井下原位加热强化开采冰冻型水合物实验

作     者：韦文娜 李波 陈玲玲 张婷婷 万青翠 WEI Wenna;LI Bo;CHEN Lingling;ZHANG Tingting;WAN Qingcui

作者机构：重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 

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：1069-1081页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51876017) 中央高校基本科研业务费项目(2020CDJQY-A044) 

主　　题：冰冻型甲烷水合物 降压 井下原位加热 自保护效应 能量收益 

摘      要：基于青海等多年冻土区地质特点及环境条件,运用井下原位加热技术,在冰点以下进行纯降压法、纯电加热法、降压联合电加热法和热吞吐法的冰冻型甲烷水合物开采实验,分析冰冻型水合物的分解特性,探究降压幅度、加热模式以及热吞吐加热时间对开采效果的影响,并评价不同开采方法下对于冰冻型水合物的商业化开采价值。研究结果表明:要实现冰点以下冰冻型水合物的持续分解,必须额外注入热量,而热量主要依靠冰、水合物以及多孔介质颗粒之间的导热进行传递;纯降压法不能消除水合物自保护效应,无法实现冰冻型水合物的有效分解;采用持续电加热和降压联合电加热的井下原位加热技术对于破坏冰点以下冰冻型水合物的自保护效应更具优势;纯电加热法和热吞吐法无法完全分解冰冻型水合物,且纯电加热法的产气速率最慢,累积产气量最低;热吞吐法中对流强化传质作用造成明显的水合物二次生成,阻碍了水合物的快速分解。在原位井下加热的基础上,降压驱动力对于冰冻型水合物的分解起到了明显促进作用。对原位井下加热开采的能量收益效率分析,综合能量效率、热效率、获得最大能量的时间以及水合物分解率等指标,认为降压联合电加热法对于冰冻型水合物的商业化开采更有优势。