海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù)及系統(tǒng)

目錄
第1章 天然氣水合物資源調(diào)查與試采技術(shù)研究現(xiàn)狀 1
1.1 天然氣水合物資源特點及分布 1
1.2 天然氣水合物藏分類 4
1.3 天然氣水合物開采方法分類 5
1.3.1 降壓開采法 6
1.3.2 熱激開采法 6
1.3.3 注化學劑開采法 7
1.3.4 二氧化碳置換開采法 7
1.3.5 固態(tài)流化開采法 7
1.4 國際天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 8
1.4.1 俄羅斯天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 9
1.4.2 美國天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 10
1.4.3 加拿大天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 12
1.4.4 日本天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 13
1.4.5 德國天然氣水合物研究現(xiàn)狀 16
1.4.6 印度天然氣水合物研究現(xiàn)狀 17
1.4.7 韓國天然氣水合物研究現(xiàn)狀 17
1.4.8 挪威天然氣水合物研究現(xiàn)狀 18
1.4.9 中國天然氣水合物研究與試采現(xiàn)狀 18
1.4.10 世界天然氣水合物研究對比分析 22
1.5 海洋非成巖天然氣水合物開發(fā)技術(shù)策略 25
1.5.1 我國南海天然氣水合物成藏特征 25
1.5.2 高效開發(fā)技術(shù)瓶頸 27
1.5.3 海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化開采法技術(shù)策略及科學原理 29
第2章 固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù) 31
2.1 固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù)方案 31
2.1.1 固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù)目標 31
2.1.2 固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù)需求 31
2.1.3 固態(tài)流化開采模擬實驗技術(shù)流程 31
2.2 大樣品快速制備與破碎模擬實驗技術(shù) 32
2.2.1 實驗技術(shù)需求 32
2.2.2 實驗技術(shù)研究現(xiàn)狀 33
2.2.3 現(xiàn)有制備方法與裝置技術(shù)對比與適應性評價 38
2.2.4 天然氣水合物制備與破碎模擬實驗及技術(shù) 40
2.3 水合物漿體保真運移方法及技術(shù) 48
2.4 水合物漿體高效管輸模擬實驗技術(shù) 49
2.4.1 實驗技術(shù)需求 49
2.4.2 實驗技術(shù)研究現(xiàn)狀 50
2.4.3 現(xiàn)有實驗技術(shù)對比分析與適應性評價 55
2.4.4 水合物漿體高效管輸模擬實驗技術(shù) 57
2.5 漿體高效管輸循環(huán)泵模擬實驗技術(shù) 60
2.5.1 實驗技術(shù)需求 60
2.5.2 實驗技術(shù)研究現(xiàn)狀 61
2.5.3 現(xiàn)有實驗技術(shù)對比與適應性評價分析 63
2.5.4 實驗方法及技術(shù) 63
2.6 漿體高效管輸溫度、壓力控制系統(tǒng)模擬實驗技術(shù) 65
2.6.1 實驗技術(shù)需求 65
2.6.2 實驗技術(shù)研究現(xiàn)狀 66
2.6.3 現(xiàn)有實驗技術(shù)對比與適應性評價分析 74
2.6.4 壓力及溫度調(diào)控實驗方法及技術(shù) 75
2.7 動態(tài)圖像捕捉、數(shù)據(jù)采集及安全控制模擬實驗技術(shù) 77
2.8 固態(tài)流化開采模擬實驗方法及技術(shù) 77
第3章 固態(tài)流化開采大型物理模擬實驗系統(tǒng) 79
3.1 固態(tài)流化開采大型物理模擬實驗系統(tǒng)總體設計 79
3.1.1 設計方案 79
3.1.2 方案實施成效 80
3.2 水合物大樣品快速制備、破碎及漿體調(diào)制模塊 82
3.2.1 水合物樣品制備子系統(tǒng) 83
3.2.2 水合物大樣品破碎子系統(tǒng) 88
3.2.3 水合物漿體調(diào)制子系統(tǒng) 90
3.3 水合物漿體高效管輸與分離模塊 91
3.3.1 螺桿泵輸送子系統(tǒng) 91
3.3.2 垂直、水平管輸子系統(tǒng) 92
3.3.3 多級降壓子系統(tǒng) 95
3.3.4 多級升溫子系統(tǒng) 96
3.3.5 在線自動保溫保壓取樣分析子系統(tǒng) 97
3.3.6 三相分離子系統(tǒng) 98
3.4 實時圖像捕捉、數(shù)據(jù)采集及安全控制自動化模塊 99
3.4.1 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測子系統(tǒng) 99
3.4.2 數(shù)據(jù)測試、分析處理、存儲及控制子系統(tǒng) 102
第4章 海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化開采實驗 104
4.1 總體實驗 105
4.1.1 實驗目的及意義 105
4.1.2 實驗方案及流程 105
4.2 大樣品快速制備模擬實驗 105
4.2.1 實驗目的及意義 105
4.2.2 實驗方案及流程 106
4.2.3 實驗現(xiàn)象 107
4.2.4 實驗數(shù)據(jù)及分析 107
4.3 高效破碎實驗 119
4.3.1 實驗目的及意義 119
4.3.2 實驗方案及流程 119
4.3.3 實驗現(xiàn)象 120
4.3.4 實驗數(shù)據(jù)及分析 120
4.4 水合物漿體高效管輸實驗 127
4.4.1 多相非平衡管流系統(tǒng)數(shù)學理論模型及數(shù)值求解方法 127
4.4.2 高效管輸實驗 133
第5章 海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化試采技術(shù)方案 174
5.1 固態(tài)流化試采目標井環(huán)空相態(tài)及多相流分析 174
5.1.1 不同液相排量的影響 174
5.1.2 不同液相密度的影響 177
5.1.3 不同井口回壓的影響 179
5.1.4 不同產(chǎn)氣量的影響 181
5.1.5 不同射流直徑的影響 183
5.2 固態(tài)流化試采高壓射流碎化工具研制 184
5.2.1 水合物高壓射流碎化單噴嘴結(jié)構(gòu)設計與流場分析 185
5.2.2 水合物高壓射流碎化實驗及噴嘴工具研制 188
5.3 固態(tài)流化試采目標井施工關鍵參數(shù)優(yōu)化 198
5.4 固態(tài)流化高壓射流碎化現(xiàn)場應用技術(shù)方案設計 199
5.5 天然氣水合物固態(tài)流化開采法實施及應用前景 200
參考文獻 205