《CO2置換開採II型天然氣水合物動力學規律研究》是依託吉林大學，由李勝利擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CO2置換開採II型天然氣水合物動力學規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李勝利
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國陸域凍土區有著廣泛的II型天然氣水合物資源，應注意密切結合其組成和性質的特異性擬定合理開採方案。CO2置換開採方法以其獨特的優勢，成為國內外研究熱點，由於II型水合物結構的不同，採用CO2置換開採II型天然氣水合物效率高於I型水合物，但國內外對II型天然氣水合物置換開採方法的研究還十分有限，在相關的相平衡、置換動力學及傳質傳熱等方面存在許多問題尚需解決。本項目著眼於II型天然氣水合物CO2置換開採中存在的問題，開展基礎的實驗和理論研究。首先，在深入調研祁連山凍土區II型天然氣水合物組成特徵的基礎上，系統測定含CO2混合氣體水合物的相平衡條件，分析置換反應進行的方向和條件；然後，針對凍土區水合物組成和賦存特徵，進行一系列CO2置換開採II型天然氣水合物的動力學實驗，圍繞置換速率和效率考察影響因素和控制步驟；最後，結合置換實驗過程，研究CO2置換開採II型水合物的動力學模型。
結題摘要
我國陸域凍土區有著廣泛的II型天然氣水合物資源，同時，2015年廣州海洋地質調查局發現南海神狐海域天然氣水合物資源具有I型和II型共存的特徵，因此，應針對天然氣水合物的類型、組成和性質等開展試采方法研究。本項目以建立CO2置換開採II型天然氣水合物資源的理論和方法為主要研究目標，研究II型天然氣水合物置換反應進行的熱力學機制和動力學規律等關鍵科學問題。首先，測定了CH4-N2-CO2混合氣體水合物的相平衡條件，採用Chen-Guo水合物熱力學模型分析了各組分氣體在水合物大小孔中的分配規律，初步確定了置換反應進行的方向和限度；然後，開展了II型天然氣水合物置換實驗研究，考察了壓力、水合物組成、置換氣體相態、氣體組成等因素對產氣組成、置換速率和置換效率的影響，分析了II型水合物獨特的置換模式：同晶置換和晶型轉變並存，揭示了II型水合物的置換機理；接著，實驗研究了II型水合物降壓分解過程，發現了II型水合物不均勻分解現象，揭示了II型水合物類似於自保護效應的分解特性；最後，根據II型水合物置換機理和分解特性，建立了II型水合物置換動力學模型，相關成果可為天然氣水合物試采工程與工藝提供理論依據。共發表SCI論文4篇，會議論文2篇，申請發明專利2項，培養研究生2名。
