海洋天然气水合物动力学模拟实验研究
模拟实验是天然气水合物成因研究的一个重要环节，而水合物动力学又是其中的关键研究内容，正成为近年来水合物研究的热点问题。水合物动力学研究对于了解水合物成核机制，水合物生长条件和稳定存在的环境等方面都有非常重要的作用。本文针对目前水合物生成动力学研究不足的现状，通过系列实验，侧重研究甲烷水合物生成过程、动力学影响因素及其二氧化碳水合物的成核过程。
甲烷水合物生成动力学实验表明，高频振动对缩短甲烷水合物生成诱导时间、加快水合物生成速率具有明显的促进作用。水合物生成反应中温度上升和瞬时流速增高与高频振动时间有非常好的对应。温度和压力是影响水合物生成的重要影响因素。在甲烷+天然海水体系和甲烷+天然海水+多孔介质两个体系内进行的等压变温和等温变压实验表明，甲烷水合物在低温高压的环境下生成速率快，水合物纯度高。基于粒径范围125-700μm的四种多孔介质的甲烷水合物生成实验结果表明，较粗粒径的多孔介质引起的孔隙间毛细作用对甲烷水合物不会产生明显的阻碍作用，但计算结果表明，孔径粒径小于60nm的多孔介质会阻碍甲烷水合物的生成。对甲烷水合物在天然海水+多孔介质体系中生成时的排盐效应研究表明，排盐效应的强弱主要由反应的物质供给量决定，甲烷气体的供给量越多排盐效应越强。受排盐效应影响的六种主要离子(k<'+>、Na<'+>、ca<'2+>、Mg<'2+>、so<,4><'2->、Cr<'->)中，Na<'+>、Ca<'2+>离子浓度变化较大，K<'+>变化最小。
使用电阻法对二氧化碳水合物的成核过程分析发现，水合物成核过程会引起体系内电阻增大。阻抗与温度、成核速率有如下关系：
此外，在二氧化碳水合物成核过程研究中发现形成水合物的水分子具有记忆效应，在相同实验条件下使用同一分水样反复生成水合物时反应的诱导时间越来越短。
水合物动力学;多孔介质体系;排盐效应;电阻法;成核过程;海洋天然气水合物
中国海洋大学
硕士
海洋地质
赵广涛;业渝光
2006
中文
P734.2
64
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）