分子模拟技术在天然气水合物相变机理方面的研究进展及应用

作     者：孙金声 廖波 王金堂 吕开河 王玉斗 王韧 白宇靖 姜海洋 邵子桦 SUN Jinsheng;LIAO Bo;WANG Jintang;LÜKaihe;WANG Yudou;WANG Ren;BAI Yujing;JIANG Haiyang;SHAO Zihua

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)广东广州523936 中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2022年第53卷第3期

页      面：757-771页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0703[理学-化学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51991361) 中国石油天然气集团有限公司重大科技项目(ZD2019-184-003) 广东省南方海洋科学与工程实验室引进人才团队重点专项(广州)(GML2019ZD0501) 中国石油大学(华东)研究生创新工程资助项目(YCX2021029) 山东省重点研发计划项目(2020ZLYS07) 

主　　题：分子模拟 天然气水合物 相变机理 抑制剂 开采方法 

摘      要：分子模拟已经多年被应用于研究水合物相变机理,成功揭示了水合物成核时期抑制剂的扰乱机理,生长时期抑制剂的吸附抑制及传质阻碍机理,并在水合物抑制剂研制及水合物开采技术等方面发挥了重要作用。本文从成核和分解2个方面介绍了分子模拟技术在天然气水合物相变机理研究进展,详细解释了不稳定团簇成核假说、局部成核假说和“blob成核假说;阐述了分子模拟技术在天然气水合物生成抑制剂和分解抑制剂研制方面的应用及固体材料表面性质与水合物间相互作用机理;论述了分子模拟技术在二氧化碳置换法、电场强化法以及化学注射法等天然气水合物开采方法上的应用,提出了将二氧化碳置换法与电场强化开采技术结合的天然气水合物联合开采法。最后,总结了分子模拟技术进一步应用于水合物钻采研究的跨尺度及力场开发等科学难题,并对分子模拟技术应用于辅助高性能水合物钻完井工作液处理剂的研发以及研发适用于水合物储层的高效开采方法进行了展望。