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天然气水合物生成与分解
更新时间:2023-08-03   点击次数:227次

   随着煤炭、石油等常规化石能源的消耗与日益枯竭,能源开发经历着从传统化石燃料向清洁和环境友好型新能源的过渡和转型。天然气水合物(简称水合物,又名“可燃冰")是一种新型清洁能源,

具有储量大、分布广、能量密度大的特点,被认为是未来具有应用前景的新能源之一。水合物资源的安全高效开发对于调整和优化我国能源供给结构、保障我国能源安全等具有重大战略意义。

研究多孔介质中水合物的生成与分解特性及其关键影响因素,对天然气水合物的高效安全开发利用具有重要的学术意义和工程价值。

天然气水合物生成:

1.温度和压力:适宜的温度和压力是水合物生成的关键因素。一般来说,水深超过300米且温度低于0摄氏度的深海环境是水合物形成的理想条件。此外,高压环境也有利于水合物的生成。

2.气体组成:天然气水合物主要由甲烷构成,但也可能包含其他烃类气体。水合物的生成能力与天然气中各组分的浓度有关,不同的组分会对水合物生成过程产生不同的影响。

天然气水合物分解:

1.温度和压力:温度升高和压力降低是水合物分解的主要因素。当温度升高或压力降低时,水合物的稳定性会降低,导致水合物分解为气态的天然气和水。

2.时间因素:水合物的分解速率通常较慢,需要一定的时间。当温度和压力条件持续保持在水合物分解的阈值以上时,水合物会逐渐分解为气体。

3.扰动因素:水合物的分解还可能受到其他因素的影响,如地震活动、水合物所在区域的地质结构变化等。这些扰动因素可以促进水合物的分解过程。

   本文利用核磁共振技术,采用实验模拟和数值模拟相结合的方法,对多孔介质中水合物的生成与分布规律,提出了一种多策略联合的优化开采方法,旨在

为未来天然气水合物的实地开采提供理论指导和技术支持。

随着水合物研究的不断深入,以传统方法、XRD、光学、声学、电学、CT、NMR等一种或多种检测方法为基础的甲烷水合物物理模拟实验系统,在水合物合成、分解、渗流机理等基础研究中发挥了至关重要的作用。

其中NMR以其快速、无损、绿色、在线、数据形式丰富等特点受到青睐。


核磁共振技术测量天然气水合物生成与分解


在甲烷水合物的测量中,核磁共振法通常用于测量样品中甲烷分子的特征信号。通过分析信号的强度、频率和形状,

可以推断出甲烷水合物的含量、饱和度以及样品中其他相关参数的信息。


总之,核磁共振法的测量原理基于原子核的自旋和磁矩之间的相互作用,利用外部磁场对原子核的能级结构和辐射吸收进行操控和检测。

这种方法可以提供关于样品中原子核特性和分子特征的丰富信息。


应用案例:甲烷水合物的合成过程监测



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