1、天然氣水合物(NGH)作為潛力巨大的優(yōu)質(zhì)、潔凈替代能源，其開采技術(shù)的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。本論文綜合運(yùn)用機(jī)理分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬技術(shù)，系統(tǒng)研究了多孔介質(zhì)中NGH的合成與分解規(guī)律，通過分析降壓開采、熱力開采過程中的壓力、溫度、產(chǎn)量等參數(shù)的變化規(guī)律，研究不同開采方式的開采機(jī)理、開采動(dòng)態(tài)及影響開發(fā)效果的主要因素，對(duì)不同開采技術(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有NGH實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研制成功一套NGH合成與開采實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)。該系統(tǒng)由供

2、液、供氣、生成與開采模擬、環(huán)境模擬、回壓控制、溫度壓力流量計(jì)量、數(shù)據(jù)采集處理7個(gè)功能模塊組成，可進(jìn)行多孔介質(zhì)中NGH的合成和降壓、加熱、注化學(xué)劑等各種開采實(shí)驗(yàn)。 多孔介質(zhì)中NGH相平衡數(shù)據(jù)是研究NGH開采的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。完成4個(gè)周期的NGH等容合成與分解實(shí)驗(yàn)，用圖形法確定了4個(gè)NGH相平衡點(diǎn)，與已有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比非常吻合，說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)裝置和方法是可靠的。對(duì)于高孔高滲的多孔介質(zhì)，相平衡數(shù)據(jù)與反應(yīng)釜水溶液中相平衡數(shù)據(jù)是一致的，在進(jìn)行NG

3、H開采相平衡的研究時(shí)，可以借用現(xiàn)有反應(yīng)釜水溶液中NGH的數(shù)據(jù)和模型。 在本實(shí)驗(yàn)條件下，NGH降壓開采是一種比較好的方法，產(chǎn)氣速度較高且主要受壓降速度的控制，產(chǎn)水速度小且維持在較穩(wěn)定的水平，且不需要昂貴的注熱、注化學(xué)劑等投入。分解速度常數(shù)和滲透率下降指數(shù)是影響產(chǎn)氣動(dòng)態(tài)的兩個(gè)重要參數(shù)，分解速度常數(shù)越大，滲透率下降指數(shù)越小，產(chǎn)氣量峰值越大，分解時(shí)間越短。儲(chǔ)層壓力控制和NGH自保護(hù)效應(yīng)是實(shí)際NGH礦藏降壓開采需要解決的關(guān)鍵問題。具有下伏

4、游離氣或者同層伴生氣的NGH礦藏，為克服以上兩點(diǎn)不利提供了可能。另外，還可以考慮注熱、注化學(xué)劑等其他輔助強(qiáng)化措施。 在本實(shí)驗(yàn)條件下，最優(yōu)注熱開采方案為：注水溫度81.44℃(預(yù)熱罐設(shè)定溫度160℃)+注水速度8ml/min。注熱開采產(chǎn)氣速度穩(wěn)定，主要受溫度場(chǎng)變化控制，即受注水速度、注水溫度和模型熱物性的共同控制。系統(tǒng)熱量損失大，換熱效率和熱利用率小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際NGH藏?fù)Q熱效率可以達(dá)到6倍以上，這樣注熱開采從能量角度評(píng)價(jià)即