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石英砂中甲烷溶解运移体系水合物生成与聚集实验分析被引量：7: 2014年; 建立了可模拟海底天然气水合物形成环境的大型三维成藏实验模拟装置,其主体高压反应釜内径500 mm,高1000 mm。在此基础上,采用填砂模型,进行了甲烷溶解运移体系下甲烷水合物生成与聚集过程的实验模拟分析。实验流程为:甲烷溶解于NaCl溶液中,再泵送进入高压反应釜,在沉积层中渗流并生成甲烷水合物。通过30个电阻率传感器监测甲烷水合物的生成和聚集过程。实验结果表明,甲烷溶解运移体系下甲烷水合物生成之后首先分散在溶液中,当溶液的总甲烷浓度(溶解的甲烷及水合物分散相中的甲烷)达到操作条件下盐溶液体系甲烷饱和溶解度后,甲烷水合物从溶液中析出。电阻率分布实验结果表明,析出甲烷水合物的聚集区域受溶液流动控制。; 粟科华孙长宇李楠钟小禹陈光进; 关键词：甲烷水合物石英砂电阻率

天然气水合物人工矿体高温分解模拟实验被引量：4: 2015年; 天然气水合物(以下简称水合物)藏对地质条件的变化较为敏感,微弱波动即可造成水合物藏被破坏。为研究水合物藏在温度突变下的分解过程,在水合物三维成藏物模实验系统(装置主体为32 MPa高压反应釜,反应釜内部由5个温度传感器和30个电阻率探测电极构成空间点阵)中合成了100 L的人工水合物矿体,测定了水合物矿体在外界温度升高到295 K后其内部温度、电阻率的变化情况,并以此为基础分析了水合物薇在温度发生突变以后的演化行为。实验结果表明:①人工水合物矿体在环境温度升高后会迅速分解(经过600 h才生成并达到稳定的矿体仅需38 h即可完全分解),通过监测实验过程中介质温度和电阻率变化,可以对分解过程中的分解量、分解速度进行考察;②分解过程中,电阻率变化受水合物饱和度、孔隙水盐度以及地层位置的影响,其中,水合物饱和度较高的区域发生少量分解时,由于孔隙水被稀释会导致电阻率上升;③对于海底水合物藏,当发生持续、显著的温度变化后,其气体组分、赋存方式等均会发生明显改变。; 粟科华孙长宇李楠钟小禹陈光进辛显治; 关键词：天然气水合物成藏矿体电阻率温度

注CO_(2)+N_(2)混合气改造-开采CH4水合物储层被引量：2: 2022年; 盖层不封闭且胶结弱是海域天然气水合物储层开采面临的挑战之一。直接降压开采所得气水比低,还可能引发储层失稳。对此,一种基于水合物原理的储层改造方法被提出,即向水合物储层上方注入CO_(2)形成人工CO_(2)水合物盖层,从而构造出一个相对封闭的开采环境。在前期工作基础上,本文研究了注入CO_(2)+N_(2)混合气改造-开采CH_(4)水合物储层的可行性。研究结果表明注入混合气体能够形成渗透性低、稳定性好的CO_(2)水合物盖层,可以有效降低降压开采过程中的产水量及提高CH_(4)采收率。当注入的混合气中N_(2)比例较高时,过量的N_(2)对CH_(4)水合物的分解存在促进作用,但N_(2)随甲烷采出增加了后续的分离难度。当注入的混合气中CO_(2)的比例较高时,人工盖层阻水效果更强,但CO_(2)产出量也随之增加,且限制了CH_(4)采收率的进一步提高。后续研究需要进一步优化注-采工艺条件来提高开采效率和降低气体分离能耗。; 李楠李楠孙振峰孙长宇孙长宇陈光进; 关键词：甲烷水合物氮气储层改造降压开采

天然气水合物三维成藏物模实验系统的构建与检验被引量：10: 2013年; 现有的天然气水合物(以下简称水合物)成藏模拟装置侧重于合成少量均相水合物或含水合物沉积层,受制于装置体积,而某些影响因素如地温梯度等难以在室内实验中再现。为此,提出了建立水合物成藏大型三维物模实验系统来解决相关问题的技术思路。首先通过调研分析,确定了系统的设计指标:最大工作压力为32MPa,模拟地温梯度介于3～6K/100m,可再现自然界扩散、渗漏、原位3种水合物成藏机理。据此建立了物模实验系统:①系统主体高压反应釜容积为196L,内置30个PT100温度传感器、30个电阻率探测电极、16对声偶极子,构成覆盖整个沉积层的传感器点阵;②系统可在海底和陆地水合物成藏典型温压条件下模拟多种天然气供气方式,考察水合物的动态生成行为,以及成藏后新鲜海水循环下的水合物动态演化行为。试运行结果表明:该系统满足设计指标中提出的各项要求,实验流程可确保安全、稳定、长期运行;传感器经过标定后,可以准确测定各个物理量。最后,通过测定实验介质的多项物性参数值,进一步验证了该系统的可行性和可靠性。; 粟科华孙长宇李楠钟小禹陈光进; 关键词：天然气水合物成藏地温梯度声速孔隙介质高压反应釜

天然气水合物开发面临的挑战及关键技术被引量：22: 2016年; 天然气水合物具有能量密度大、分布广、储量大的特点,是未来的理想清洁能源,也被认为是常规能源的替代者。多个国家都将天然气水合物开发列入国家发展计划当中,并展开了一系列的基础研究以及试采实验。但现阶段的理论以及技术积累远不能应对实现天然气水合物商业开发带来的诸多挑战:1)天然气水合物储层特殊性导致开发易诱发环境和地质灾害,同时存在开采效率低的问题;2)现有钻完井技术装备难以满足水合物储层开发的需求,需要专门配套;3)水合物开发过程中产水量大,井下气水快速分离困难;4)没有成熟的办法来提高开采能效以保证水合物开发的经济性。为了克服以上困难,实现安全高效的开采天然气水合物,应该发展如下4项关键技术:天然气水合物储层改造与保护技术;天然气水合物储层钻完井技术;井下气水快速分离技术与装备;提高水合物开采能效技术。; 李楠王晓辉吕一宁孙长宇陈光进; 关键词：天然气水合物能效

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李楠