孔隙介質中天然氣水合物相變過程的影響因素研究進展

作者：肖羅坤,董艷輝,李守定,王禮恒,段瑞琪,符韻梅

摘要：天然氣水合物儲量巨大且富含甲烷,被視為21世紀最重要的潛在新型清潔能源之一。天然氣水合物大多賦存在海底沉積物的孔隙介質中(少部分賦存于永久凍土層中),對其相變過程受孔隙介質影響規律的系統梳理和總結對未來的勘探開發具有重要意義。本文綜合分析前人研究成果,將孔隙介質中天然氣水合物的相變過程概化為水合物形成分解時的溫壓平衡條件變化、速率、穩定性、轉化效率以及生長形態、分布狀態等;將影響因素分為孔隙介質特性如孔徑及粒徑、潤濕性、導熱性能,以及孔隙介質中的物理化學因素如溫壓和水氣條件,并總結了其影響規律和影響機理:(1)孔徑及粒徑能影響水合物溫壓平衡條件,較小粒徑還能加快水合物相變速率,降低其轉化效率。(2)潤濕性能夠決定水合物的微觀生長形態及其與孔隙介質間的接觸形式,親水性強的介質表面能加快水合物的相變速率。(3)孔隙介質導熱性能越強,水合物的相變速率越大。(4)溫壓條件控制下的溫壓驅動力越大,水合物的相變速率越大,但這種趨勢不適用于溫壓驅動力過大的情形。(5)水氣條件影響著水合物相變過程的溫壓平衡條件、相變速率、穩定性及分布狀態。另外,本文分析了目前研究中的不足,并給出了未來的重點研究方向。

發文機構：科學院地質與地球物理研究所科學院頁巖氣與地質工程重點實驗室 科學院地球科學研究院 科學院大學

關鍵詞：天然氣水合物孔隙介質相變過程影響因素Natural gas hydratePorous mediaPhase transition processInfluencing factors

分類號： O742+.6[理學—晶體學]