋水合物成藏过程 |
| 2.2.2 区域水合物成藏条件 |
| 2.3 研究区水合物藏分布特征 |
| 2.3.1 水平分布特征 |
| 2.3.2 垂向分布特征 |
| 2.3.3 水合物差异性分布原因 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水合物成藏过程数值模拟原理 |
| 3.1 水合物气源生烃过程 |
| 3.1.1 生物成因气形成 |
| 3.1.2 热成因气形成 |
| 3.2 含气流体运移过程 |
| 3.2.1 传热-流动耦合过程 |
| 3.2.2 相对渗透率计算 |
| 3.2.3 毛细压力计算 |
| 3.2.4 扩散作用计算 |
| 3.3 水合物形成过程 |
| 3.3.1 水合物相态与组分 |
| 3.3.2 甲烷气体溶解 |
| 3.3.3 水合物形成模型 |
| 3.4 数值模型 |
| 3.4.1 空间离散 |
| 3.4.2 质量和能量守恒差分方程建立 |
| 3.4.3 时间离散 |
| 3.5 模拟软件介绍 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 储层孔渗条件对水合物成藏的影响 |
| 4.1 模型建立及模拟方案设置 |
| 4.1.1 概念模型 |
| 4.1.2 初始条件和边界条件 |
| 4.1.3 模拟方案设置 |
| 4.2 结果及讨论 |
| 4.2.1 均质储层中的水合物形成过程 |
| 4.2.2 非均质性孔渗对气体运移的影响 |
| 4.2.3 非均质性孔渗对水合物形成与分布的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 地层产状对水合物成藏的影响 |
| 5.1 地层倾角对水合物成藏的影响 |
| 5.1.1 模型建立及模拟方案设置 |
| 5.1.2 地层倾角对压力分布与变化的影响 |
| 5.1.3 地层倾角对气体运移的影响 |
| 5.1.4 地层倾角对水合物形成与分布的影响 |
| 5.1.5 倾斜地层中地层渗透率的影响 |
| 5.1.6 倾斜地层中甲烷渗漏速率的影响 |
| 5.2 起伏地形中水合物的形成与分布 |
| 5.2.1 模型建立及模拟方案设置 |
| 5.2.2 下切构造对水合物成藏的影响 |
| 5.2.3 隆起构造对水合物成藏的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 构造通道对水合物成藏的影响 |
| 6.1 不同类型构造通道模型建立 |
| 6.1.1 气烟囱模型建立 |
| 6.1.2 泥底辟模型建立 |
| 6.1.3 断层模型建立 |
| 6.2 结果及讨论 |
| 6.2.1 气烟囱对水合物形成与分布的影响 |
| 6.2.2 泥底辟对水合物形成与分布的影响 |
| 6.2.3 断层对水合物形成与分布的影响 |
| 6.3 运聚条件共同作用下水合物形成过程 |
| 6.3.1 不同运聚条件组合模型建立 |
| 6.3.2 水合物成藏优势运聚条件分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 白云凹陷某区块水合物赋存区预测 |
| 7.1 场地模型构建 |
| 7.1.1 地质模型建立 |
| 7.1.2 初始条件设置 |
| 7.1.3 生烃模型构建 |
| 7.2 不同成因气生烃模拟 |
| 7.3 含气流体运移模拟 |
| 7.4 水合物分布及饱和度模拟 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与建议 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介、科研成果与所获奖励 |
| 致谢 |
（2）南海不同成因天然气水合物所赋存沉积物的地球化学特征对比（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 天然气水合物及其研究现状 |
| 1.1.1 天然气水合物及其特点 |
| 1.1.2 世界天然气水合物研究现状 |
| 1.1.3 我国天然气水合物研究现状 |
| 1.2 天然气水合物的气体来源及形成条件 |
| 1.2.1 天然气水合物气体来源 |
| 1.2.2 生物气的形成及其条件 |
| 1.2.3 热成因气的形成及条件 |
| 1.3 天然气水合物的分解及相关地球化学活动 |
| 1.4 海底沉积物中常见的有机地球化学指标 |
| 1.4.1 生物标志化合物 |
| 1.4.2 海底TOC、TN和TS |
| 1.4.3 特殊地球化学指标—UCM |
| 1.5 本文的研究内容与研究意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.6 本研究工作量 |
| 第2章 研究区与研究方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 神狐海域 |
| 2.1.2 东沙海域 |
| 2.1.3 琼东南海域 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 实验样品来源 |
| 2.2.2 实验前处理 |
| 2.2.3 分析仪器与分析条件 |
| 第3章 四个站位的天然气水合物烃类组分特征及意义 |
| 3.1 四个站位天然气水合物气体组成 |
| 3.1.1 神狐W01站位气体组成特点 |
| 3.1.2 琼东南W03站位气体组成特点 |
| 3.1.3 琼东南W09站位气体组成特点 |
| 3.1.4 东沙16站位气体组成特点 |
| 3.2 气体同位素特点 |
| 3.2.1 神狐W01站位气体稳定碳同位素特点 |
| 3.2.2 琼东南W03站位气体稳定碳同位素特点 |
| 3.2.3 琼东南W09站位气体稳定碳同位素特点 |
| 3.2.4 东沙16站位气体稳定碳素特点 |
| 3.3 四个站位气体组分来源的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 四个站位沉积物总有机碳、总氮和总硫特征 |
| 4.1 有机碳含量分布特征 |
| 4.2 沉积物总氮及C/N |
| 4.3 沉积物总S |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 四个站位生物标志化合物的特征与指示意义 |
| 5.1 正构烷烃组成特征 |
| 5.1.1 各站位正构烷烃组成特征 |
| 5.1.2 四个站位正构烷烃组成的指示意义 |
| 5.2 类异戊二烯烷烃特征 |
| 5.3 萜烷类化合物特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 四个站位UCM鼓包的意义及指示意义 |
| 6.1 琼东南W03站位UCM |
| 6.2 琼东南W09站位UCM |
| 6.3 神狐W01站位UCM |
| 6.4 各站位UCM形成原因讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）沉积作用及深部甲烷通量对水合物成藏影响的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 天然气水合物研究进展及意义 |
| 1.2 天然气水合物动态成藏机制及其控制因素 |
| 1.2.1 原位产甲烷成藏模型 |
| 1.2.2 溶解甲烷扩散成藏模型 |
| 1.2.3 渗漏甲烷游离气成藏模型 |
| 1.2.4 深部来源甲烷成藏模型 |
| 1.2.5 问题的提出及研究方案 |
| 1.3 博士期间的工作量及主要成果 |
| 1.3.1 博士期间的工作量 |
| 1.3.2 博士期间的研究成果 |
| 第2章 沉积作用控制天然气水合物成藏 |
| 2.1 沉积作用控制水合物稳定带内甲烷含量 |
| 2.2 布莱克海台ODP997站位地质特征及参数选取 |
| 2.3 沉积作用控制水合物成藏模型 |
| 2.3.1 地质模型 |
| 2.3.2 数学模型 |
| 2.4 ODP997站位水合物成藏过程演化 |
| 2.5 讨论 |
| 2.5.1 沉积速率影响 |
| 2.5.2 水合物饱和度偏移层位 |
| 2.5.3 水合物体系演化时长影响 |
| 2.5.4 温度与盐度 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 深部甲烷通量控制天然气水合物成藏 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 深部甲烷通量计算模型 |
| 3.2.1 概念模型 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.2.3 模型计算方法 |
| 3.3 布莱克海台ODP995站位地质特征及参数选取 |
| 3.3.1 区域地质背景 |
| 3.3.2 ODP995站位模型参数选取 |
| 3.4 结果 |
| 3.4.1 游离气层性质限定深部甲烷通量 |
| 3.4.2 ODP995站位深部甲烷通量计算结果 |
| 3.5 讨论 |
| 3.5.1 沉积速率变化对计算结果的影响 |
| 3.5.2 模型适用性 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 深部甲烷通量变化对布莱克海台水合物发育的控制 |
| 4.1 布莱克海台ODP164航次钻探站位水合物藏分布特征 |
| 4.2 布莱克海台ODP994站位地质特征及参数选取 |
| 4.3 ODP994站位及ODP995站位水合物成藏过程模拟 |
| 4.3.1 ODP995站位水合物成藏模拟结果 |
| 4.3.2 ODP994站位水合物成藏模拟结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 深部甲烷通量影响天然气水合物成藏 |
| 4.4.2 布莱克海台区域深部甲烷通量对比 |
| 4.5 小结 |
| 第5 章 结论、创新点及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 动态天然气水合物成藏及深部甲烷通量计算模型 |
| 附录2 基本参数符号及其含义 |
| 附录3 ODP997站位孔隙水中各离子浓度计算结果 |
| 附录4 ODP997站位各阶段产甲烷速率及水合物饱和度计算值 |
| 附录5 ODP995站位各甲烷通量背景下水合物饱和度分布 |
| 附录6 ODP994站位各甲烷通量与演化时长下水合物饱和度分布 |
| 附录7 ODP994站位各甲烷通量背景下水合物饱和度分布 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）天然气水合物降压开采数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立项根据 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 国内外研究现状 |
| 2.1 水合物基础性研究 |
| 2.1.1 水合物结构 |
| 2.1.2 水合物资源分布 |
| 2.1.3 水合物赋存类型 |
| 2.1.4 水合物相平衡研究 |
| 2.1.5 水合物的形成与分解 |
| 2.1.6 传质传热研究 |
| 2.1.7 多相流研究 |
| 2.1.8 水合物机械特性 |
| 2.2 天然气水合物开采技术研究进展 |
| 2.2.1 降压法 |
| (1)降压法实验研究 |
| (2)降压法数值模拟研究 |
| 2.2.2 热激法 |
| (1)热激法实验室研究 |
| (2)热激法数值模拟研究 |
| 2.2.3 化学抑制剂法 |
| 2.2.4 CO_2置换法 |
| 2.3 各开采方法成功试采案例 |
| 2.3.1 麦索亚哈气田天然气水合物的商业化开采(降压法+化学试剂法) |
| 2.3.2 加拿大Mallik天然气水合物藏试开采(注热法+降压法) |
| 2.3.3 日本南海海槽天然气水合物藏试采(降压法) |
| 2.3.4 美国Alaska水合物试采(CO_2置换法+降压法) |
| 2.3.5 我国南海神狐海域水合物试采(降压法) |
| 2.4 天然气水合物商业化开采瓶颈 |
| 第3章 天然气水合物降压开采物理模型和数学模型 |
| 3.1 物理模型的选择及其基本假设条件 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.2.1 质量守恒方程 |
| 3.2.2 水合物分解动力学方程 |
| 3.2.3 辅助方程 |
| 3.2.4 初始条件设置 |
| 第4章 天然气水合物降压开采数学模型离散及求解 |
| 4.1 质量守恒方程的差分离散及求解 |
| 4.1.1 质量守恒方程的离散 |
| 4.1.2 离散方程求解 |
| 4.1.3 网格界面处理 |
| 4.1.4 封闭型和开放型边界条件处理 |
| 4.2 各相饱和度求解 |
| 4.3 编程思路及框图 |
| 第5章 天然气水合物降压开采数值模拟结果及分析 |
| 5.1 神狐海域水合物降压开采实例分析以及模型验证 |
| 5.2 数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 水合物降压开采动态参数变化特征 |
| (1)储层压力变化特征 |
| (2)水合物饱和度变化特征 |
| (3)储层渗透率变化特征 |
| (4)封闭型外边界压力、水合物饱和度变化特征 |
| 5.2.2 分解过渡带移动特征分析 |
| 5.3 降压开采参数敏感性分析 |
| 5.3.1 开采井压力的影响 |
| 5.3.2 储层渗透率的影响 |
| 5.3.3 水合物初始饱和度的影响 |
| 5.3.4 反应动力学常数的影响 |
| 第6章 增压减压成对压裂作业开采天然气水合物 |
| 6.1 压裂作业方法基本原理 |
| 6.2 增压减压成对压裂作业过程 |
| 6.2.1 单井增压减压作业过程 |
| 6.2.2 双井增压减压作业过程 |
| 6.3 神狐海域水合物藏增压减压成对压裂作业可行性分析 |
| 6.4 增压减压成对压裂技术综合评价 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间主要研究成果 |
（5）天然气水合物分解过程强化技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水合物分解研究进展 |
| 1.2.1 降压分解 |
| 1.2.2 注热法/注抑制剂法 |
| 1.2.3 降压注热/注抑制剂联合法 |
| 1.2.4 其他分解法 |
| 1.3 水合物分解动力学模型 |
| 1.3.1 降压分解模型 |
| 1.3.2 热分解模型 |
| 1.3.3 其他分解模型 |
| 1.4 水合物分解强化应用 |
| 1.4.1 水合物岩心饱和度分析 |
| 1.4.2 水合物法储运天然气供气 |
| 1.5 本文研究意义、内容及创新点 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究技术路线及内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第二章 水合物分解过程强化研究 |
| 2.1 水合物分解过程强化实验部分 |
| 2.1.1 水合物分解过程强化实验设计理论分析 |
| 2.1.2 实验设备及材料 |
| 2.1.3 实验方法及步骤 |
| 2.2 实验结果与讨论 |
| 2.2.1 注水温度对水合物分解过程强化的影响 |
| 2.2.2 注水速率对水合物分解过程强化的影响 |
| 2.2.3 注液类型对水合物分解速率的影响 |
| 2.2.4 水合物分解速率影响因素分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水合物快速分解模型构建 |
| 3.1 模型构建 |
| 3.2 注水分解水合物模型 |
| 3.3 注60wt.%乙二醇溶液分解水合物模型 |
| 3.4 注3.5wt.%氯化钠溶液分解水合物模型 |
| 3.5 水合物快速分解动力学模型综合分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 海底沉积物中水合物的分解强化 |
| 4.1 水合物岩心样品理化性质 |
| 4.1.1 水合物分解气组成分析 |
| 4.1.2 沉积物的物性分析 |
| 4.2 天然气水合物岩心制作及快速分解实验 |
| 4.2.1 实验设备及方法 |
| 4.2.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 水合物强化分解模型修正 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水合物岩心饱和度快速测试 |
| 5.1 水合物饱和度测试理论及系统设计 |
| 5.1.1 主体高压分解釜设计 |
| 5.1.2 辅助系统 |
| 5.2 水合物岩心饱和度计算软件 |
| 5.3 水合物饱和度测试系统操作方法 |
| 5.4 水合物饱和度测试系统性能验证实验 |
| 5.4.1 实验设备及材料 |
| 5.4.2 实验方法及步骤 |
| 5.5 实验验证结果分析 |
| 5.5.1 饱和度测试系统可靠性分析 |
| 5.5.2 饱和度测试系统效率分析 |
| 5.5.3 快速分解模型用于分解预测 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）细颗粒沉积物中水合物生长与分解特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 自然界中的水合物与沉积物 |
| 1.2 沉积物中水合物生长特性研究进展 |
| 1.2.1 水合物生长形貌及赋存规律 |
| 1.2.2 水合物生长动力学特性 |
| 1.3 沉积物中水合物分解特性研究进展 |
| 1.3.1 沉积层形变特征 |
| 1.3.2 水合物分解动力学特性 |
| 1.4 水合物分解动力学模型研究进展 |
| 1.4.1 热分解动力学模型 |
| 1.4.2 降压分解动力学模型 |
| 1.4.3 沉积物中水合物分解动力学模型 |
| 1.5 本论文研究意义及研究内容 |
| 第二章 细颗粒沉积物中环戊烷水合物生长与分解过程研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.2.3 实验方法与步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 沉积物组成对环戊烷水合物生长与分解过程影响 |
| 2.3.2 沉积物粒径对环戊烷水合物生长与分解过程影响 |
| 2.3.3 循环次数对环戊烷水合物生长与分解过程影响 |
| 2.3.4 盐溶液对环戊烷水合物生长与分解过程影响 |
| 2.3.5 环戊烷水合物的平均面生长速率 |
| 2.3.6 细颗粒沉积物中环戊烷水合物的生长与分解机理和生长方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 细颗粒沉积物中天然气水合物生长与分解过程研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 实验装置 |
| 3.2.3 实验方法及步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 沉积物组成对天然气水合物生长与分解过程影响 |
| 3.3.2 沉积物粒径对天然气水合物生长与分解过程影响 |
| 3.3.3 循环次数对天然气水合物生长与分解过程影响 |
| 3.3.4 盐溶液对天然气水合物生长与分解过程的影响 |
| 3.3.5 天然气水合物的分解速率 |
| 3.3.6 细颗粒沉积物中天然气水合物的生长与分解机理和分布方式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 细颗粒沉积物中天然气水合物分解动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 实验装置 |
| 4.2.3 实验方法及步骤 |
| 4.2.4 细颗粒沉积物中天然气水合物分解动力学方程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 细颗粒沉积物-纯水中天然气水合物分解动力学 |
| 4.3.2 细颗粒沉积物-盐水中天然气水合物分解动力学 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）多孔介质内气体运移条件下水合物生成特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 天然气水合物资源及开采意义 |
| 1.2 开采过程气体运移下水合物生成研究进展 |
| 1.3 开采过程水合物二次生成实验研究进展 |
| 1.4 开采过程水合物生成与二次生成研究存在的问题 |
| 1.5 本文的研究内容和技术路线 |
| 2 实验与数值模拟研究方法 |
| 2.1 可视化实验研究方法 |
| 2.1.1 核磁共振成像原理 |
| 2.1.2 实验设备及材料 |
| 2.1.3 实验测量误差分析 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 开采过程气-水体系水合物生成特性 |
| 3.1 恒压稳态与气体运移下水合物生成对比 |
| 3.1.1 实验设计 |
| 3.1.2 水合物饱和度变化特性 |
| 3.1.3 生成速率变化特性 |
| 3.1.4 孔隙水分布特性 |
| 3.2 气体运移条件下水合物生成影响因素研究 |
| 3.2.1 孔隙水饱和度的影响 |
| 3.2.2 气体运移方向的影响 |
| 3.3 水合物多次生成特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 开采过程气-水-水合物体系水合物二次生成特性 |
| 4.1 恒压稳态与气体运移条件下水合物二次生成对比 |
| 4.1.1 实验设计 |
| 4.1.2 水合物饱和度变化 |
| 4.1.3 生成速率变化 |
| 4.2 气体运移条件下水合物二次生成影响因素研究 |
| 4.2.1 孔隙水分布影响因素 |
| 4.2.2 水合物饱和度影响因素 |
| 4.2.3 生成速率影响因素 |
| 4.3 气-水运移条件下水合物二次生成特性 |
| 4.3.1 实验流程 |
| 4.3.2 水合物饱和度及分布特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气体运移条件下水合物生成特性数值模拟 |
| 5.1 高压反应釜模型构建 |
| 5.1.1 模型建立及初始条件设置 |
| 5.1.2 模型验证 |
| 5.2 气-水体系水合物生成特性 |
| 5.2.1 恒压稳态条件下水合物生成特性 |
| 5.2.2 气体运移条件下水合物生成特性 |
| 5.3 气-水-水合物体系水合物二次生成特性 |
| 5.3.1 残余水合物的影响 |
| 5.3.2 孔隙水饱和度的影响 |
| 5.3.3 气体运移速率的影响 |
| 5.4 实验研究与数值模拟对比 |
| 5.4.1 研究结果对比 |
| 5.4.2 水合物二次生成抑制方法评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）天然气水合物成藏动力学研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 1.1 地质条件 |
| 1.2 气源条件 |
| 2 运移通道 |
| 3 地层中水合物的形成 |
| 4 成藏的特征与数学模型 |
| 4.1 成藏的特征 |
| 4.2 数学模型 |
| 5 预测 |
| 6 结语 |
（9）海洋非成岩天然气水合物固态流化开采过程分解规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 天然气水合物概述 |
| 1.3 天然气水合物开采技术研究现状 |
| 1.3.1 成岩水合物开采技术 |
| 1.3.2 非成岩水合物开采技术 |
| 1.4 天然气水合物分解机理研究现状 |
| 1.4.1 水合物分解实验研究现状 |
| 1.4.2 水合物分解动力学模型研究现状 |
| 1.4.3 分子动力学对气体水合物结构性质的研究现状 |
| 1.5 本文的研究目标、技术路线 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 本文完成的主要工作 |
| 1.7 本文主要的创新点 |
| 第2章 基于密度泛函理论的天然气水合物结构稳定性研究 |
| 2.1 基于DFT方法的水合物结构稳定性研究现状 |
| 2.2 研究理论基础 |
| 2.3 模型建立 |
| 2.4 模拟结果及稳定性分析 |
| 2.4.1 天然气水合物晶格结构稳定性分析 |
| 2.4.2 不同气体水合物结构稳定性比较 |
| 2.4.3 甲烷水合物结构稳定性进一步研究 |
| 2.5 影响海洋非成岩水合物结构稳定性的主要因素 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 海洋非成岩水合物合成与分解实验装置及方法 |
| 3.1 天然气水合物合成与分解实验装置建立 |
| 3.1.1 国内外水合物合成与分解实验装置调研 |
| 3.1.2 建立海洋非成岩水合物合成与分解实验装置 |
| 3.2 实验流程 |
| 3.3 实验方法与步骤 |
| 3.3.1 合成水合物 |
| 3.3.2 分解水合物 |
| 3.3.3 相平衡测试 |
| 3.4 实验方案设计 |
| 3.5 装置可行性验证 |
| 3.6 合成实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 海洋非成岩水合物分解动力学实验研究 |
| 4.1 单因素变量分解实验 |
| 4.1.1 降压幅度对水合物分解的影响 |
| 4.1.2 环境温度对水合物分解的影响 |
| 4.1.3 海水矿化度对水合物分解的影响 |
| 4.1.4 沉积物粒径对水合物分解的影响 |
| 4.1.5 搅拌转速对水合物分解的影响 |
| 4.1.6 注分解促进剂对分解的影响 |
| 4.2 多元变量分解实验 |
| 4.2.1 实验条件 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 海洋非成岩水合物分解速率模型研究 |
| 5.1 模型建立 |
| 5.2 单因素变量计算与分析 |
| 5.2.1 降压幅度 |
| 5.2.2 环境温度 |
| 5.2.3 海水矿化度 |
| 5.2.4 沉积物粒径 |
| 5.2.5 搅拌转速 |
| 5.2.6 注乙二醇浓度 |
| 5.3 多元变量分解速率常数方程建立与检验 |
| 5.3.1 分析因素选取 |
| 5.3.2 KDC多元非线性回归模型建立与检验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（10）海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 水合物成藏系统理论方面 |
| 1.2.2 海底沉积环境中水合物热/动力学特征方面 |
| 1.2.3 水合物成藏数值模拟研究方面 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 天然气水合物在多孔介质中的生成特征实验研究 |
| 2.1 实验准备 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.1.4 实验方案 |
| 2.2 多孔介质中水合物相态特征分析 |
| 2.3 多孔介质中水合物生成特征分析 |
| 2.3.1 水合物生成速率及饱和度 |
| 2.3.2 初始温度压力条件的影响 |
| 2.3.3 多孔介质性质的影响 |
| 2.4 多孔介质中水合物生成反应动力学模型 |
| 2.4.1 水合物成核反应动力学模型 |
| 2.4.2 水合物生长反应动力学模型 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 海底渗漏型天然气水合物成藏机理模型的建立 |
| 3.1 考虑混合通量的水合物反应动力学模型 |
| 3.2 水合物形成及富集的油藏数值模拟模型 |
| 3.2.1 局部平衡水合物反应动力学模型 |
| 3.2.2 天然气在水中的溶解度及扩散系数 |
| 3.2.3 水合物形成对孔隙度和渗透率的影响 |
| 3.3 模型实现以及水合物成藏一般规律分析 |
| 3.3.1 油藏数值模拟模型的建立 |
| 3.3.2 海底水合物形成及富集过程 |
| 3.3.3 水合物形成及富集影响因素 |
| 3.3.4 海底天然气水合物成藏特征 |
| 3.3.5 水合物成藏模拟的可靠性 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 储层物性对海底渗漏型天然气水合物成藏特征的影响 |
| 4.1 数值模拟模型的建立 |
| 4.1.1 模型参数 |
| 4.1.2 模拟方案 |
| 4.2 结果分析及讨论 |
| 4.2.1 非均质对水合物成藏的影响 |
| 4.2.2 储层物性敏感性分析 |
| 4.2.3 气源条件敏感性分析 |
| 4.2.4 反应参数的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 构造特征对海底渗漏型天然气水合物成藏特征的影响 |
| 5.1 数值模拟模型的建立 |
| 5.1.1 模型参数 |
| 5.1.2 模拟方案 |
| 5.2 结果分析及讨论 |
| 5.2.1 不同地质构造对水合物成藏特征的影响 |
| 5.2.2 单一断层条件下水合物成藏影响因素敏感性分析 |
| 5.2.3 层状构造条件下断层-气源组合对水合物成藏的影响 |
| 5.2.4 背斜构造条件下断层-气源组合对水合物成藏的影响 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
四、海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用（论文参考文献）
- [1]运聚条件对海洋天然气水合物成藏过程影响的数值模拟研究[D]. 贝科奇. 吉林大学, 2021
- [2]南海不同成因天然气水合物所赋存沉积物的地球化学特征对比[D]. 王俊杰. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
- [3]沉积作用及深部甲烷通量对水合物成藏影响的数值模拟[D]. 郑子涵. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
- [4]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 王文博. 齐鲁工业大学, 2021(10)
- [5]天然气水合物分解过程强化技术及应用研究[D]. 郭凯. 华南理工大学, 2020(05)
- [6]细颗粒沉积物中水合物生长与分解特性研究[D]. 李欣. 华南理工大学, 2020(02)
- [7]多孔介质内气体运移条件下水合物生成特性[D]. 王朋飞. 大连理工大学, 2019(01)
- [8]天然气水合物成藏动力学研究进展[J]. 鲁晓兵,张旭辉,王平康,梁前勇. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2019(03)
- [9]海洋非成岩天然气水合物固态流化开采过程分解规律研究[D]. 邱奕龙. 西南石油大学, 2018(06)
- [10]海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究[D]. 李欣. 中国石油大学(华东), 2018(07)