超声波作用下天然气水合物的形成

实验搭建了一套高压条件下超声波作用于天然气水合物反应的装置系统，该系统中超声波的频率为20kHz，功率为0-150W可调。利用该装置研究了超声波对天然气水合物生成过程和引导时间的影响。实验发现声场中生成特征曲线诸如温度、压力、流量等随着时间的推迟与静态反应时不同，反应引导时间约缩短至静态时的1／6，分解后重新反应引导时间甚至缩短至静态的1／10。水合物成核速率提高是由于超声波提高了传质系数、成核点浓度和过饱和度，而降低了界面能。     

石英砂中甲烷水合物稳定条件研究

采用不同粒径(160～200目、200～300目、300～400目、400～600目)细颗粒石英砂模拟自然界中沉积物实验合成甲烷水合物, 采用多步升温分解法测定了甲烷水合物的稳定温度-压力(p～T)条件. 结果发现细颗粒石英砂对甲烷水合物的稳定条件有明显影响, 温度最大下降1.5 K. 其中160～200目的石英砂是实验测试条件下石英砂对甲烷水合物稳定条件有无影响的分界目数. 每一种石英砂在不同的温度压力下甲烷水合物p-T数据点较为离散, 并且不同石英砂中p-T数据曲线出现交叉, 这与文献中采用规则的硅胶、玻璃球等测得的结果有所不同. 文献中测定的甲烷水合物p-T数据点温度相对于纯水中甲烷水合物p-T数据点温度向左偏移量相同.     

氯盐溶液中甲烷水合物高压分解条件及影响因素

向水合物储层注入盐类溶液是水合物常规开采技术之一,所以必须掌握储层压力条件下盐类溶液中水合物分解条件及其影响因素.本文研究了NaCl、MgCl2、CaCl2氯盐溶液中甲烷水合物分解条件,结果表明NaCl(2.0、1.0、0.5 mol·L-1)、MgCl2 (1.0、0.5 mol·L-1)和CaCl2 (1.0、0.5 mol·L-1)溶液中甲烷水合物的分解温度比纯水中分别降低了(4.8、2.4、1.0 K (NaCl))、(5.3、1.5 K (MgCl2))和(4.3、1.8 K (CaCl2)).以van der Waals 和Platteeuw 热力学模型为基础,结合电解质溶液中水的活度方程(Pitzer-Mayorga 方程),给出了氯盐溶液中水合物分解条件热力学模型,进而比较了模型计算值与实验值,结果显示两者非常吻合.分析表明,氯盐溶液中离子静电作用产生的水分子溶剂化效应和盐析效应降低了水的活度而导致水合物分解温度降低.