不同粒度沉积物介质对气体水合物成核的影响

摘要：

为了探究沉积物介质粒度对气体水合物 (以下简称水合物) 成核分布的影响, 参考我国南海神狐海域含水合物沉积物的粒度特征, 利用可视高压反应釜, 在6种沉积物介质中开展水合物成核动力学实验, 测定不同粒度沉积物介质中水合物成核诱导时间, 并结合概率分布函数分析其分布规律, 考虑毛细管作用对沉积物孔隙中液相—气相界面张力的影响, 基于Kashchiev模型, 结合Arrhenius方程, 建立了沉积物孔隙半径—水合物成核诱导时间理论模型, 并将模型计算结果与实验结果进行对比分析.结果表明: (1) 实验结果显示, 较大粒度沉积物介质可以有效缩短水合物成核诱导时间、增大诱导时间集中程度; (2) 由理论模型公式推算得出, 受沉积物孔隙表面张力作用的影响, 水合物成核诱导时间随沉积物粒度的逐渐增大呈先增大后减小的变化趋势, 存在着一个临界粒径尺寸; (3) 沉积物粒度的增大与水合物形成难度的变化趋势表现为非正相关对应关系, 在一定范围内随沉积物粒度的增大, 水合物形成难度逐渐减小.该研究成果可以为海洋天然气水合物矿藏的勘探提供技术支撑.

关键词：气体水合物、成核诱导时间、沉积物、粒径、孔隙、毛细管作用、诱导时间、实验室试验

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资助基金：天然气水合物国家专项"天然气水合物测试技术与模拟实验"DD20160216;国家自然科学基金项目"基于Raman光谱的温度调控下瓦斯水合分离动力学研究"51774123;黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划"高浓CO2瓦斯混合气水合分离产物Raman光谱特征研究";黑龙江省自然科学基金项目"中高浓度煤层气快速水合固化方法及其强化机理研究"ZD2017012

在线出版日期：2018-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：148-155