纳米颗粒与天然气水合物形成研究进展

自然界中的天然气水合物具有巨大的能源潜力,同时水合物技术在气体储运、海水淡化、气体分离、污水 处理等领域也有很广的应用前景,但水合物一些固有的性质(如较低的水合物形成速率和严苛的水合物形成条 件)阻碍了这些技术的商业化.因此,研究者尝试将纳米技术与水合物技术相结合,利用纳米颗粒促进或者抑制 水合物形成,服务于水合物安全高效钻采,并推动水合物技术应用.综述了纳米颗粒及其流体的基本性质、分散 方法和对水合物热力学和动力学方面的影响,指出了当前研究存在的问题,并提出了今后纳米颗粒作为水合物添 加剂的研究方向及在水合物勘探和开发过程中潜在的应用.      

天然气水合物开采技术研究进展

摘 要:天然气水合物开采技术的改进与完善是水合物资源走向商业开发面临的重要问题,因此天然气水合物开采技术研究一直深受重视,新成果不断涌现。通过对国内外天然气水合物开采技术研究动态的跟踪,分析总结了这一前沿领域的最新研究进展。在天然气水合物常用开采方法中,加热开采法研究进展最为明显,在传统井口注热法基础上,提出了电磁加热、原地生热、干热岩加热等许多全新的原位加热思路;降压开采法与二氧化碳置换开采法在提高开采效率方面也做了诸多尝试,取得了一些新认识。另一方面,针对天然气水合物藏开采工艺技术也进行了积极的研究,在传统单井开采方案基础上,提出了双井、多井等多种新开采方案;水平井与水力压裂技术在水合物开采工艺研究中也显现出日益活跃的趋势。天然气水合物开采技术研究领域取得的这些新进展,进一步强化了人类对天然气水合物资源开发利用的技术基础。      

陆域天然气水合物形成条件理论研究及其对青南多年冻土区水合物勘查的启示

陆域天然气水合物作为一种未来开发潜力最大的非常规清洁能源而备受各国政府青睐,目前国内外对陆域水合物形成条件的研究集中于4个重点方向:温度-压力、气源、气体运移及水合物的圈闭,大量的研究表明最为直接的条件为温度-压力和气源,而圈闭则决定水合物的成藏规模。同时水合物的形成机制也成为研究的热点。近年来,我国学者依据陆域水合物形成的温压条件而做出的理论预测曾成功地指导了祁连山冻土区水合物的发现。然而,地处海拔4 600多米的北羌塘青南冻土区有着比祁连山水合物产出地更佳的水合物形成条件,但至今未获得找矿成果突破,还存在二叠系烃源岩中有机质的沉积环境不明、气体成因不清及烃源岩综合评价缺乏标准等诸多问题。对国内外在水合物形成条件等方面进展的总结将给青南地区今后水合物勘查诸多有益的启示,如冻土厚度及类型、烃气成因、断层、圈闭和储层等因素对水合物形成及成藏等方面的影响。      

斯维尔德鲁普盆地天然气水合物成藏条件及分布预测

斯维尔德鲁普盆地是北极地区最重要的含油气盆地之一,研究者普遍认为这一地区可能具有良好的水合物资源潜力,已有的钻井勘探成果也显示了大量天然气水合物存在的迹象;目前国内对北极地区油气的研究尚处于起步阶段,对斯维尔德鲁普盆地也缺乏系统的认识。结合测井资料解释及国内外理论研究成果,介绍了斯维尔德鲁普盆地的油气地质背景,综合分析了盆内水合物成藏的气源条件、温压条件、构造条件和沉积条件,对水合物的分布范围做出了预测并初步估算了盆内水合物所含天然气的资源量。结果表明,斯维尔德鲁普盆地较好地满足了天然气水合物的成藏条件,盆内主要有3个水合物勘探远景区,资源潜力巨大。这一结论对未来在北极地区进行的油气勘探具有重要的参考价值。      

天然气水合物系统特征及其对我国水合物勘查的启示

油气资源在能源结构中具有举足轻重的作用,其成因机制及勘探思路已发展出了完善的系统理论———含油气系统理论,而天然气水合物作为潜在替代清洁能源,其勘探理论尚处于探索阶段。借鉴含油气系统理论,注重与常规油气成藏的差异性分析,在系统分析全球已发现天然气水合物主要研究区的天然气水合物特征基础上,从气体来源、气体运移通道、有利储层等方面对天然气水合物成藏机理进行了系统梳理,以探究天然气水合物系统特征。提出天然气水合物系统应包括气源、储层和天然气水合物稳定带３个基本要素以及气体生成－运 移 过
程和天然气水合物形成过程２个基本作用;冻土带内气体来源以热解气为主,海洋环境中则以生物气或热解气和生物气的混合气为主;气体运移通道主要为流体底辟、气烟囱、大尺度断层、裂缝、滑塌构造及高渗透性地层等;天然气水合物储层在冻土带以砂岩为主,在海域则以黏土质粉沙及粉沙质黏土为主;综合全球各区域天然气水合物成藏特征,提出了９种类型天然气水合物系统,同时以我国神狐海域天然气水合物系统为例总结出了天然气水合物系统成藏事件表。      

天然气水合物含油气系统的形成条件、研究方法及实例分析

以含油气系统为切入点研究了天然气水合物的成藏,识别出天然气水合物含油气系统6个控制因素:稳定的温度-压力条件、气源、水源、气体运移、适宜的沉积物或储集岩和圈闭形成时间。针对这些特点,初步提出了工作思路及研究方法,特别提及轻烃气体浓度与同位素分析法、孔隙流体特定组分分析法和轻烃蚀变产物分析法3种地球化学勘探方法。在此基础上,以开心岭-乌丽地区天然气水合物含油气系统为例证明了天然气水合物含油气系统的可靠性,进而为中国冻土区天然气水合物成矿有利区优选提供了新的理论依据。      

天然气水合物开采储层出砂研究进展与思考

天然气水合物开采井眼出砂问题是当前水合物产业化急需突破的瓶颈之一,解决水合物开采时防砂与产能平衡问题是实现水合物安全高效、长期可控开采的关键.我国海域典型水合物储层属于弱固结的低渗泥质粉砂储层,其面临的防砂控泥与增产矛盾较为突出.厘清不同水合物储层和开采条件下的井眼出砂规律并揭示其机理,进而制定科学合理的防砂控泥措施以实现产能最大化是解决上述矛盾的途径所在.从理论分析、数值模拟、室内实验和现场试采4个角度介绍了世界范围内已开展的水合物出砂防砂情况,分析总结了水合物储层出砂影响因素及出砂机理,最后探讨了目前出砂研究存在的问题和挑战,并给出了相应的建议,旨在为后续水合物开采井眼出砂预测和防控研究提供思路和参考.     

青海乌丽冻土区冷泉水溶烃对形成天然气水合物的指示意义

针对深处青藏高原腹地中低纬度高海拔(4 600~5 300m)永冻土地带的青海乌丽地区,开展了该地区天然气水合物形成的气源条件研究。冻土区地表沿断层发育若干冷泉,野外采集冷泉新鲜水500mL密封送实验室进行气相色谱分析。首先对水中溶解的烃在真空和60℃恒温条件下脱出气体,将脱出气体经ρ(NaOH)=300g/L的碱液吸收CO₂,余下气体经碱液驱赶至量气管上端,计量脱出气体的体积,并转移至另处;然后根据溶解烃含量注入适当体积的脱出气体进行色谱标定、单点外标定量。结果在冷泉中检测出CH₄体积分数一般在223.60~1 097.30 μL/L之间,最高达1 113.21 μL/L。野外工作查明烃源岩主要为上二叠统那益雄组含煤碎屑岩建造,次为上三叠统巴贡组碎屑岩。前者中赋存的煤层及炭质泥岩为天然气水合物气源供给的重要母质。此研究成果揭示该地区具备形成天然气水合物藏的良好气源条件及成藏潜力。      

天然气水合物注热分解渗流特征及数值模拟

天然气水合物的分解及渗流特征是天然气水合物注热开采机制研究的基础问题。考虑水合物分解效应和储层应力条件的影响,进行天然气水合物储层性质的数学描述,建立天然气水合物注热开采的储层数值模型,分析天然气水合物注热分解渗流特征;比较注热生产过程中注热温度和注热速度对天然气水合物藏温度场及渗流场的影响,结合分解前缘移动特征及分解区面积占比变化规律,对水合物的分解渗流特征进行定性评价和定量描述。结果表明：随注热温度的升高,分解前缘的移动速度加快,分解区面积占比增加,但增加幅度减小;随注热速度的增加,分解前缘移动更快,分解区面积占比增加,增加幅度也增大,注热速度比注热温度对水合物分解的影响更大。该结果为研究天然气水合物注热开采机理、分解及渗流特性提供参考。     

21世纪的新能源——天然气水合物

天然气水合物 (Ｇａｓｈｙｄｒａｔｅ)是由天然气 (甲烷为主 )和水组成的固体结晶物质 ,故又称固态甲烷、可燃冰或气冰。通常在低温高压条件下形成。在水深 50 0～ 4 0 0 0ｍ的海底沉积层 ,由于压力加大 ,天然气水合物可在15～ 2 5℃条件下形成。据现有资料 ,天然气水合物主要赋存在大于 30 0～ 50 0ｍ水深的海底沉积物中和寒冷的高纬度地区。天然气水合物为一种冰状的白色固态结晶体 ,气体中甲烷占 99%。它主要存在于温度较低、压力较高、气和水足够富集的大陆架边缘和大陆坡上部的海底沉积物中 ,其上有较为稳定的沉积盖层。据分析 ,1ｍ3的…     

海底泥底辟(泥火山)对天然气水合物成藏的影响

海底泥底辟(泥火山)与周缘发育的天然气水合物存在着密切的关联,表现在静态要素和动态成藏2个方面。作为一种重要而有效的运移通道类型,泥底辟(泥火山)携带的气体将是天然气水合物的重要气体来源。同时,含气流体沿着泥底辟(泥火山)的上侵,可能会导致上覆地层中温压场和地球化学组分的改变,进而引起天然气水合物稳定带厚度的变化。因此,泥底辟(泥火山)将控制天然气水合物的成藏,如位于构造中心部位的矿物低温热液成藏模式和位于构造边缘的矿物交代成藏模式。另一方面,泥底辟(泥火山)的不同演化阶段将对天然气水合物的形成和富集产生不同的影响。早期阶段,泥底辟(泥火山)形成的运移通道可能并未延伸到天然气水合物稳定带,导致气源供给不够充分;中期阶段,天然气水合物成藏条件匹配良好,利于天然气水合物的生成;晚期阶段,泥火山喷发带来的高热量含气流体引起天然气水合物稳定带的热异常,可能导致天然气水合物的分解,直至泥火山活动平静期,天然气水合物再次成藏。      

青藏高原东缘气溶胶粒径分布特征及其来源

气溶胶粒径分布可反映气溶胶的主要来源及其经历的动力学和化学等过程。使用宽范围粒径谱仪对青藏高原东缘四川省理塘县2017年7月6日至8月3日10 nm～10μm气溶胶粒径分布进行观测,结合环保六要素(PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃)和气象要素数据、HYSPLIT轨迹模式、潜在源区贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析,探讨了青藏高原东缘气溶胶的粒径分布特征、潜在来源和影响区域。结果表明：青藏高原东缘理塘地区气溶胶数浓度较低,平均值为4 660.3 cm^-3,粒径分布主要集中在500 nm以下,占总数浓度的99.95%;不同模态粒子数浓度差异较大,核模态、爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度分别为391.9、4 218.0、50.1和0.4 cm^-3;不同模态粒子数浓度日变化均为双峰型分布,但是峰值时间存在差异,核模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于12:00和19:00,爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度...     

离散相粒径对旋流器分离性能的影响

应用欧拉—拉格朗日方法,对双锥型液—液分离旋流器的不同粒径的油滴运移轨迹及分离性能进行数值模拟,采用高速摄像技术记录旋流场不同粒径的离散相分离过程。结果表明:在一定范围内,随离散相粒径的逐渐增大,旋流器分离效率逐渐升高。对粒径小于50μm的油滴,分离效率较低,随粒径的逐渐增大,分离效率变化较小。对粒径为100μm的油滴,在旋流场内完成分离时间为2.30s,随粒径的逐渐增大,分离时间逐渐减小。当油滴粒径为100~900μm时,随粒径的逐渐增大,旋流器分离性能逐渐升高。数值模拟结果与高速摄像实验所得规律一致,验证数值模拟结果的准确性。     

基于正交试验法的天然气水合物地层钻井液配方设计

在天然气水合物勘探开发过程中,钻井液性能的变化会导致水合物的分解与再形成,从而影响正常的钻进。为了满足
水合物勘探所需的稳定钻井液,采用正交试验法,研究了含NaCl、聚合物等不同组分的水合物地层钻井液宏观流变性的变化。以
表观黏度、塑性黏度、动切力等为考核指标,通过改变各组分的含量对钻井液配方进行优选,确定了影响钻井液性能的主要因素,
用较少的试验次数获得了较全面的试验结果,从而获得适合含天然气水合物地层钻井用的钻井液。      

惠民凹陷南坡天然气藏形成条件及勘探方向

从气源岩、储层、圈闭等方面分析了惠民南坡的天然气成藏条件,认为该区烃源岩条件良好,有古近纪的暗色泥岩和石炭一二叠纪煤系地层作为气源岩,同时该区深大断裂发育,岩浆活动强烈,还具有充足的非烃气源;地层发育全,沉积体系多,发育多种类型的储集层,形成6套储盖组合,具备天然气聚集成藏的良好地质条件。研究表明,曲堤地垒和济阳地堑东部的古生界圈闭是深层气勘探的有利方向,非烃气的主要勘探方向是王判镇潜山带的新近纪地层构造圈闭和浅层“亮点”岩性圈闭。     

惠民凹陷南坡天然气藏形成条件及勘探方向

从气源岩、储层、圈闭等方面分析了惠民南坡的天然气成藏条件,认为该区烃源岩条件良好,有古近纪的暗色泥岩和石炭-二叠纪煤系地层作为气源岩,同时该区深大断裂发育,岩浆活动强烈,还具有充足的非烃气源;地层发育全,沉积体系多,发育多种类型的储集层,形成6套储盖组合,具备天然气聚集成藏的良好地质条件.研究表明,曲堤地垒和济阳地堑东部的古生界圈闭是深层气勘探的有利方向,非烃气的主要勘探方向是王判镇潜山带的新近纪地层构造圈闭和浅层“亮点“岩性圈闭.     

山东省主要地质遗迹形成时代及分布特征

山东主要地质遗迹划分为标准地质剖面、著名古生物化石遗址、地质构造形迹、典型地质与地貌景观、特大型矿床、地质灾害遗迹等6大类。叙述了各类地质遗迹的形成时代及分布特征。对各地质公园的主要特征及地层、侵入岩中的主要地质遗迹进行了总结,对太古宇重要地质遗迹点的岩性、形成年龄作了介绍,为地质旅游提供了基础资料。     

基岩油气藏的形成与分布

与成层性良好的沉积岩油气藏相比,基岩油气藏属于特殊类型的油气藏。在前人研究的基础上,结合辽河坳陷所发现
的基岩油气藏,界定了基岩油气藏的内涵,梳理了全球基岩油气藏的分布特征,研究了基岩油气藏的形成条件与控制因素,提出了
目前面临的问题。基岩油气藏包括基岩顶部风化壳油气藏和内幕油气藏2种类型,与构造特征明显的潜山相比较,其更强调岩性
特征;全球已超过30个盆地中发现了基岩油气,主要发育在构造活动强烈的裂陷盆地、走滑盆地和前陆盆地;基岩油气来源于周
围毗邻多洼陷的烃源岩层段,储层的储集空间分为顶部风化壳溶蚀孔洞和内幕网状裂缝系统,后者主要遵循“岩性优势序列”发
育,圈闭发育存在纵向上的多重性和空间上的普遍性特点,源储接触方式分为垂向直接接触、侧向直接接触和间接接触3种类型,
并依此建立3种油气成藏模式,受到多洼陷的烃源岩条件、多期次的断裂活动、广布性的圈闭条件和内外结合的沟通条件等控制;
强调了基岩油气藏在内幕储层形成机制、油气成藏和油气水分布规律等方面存在的问题,为下一步基岩油气藏勘探指明了方向。      

潍北凹陷孔店组天然气成因类型及分布规律

根据天然气组分以及碳同位素和轻烃特征等资料,运用天然气成因理论并结合天然气成因类型判识图版和成藏条件,探讨了潍北凹陷孔店组天然气成因类型及分布规律。结果表明:潍北凹陷天然气CH4体积分数大,重烃体积分数小,非烃组分极少;南部斜坡带的疃4井天然气属生物气;灶户鼻状构造带南部产出的天然气为混有生物气的油型伴生气;灶户鼻状构造带中部地区属典型的油型伴生气;北部洼陷区的东部和南缘产出的天然气具有煤型气,并有油型气混入;以昌1井为代表的北部深洼陷区是煤型气发育的有利地区。总之,潍北凹陷天然气可以划分为生物气、混有生物气的油型伴生气、典型的油型伴生气、混有油型气的煤型气、典型的煤型气等5种成因类型;孔店组天然气类型多样、分布复杂,这些与该区的烃源岩类型、成熟度等因素有关。     

药物对海水珍珠形成的影响

我国海水珍珠养殖虽有二十多年历史,但进展不大,其主要原因之一是珍珠质量较差和产量较低。为了探讨这个问题,我们采用抗菌素等药物处理小片和珠核。作者于1964年在广西钦州龙门港和1969年在广东惠东县海水养殖场分别进行试验。以抗菌素用于珍珠插核生产是可以提高珍珠质量及育珠母贝留珠率的。日本也曾用抗菌素于珍珠插核试验,据报道无明显效果,这是否以用药浓度有关,是值得讨论的。