天然气水合物物性分析测试技术

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1、石油仪器2013年第27卷第4期PETR0LEUMINSTRUMENIS·综述·天然气水合物物性分析测试技术赵仕俊徐美李申申(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东青岛)摘要：深入研究了天然气水合物物性分析测试技术，认为沉积物中天然气水合物物性测试没有超出石油天然气储层岩石物性分析的范畴，其测试技术主要是借用和改造在其它领域成熟应用的先进测试技术。因天然气水合物的低温、高压赋存条件的特殊性，增加了模拟环境设备与测试的复杂性。天然气水合物物性测量装置以一维小实验模型为主，且向超低温、超高压方法发展，测试方法趋于多样化。研究指出，天然气水合物模拟实验装置系统结构与性能参数的设计应在

2、满足实验需求的前提下，更多关注实验数据的准确性、实验设备的可靠性和实验操作的便利性。关键词：天然气水合物；多孔介质；模拟实验；物性分析；测试技术中图法分类号：TEl33文献标识码：A文章编号：1004—9134(2013)04-0001—05水平。0引言1天然气水合物物性测量仪器与技术天然气水合物广泛存在于海底以下0、1500m深的海洋陆坡区和陆地永久冻土带。迄今为止，在世界1．1力学性质测量各地的海洋及大陆地层中，己探明天然气水合物储量对水合物沉积物力学性质的实验研究，是在实验相当于全球传统能源储量的两倍以上【】，。我国东海过程中测量水合物样的硬度、强度、弹／塑性，应力／陆坡、南

3、海北部陆坡、台湾东北和东南海域、冲绳海应变、压缩系数等，从而得到水合物沉积物的力学性槽、东沙和南沙海槽等地域均有天然气水合物产出的能指标。良好地质条件。我国是世界第三大冻土国，经初步勘美国地质调查局于1999年建成天然气水合物沉察，青藏高原是多年生冻土带，埋藏着丰富的天然气积物测试实验装置GHASTLI，具有多种探测手段(声水合物引。学、力学、电阻率)。其基本技术指标是最大围压在常温常压下，天然气水合物会发生热释分解，25MPa，样品尺寸qb70×130mm，声波频率0．5MHz析出水，释放碳氢气体，lm的天然气水合物在常温～1MHz，注入泵流量0．001ml／min～89ml／m

4、in，轴下可释放出约164m3的天然气和0．8m的水。天然气向加载系统由1个注射泵控制，反压和围压由5个注水合物可作为一种比石油、天然气更洁净的气体燃射泵控制E6]。料，因其储量巨大，是一种前景堪好的能量资源。为了研究在深海应力和温度条件下含天然气水合近年来，国内外在天然气水合物的形成机理、资物砂样沉积物的机械特性，日本山口大学研制了测量源评估、勘探与开发技术及其与全球气候变化的关系水合物力学特性的可控温三轴试验仪。仪器可以在各方面取得了不少研究成果，但至今还没有完善的天然种温度和高压条件下控制回压和封闭压力，最大许用气水合物勘探开发技术。天然气水合物物性分析测试载荷200kN。圆

5、柱形载荷单元能加载到30MPa。用液是完善天然气水合物勘探开发技术的基础研究工作l4，。缸中活塞的位移量来计算试样体积的变化量。实验温天然气水合物物理化学性质研究涉及沉积物中天然气度通过低温流体循环控制，可在一35~C到-I-50~C范围水合物形成／分解动力学控制和强化理论，以及多组内调节。分多相天然气水合物基础物性规律和海区基础数据这韩国地球科学与矿产资源学会(KIGAM)研制两类问题。本文全面论述了国内外天然气水合物物性的天然气水合物海底模拟实验装置GHOBSII(GasHy．分析测试的最新技术与方法。通过探索天然气水合物drateOceanBottomSimulatorII)

6、I7J，能模拟深海洋底环物性测试前沿技术，将较大提高天然气水合物的研究境，研究沉积物中天然气水合物的物理特性。研究目支助项目：天然气水合物测试技术与模拟实验研究(编号：GZH201100310)协作课题。第一作者简介：赵仕俊，男，1957年生，博士，研究员，研究方向为检测技术与自动化装置，目前从事天然气水合物实验技术研究。邮编：266555石油仪器PETRoLEUMINSTRUMENIS标主要集中在不同应力条件，水合物饱和度，沉积物中科院能源所设计的超声波作用于天然气水合物类型和结构等条件下，水合物生产过程中的水合物沉实验装置l6J，利用该装置研究了超声波对天然气水合积物的性能。该

7、装置能够调节压力，并可在加压条件物生成过程和引导时间的影响。其耐压反应釜由不锈下从加压岩心抽取岩心试样实验设备能经受20MPa钢材料制成，容积为460cm；标准恒温水浴控温范的流体压力和5MPa的垂直有效应力。岩心单元体用围为一20~C～100~C；超声波发生器频率为20kHz，铝合金制成，以便试样能用x射线CT系统扫描。单功率0～l50W可调；质量流量控制器流量范围为0元体的底部和顶部都安装有测量垂直应力，弹性波～200(mL／min)，热电阻(Ptl00)的量程为