水合物生成分解過程相分辨和滲流特性研究.pdf

1、天然氣水合物憑借其儲量豐富、分布廣泛等優(yōu)點進入科學家的視野，并被稱為21世紀可替代傳統(tǒng)化石能源的新能源之一。而天然氣水合物的生成與分解過程中所涉及的相分辨及滲流特性是水合物開采研究的基礎，因此，本研究利用核磁共振成像(MRI)和計算機斷層成像(CT)兩種可視化手段，對于水合物的生成過程進行觀察，對于水合物與水溶液的相分辨特性進行研究，對于水合物相存在后氣水兩相相對流動的運移規(guī)律進行探討。
　　利用MRI實驗系統(tǒng)，進行了含油、水多孔

2、介質內水合物的生成過程研究，對水合物生成過程中核磁弛豫時間T1、T2變化進行了討論。以二氧化碳(CO2)水合物作為研究對象，發(fā)現(xiàn)含油情況T1和T2值明顯小于不含油情況。隨著殘余水飽和度逐漸降低，弛豫率1/T1、1/T2分別呈線性和指數增加，這與BT模型中表面弛豫機制的影響規(guī)律是一致的。
　　利用CT實驗系統(tǒng)，進行了水合物和水溶液兩相分辨研究。以四氫呋喃水合物（THF）水合物作為研究對象，發(fā)現(xiàn)造影劑KI的分辨效果要遠好于NaCl。隨

3、著濃度的增加KI的分辨效果先增加后減小，分辨效果最好時對應的KI的濃度為6％?？梢娡ㄟ^CT系統(tǒng)并借助造影劑可以成功將水合物相和水相分開，并可以動態(tài)直觀觀察到水合物分解時邊界曲線的變化以及在CT圖像中水合物區(qū)域面積的變化情況，并可以利用閾值法進行分解過程中THF水合物飽和度的計算。
　　利用MRI實驗系統(tǒng)，進行了不同水合物飽和度條件下氣水兩相相對流動研究。以THF水合物作為研究對象，發(fā)現(xiàn)隨著流動的進行，氣水流動過程中存在驅替前緣的推

4、進過程。隨著前緣推進，殘余水飽和度逐漸下降，當前緣通過模型后，殘余水的分布不再變化。使用Goodfield等人提出的流動模型進行分析計算，發(fā)現(xiàn)氣水兩相的局部達西相速度均分為三個部分，最左端為氣體前緣通過的部分，中間為氣體前緣所在部分，最右端為氣體前緣沒有通過的部分。隨著模型中殘余水飽和度的增加，發(fā)現(xiàn)不同THF水合物飽和度下毛細管力變化率均為先增加后減小，粘滯力的數值逐漸減小，重力逆流函數先增大后減小。而沿著流動方向，氣相相對滲透率逐漸增