天然氣水合物開採實驗研究(精)/天然氣水合物模擬開採技術叢書/石油石化學術文庫
內容大鋼
本書聚焦天然氣水合物開採面臨的科學問題和技術挑戰，進行天然氣水合物開採實驗研究，開展了一系列水合物生成、分解熱力學和動力學實驗。通過多尺度、多井網、多原理開採模式下水合物開採模擬研究，形成了海洋目標區水合物開採方法優選技術，為建立適合於我國海洋目標區的水合物開採技術提供了理論指導。
本書共分為9章。第1章天然氣水合物開採模擬裝置簡介，主要梳理和總結國內外研發的天然氣水合物開採實驗模擬裝置；第2章天然氣水合物開採實驗模擬裝置與方法，介紹不同尺度的天然氣水合物開採實驗模擬裝置，天然氣水合物生成、分解實驗以及導熱係數和滲透率測量實驗方法和步驟；第3章多尺度裝置中天然氣水合物生成模擬研究，分析小規模和中試規模裝置中水合物生成實驗結果，對比裝置尺度對生成實驗的影響；第4章多尺度裝置中單井降壓模式下水合物開採模擬研究，闡述小規模和中試規模裝置中水合物單井降壓開採物理模擬實驗結果，分析降壓模式、沉積物特性以及井網布置對降壓開採的影響；第5章多尺度裝置中單井注熱模式下水合物開採模擬研究，闡述小規模和中試規模裝置中水合物單井注熱開採物理模擬實驗結果，分析注熱模式、沉積物特性以及井網布置對注熱開採的影響；第6章多尺度、多井網、多原理開採模式下水合物開採模擬研究，基於小規模和中試規模裝置中水合物開採模擬實驗結果，重點分析多尺度、多井網、多原理開採模式下天然氣水合物產能特徵及主要影響因素；第7章天然氣水合物開採過程傳熱模擬研究，分析多孔介質中水合物分佈、水合物分解對導熱係數的影響，解析傳熱模式對水合物分解的熱質傳遞影響；第8章天然氣水合物開採過程傳質模擬研究，基於多孔介質滲透率測量實驗結果，分析水合物分佈對開採過程多孔介質中傳質的影響；第9章結論，梳理總結複雜開採井網布置條件下，不同尺度的天然氣水合物開採實驗物理模擬結果。
作者介紹
李小森//周守為//陳朝陽//李清平//顏克鳳等|責編:秦曉霞|總主編:周守為//李清平
目錄
第1章 天然氣水合物開採模擬裝置簡介
1.1 美國地質調查局天然氣水合物沉積物測試實驗系統
1.2 美國國家能源技術實驗室天然氣水合物開採實驗系統
1.3 美國橡樹脊國家實驗室海底過程模擬器
1.4 美國哥倫比亞大學實驗室水合物生成分解系統
1.5 德國地球科學研究中心大型實驗室天然氣水合物開採模擬器
1.6 日本大型天然氣水合物試開採實驗裝置
1.7 韓國漢陽大學天然氣水合物實驗模擬系統
1.8 中國石油大學（北京）實驗室水合物生成分解系統
1.9 中國石油大學（華東）水合物儲層物性測量及模擬開採系統
1.10 青島海洋地質研究所海洋天然氣水合物模擬裝置
1.11 中國科學院廣州能源研究所大尺度全尺寸開採井天然氣水合物開採三維綜合模擬試驗系統
第2章 天然氣水合物開採實驗模擬裝置與方法
2.1 天然氣水合物小型圓柱模擬系統
2.2 天然氣水合物小規模三維模擬系統
2.3 天然氣水合物中試規模三維模擬系統
2.4 天然氣水合物分解多相滲流及熱質傳遞模擬實驗裝置
2.5 天然氣水合物生成實驗方法和步驟
2.6 天然氣水合物開採實驗方法和步驟
2.6.1 降壓法開採
2.6.2 熱吞吐法開採
2.7 沉積物中導熱係數測量實驗方法和步驟
2.8 沉積物中滲透率測量實驗方法和步驟
第3章 多尺度裝置中天然氣水合物生成模擬研究
3.1 小規模裝置中水合物生成實驗
3.2 中試規模裝置中水合物生成實驗
3.2.1 水合物生成過程實驗
3.2.2 水合物生成數值模擬
3.2.3 實驗與數值模擬結果分析
3.3 不同尺度裝置中水合物生成實驗對比
3.3.1 不同尺度裝置中水合物生成實驗
3.3.2 不同尺度裝置中水合物生成數值模擬
3.3.3 實驗及數值模擬結果分析
3.3.4 不同水合物藏中反應速率常數特性對比研究
3.3.5 不同尺度水合物藏中水合物生成特性對比
第4章 多尺度裝置中單井降壓模式下水合物開採模擬研究
4.1 小規模裝置中水合物降壓開採物理模擬實驗
4.1.1 壓力變化
4.1.2 產氣變化
4.1.3 產水變化
4.1.4 溫度變化
4.2 小規模裝置中不同降壓模式下砂質沉積物中水合物分解實驗
4.2.1 溫度、壓力變化
4.2.2 產氣和產水變化
4.2.3 顯熱及分解速率常數
4.3 小規模裝置中不同降壓速率下砂質沉積物中水合物分解實驗
4.3.1 壓力變化特性
4.3.2 產氣、產水特性
4.3.3 溫度變化特性
4.3.4 水合物的分解特性
4.4 小規模裝置中不同粒徑的砂質沉積物中水合物降壓分解實驗
4.4.1 產氣特性
4.4.2 溫度變化特徵
4.4.3 水合物剩餘量
4.5 中試規模裝置中水合物單井降壓開採物理模擬實驗
4.5.1 壓力變化
4.5.2 溫度變化
4.5.3 電阻變化
4.6 中試規模三維裝置中垂直井和水平井降壓法開採水合物對比研究
4.6.1 壓力、溫度變化
4.6.2 產氣、產水特性
第5章 多尺度裝置中單井注熱模式下水合物開採模擬研究
5.1 小規模裝置中不同粒徑的砂質沉積物中水合物注熱分解實驗
5.1.1 產氣、產水特性
5.1.2 溫度變化特徵
5.1.3 水合物分解率
5.1.4 能量效率
5.2 小規模裝置中單井熱吞吐開採水合物模擬實驗
5.2.1 單井熱吞吐三維開採特性
5.2.2 不同注熱溫度熱吞吐開採三維物理模擬實驗研究
5.2.3 不同注熱量熱吞吐開採三維物理模擬實驗研究
5.2.4 不同條件下熱吞吐法實驗對比
5.2.5 無煙井熱吞吐開採實驗研究
5.3 中試規模裝置中水合物熱吞吐法垂直井開採實驗
5.3.1 壓力和溫度變化過程
5.3.2 產氣和產水變化過程
5.3.3 參數敏感性分析——熱水注入時間
5.4 中試規模裝置中水合物熱吞吐法水平井開採實驗
5.4.1 壓力和平均溫度變化過程
5.4.2 產氣和產水變化過程
5.5 中試規模裝置中垂直井和水平井熱吞吐開採水合物對比研究
5.5.1 壓力、溫度變化
5.5.2 產氣、產水特性
5.5.3 能效比和熱效率
第6章 多尺度、多井網、多原理開採模式下水合物開採模擬研究
6.1 小規模裝置中單井熱吞吐聯合降壓法開採水合物模擬實驗
6.1.1 壓力變化特性
6.1.2 溫度變化特性
6.1.3 產氣、產水特性
6.2 小規模裝置中單井降壓結合鹽水開採水合物的實驗
6.2.1 壓力、溫度變化特性
6.2.2 產出水中鹽度變化特性
6.2.3 注水鹽度對溫度空間分佈的影響
6.2.4 注水鹽度對產氣特性的影響
6.2.5 注水鹽度對產水特性的影響
6.2.6 注水鹽度對能效比的影響
6.3 小規模裝置中五點井網熱激法開採水合物模擬實驗
6.3.1 不同注熱速率五點井網熱激法開採水合物實驗
6.3.2 不同開採壓力下五點熱激法水合物開採實驗
6.4 小規模裝置中五點井網熱吞吐聯合降壓法開採模擬實驗
6.4.1 壓力、溫度變化
6.4.2 產氣、產水特性
6.5 小規模裝置中熱吞吐聯合降壓法、熱吞吐法、降壓法和無煙井熱吞吐法對比研究
6.5.1 能量效率和熱效率
6.5.2 開採率對比
6.5.3 產出速率對比
6.5.4 效率評價系統
6.6 小規模裝置中多井與單井開採方法對比研究
6.6.1 能量效率
6.6.2 熱效率
6.6.3 開採率
6.6.4 產出速率
6.6.5 效率評價
6.7 小規模裝置和中試規模裝置中雙水平井降壓聯合注熱法開採水合物礦藏尺度影響研究
6.7.1 礦藏尺度對溫度、壓力變化影響
6.7.2 礦藏尺度對產氣特性的影響
6.7.3 礦藏尺度對熵增影響
6.7.4 礦藏尺度對能效比和熱效率的影響
6.8 中試規模裝置中不同礦藏條件（氣飽和與水飽和）下單井中降壓法與注熱開採物理模擬研究
6.9 中試規模裝置中不同礦藏條件（氣飽和與水飽和）下多井網-降壓法與注熱開採物理模擬研究
第7章 天然氣水合物開採過程傳熱模擬研究
7.1 多孔介質中水合物分佈對導熱係數的影響研究
7.2 含水合物多孔介質在水合物分解過程中有效導熱係數變化研究
7.3 熱傳導和熱對流對水合物分解的熱質傳遞影響研究
第8章 天然氣水合物開採過程傳質模擬研究
8.1 不含水合物非固結多孔介質滲透率測量
8.2 含水合物多孔介質滲透率測量
8.3 不同水合物飽和度下滲透率變化特性實驗研究
8.3.1 水合物生成過程中溫度、壓力變化
8.3.2 水合物生成過程中三相飽和度變化
8.3.3 不同水合物飽和度下滲透率的測量
8.3.4 含水合物多孔介質滲透率模型比較
8.4 建立不同水合物飽和度的滲透率
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