[發明專利]化學劑對天然氣水合物分解特性影響評價的方法和裝置

在審

• 申請號: 201810069618.1
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108301816A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 邱正松;趙超;趙欣;鐘漢毅;高健;張玉彬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B49/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及天然氣水合物領域，公開了化學劑對天然氣水合物分解特性影響評價的方法和裝置，該方法包括：(1)將水和多孔介質混合物置于反應釜中，在真空條件下，向反應釜中通入天然氣，直至反應釜內壓力為10?15MPa，調節反應釜溫度為0?4℃，天然氣水合物開始生成，監控反應釜內溫度和壓力；(2)待反應釜內溫度和壓力趨于平衡，水合物生成完成，通過平流泵將中間容器內的化學劑驅入反應釜內，以0.1?0.5℃/min的速率對反應釜升溫，使生成的天然氣水合物逐漸分解，監控反應釜內溫度和壓力，觀察天然氣水合物與液相之間界面遷移。該方法彌補了以前無法較好的評價化學劑對天然氣水合物分解抑制能力評價的難題。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物領域，具體涉及一種化學劑對天然氣水合物分解特性影響評價的方法和裝置。

背景技術

天然氣水合物(Natural Gas Hydrates，簡稱NGH)是在一定的低溫高壓條件下由烴類、CO₂及H₂S等氣體小分子與水相互接觸作用而形成的非化學計量的具有籠狀結構的似冰雪狀固體結晶物質。據理論推算，1m³的天然氣水合物分解可得到164m³的甲烷氣和0.8m³的自由水。相關研究估算表明，全球天然氣水合物的資源總量約為21×10¹⁵m³，其含碳資源量是全球已知的石油、煤和天然氣資源總量的2倍，因其具有能量密度大、分布廣泛以及清潔性等特點，被認為是21世紀理想的替代能源。目前已探明的天然氣水合物多富存于極地凍土地帶和海洋大陸架邊緣水深為500-1000m的地域。

自1810年Humphrey Davy在室內實驗室第一次發現氯氣水合物以來，人類對天然氣水合物的研究已取得了重大的突破。對天然氣水合物的研究也從單一的實驗室研究轉變為室內實驗、工業實踐與數值模擬相結合的綜合化研究。進入21世紀后，隨著能源危機加劇，各國都加緊了對天然氣水合物這個能量密度大、清潔環保的新能源研究。1972年，美國在阿拉斯加北坡普拉德霍灣的鉆探中，成功鉆取了含有水合物的天然巖心；20世紀70年代，美國和加拿大等國聯合實施了深海鉆探計劃(DSDP)，以及之后由美國、英國等多國聯合實施了大洋鉆探計劃(ODP)均發現了儲量巨大的水合物礦藏； 2002年，美國等對加拿大馬更些三角洲Mallik陸上凍土層的水合物進行短期的試采，證實了對天然氣水合物資源開采的可行性。

同時，天然氣由于密度小，不易液化，不便儲存和運輸。經濟、安全的天然氣儲運技術是天然氣推廣應用的關鍵因素之一。傳統的天然氣輸送主要靠鋪設管道進行天然氣輸送，以及LNG輸送法運輸。但上述方法均存在設備要求高、運營費用昂貴、安全性低的特點。因此急需一種新型、安全可靠、低成本的天然氣儲運方法，而采用氣體水合物方式儲運天然氣就是這樣一種嶄新的方法。