国家杰出青年科学基金(51225603)
- 作品数：8 被引量：95H指数：7
- 相关作者：李小森蔡晶徐纯刚胡亚飞陈朝阳更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学大连理工大学更多>>
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- 相关领域：石油与天然气工程化学工程更多>>
- 气体水合物相变热研究进展被引量：20
- 2016年
- 气体水合物作为一种特殊的相变材料,在形成与分解过程中会发生相态改变并伴随着相变热的变化。本文从气体水合物相变热的测定和应用两个方面对气体水合物相变热的研究现状进行了综述。对比分析了两种确定气体水合物相变热的方法,两种方法分别为差示扫描量热仪(DSC)实验直接测定法和基于相平衡的Clausius-Clapeyron方程间接计算法。综述了气体水合物相变热的应用研究现状,尤其是在空调蓄冷技术中的应用,其中气体水合物空调蓄冷技术从蓄冷工质和蓄冷装置两个方面进行了阐述。指出了气体水合物相变热应用研究中的重点和难点,为气体水合物相变热应用的进一步发展提供参考。
- 胡亚飞蔡晶徐纯刚李小森
- 关键词：水合物蓄冷
- 鼓泡器中环戊烷-甲烷-盐水体系水合物的生成动力学被引量：17
- 2016年
- 采用鼓泡装置研究了盐水体系中环戊烷(CP)-甲烷水合物的生成动力学,分别考察了进气速率、温度、压力对水合物生成速率和进气速率对气体转化率的影响。结果显示,提高进气速率、压力,降低温度均可提高水合物生成速率。但进气速率对气体转化率有影响,进气速率过大,单位时间内进入到反应器内的气体过多,气体还未参与反应便被排出,导致气体转化率反而减小。通过观察到的实验现象,分析环戊烷-甲烷水合物的生成过程,认为水合物晶体首先在环戊烷-水界面生成,并逐步向内部气相生长,最后水合物壳破裂,气泡逸出。水合物逐渐生长成粒状,并不断聚集在一起。
- 吕秋楠宋永臣李小森
- 关键词：鼓泡环戊烷甲烷水合物动力学
- 天然气水合物降压联合井壁加热开采的数值模拟被引量：8
- 2015年
- 降压法开采天然气水合物会受到储层传热的明显影响。降压联合井壁加热开采天然气水合物是将降压和热激两种方法综合使用,由此建立了天然气水合物降压联合井壁加热开采的数学模型,通过数值模拟手段对实验室尺度下的降压联合井壁加热法开采天然气水合物进行了模拟研究。模型得到了实验数据的较好验证。进一步的模拟结果表明:井壁加热能够给区域内提供热量并有效提高温度,有助于改善天然气水合物的产气,降压联合井壁加热开采方式下的产气优于纯降压开采情形。但同时由于传热方向和导热等限制,井壁加热的作用范围和对产气率的提高有限。不同井壁加热温度下的产气率变化较小,对产气率的影响几乎可以忽略。此外,联合开采方式下边界传热对天然气水合物的产气影响较大,可能影响此方法在低地热梯度环境下实际储藏的开采使用。
- 阮徐可李小森徐纯刚张郁颜克凤
- 关键词：天然气水合物降压数值模拟
- 三维实验模拟双水平井联合法开采天然气水合物被引量：8
- 2016年
- 为研究联合法开采天然气水合物,在水合物三维实验开采模拟平台中利用双水平井进行降压联合注温水开采水合物实验,得到温度和压力分布、产气、产水、三相饱和度变化与开采方法的传热特性。整个开采过程可以分为自由气释放阶段、静置阶段、降压开采阶段和注热开采阶段。研究结果表明在自由气释放阶段和静置阶段有二次水合物生成。在注热阶段,水合物在降压和注热的协同作用下进行分解。反应釜中的水合物最终被完全分解,并且本研究的能效比高于前人利用垂直井进行降压联合热吞吐分解水合物的能效比,表明利用双水平井进行降压联合注温水是一种有效的分解水合物的方法。
- 冯景春李小森王屹张郁李刚陈朝阳
- 关键词：水合物联合法传热特性
- 盐水体系环戊烷-甲烷水合物生成过程温度特性被引量：3
- 2017年
- 研究了盐水体系中环戊烷-甲烷水合物生成过程中的温度变化,分析了体系的热量损失。在初始温度为4.0℃和压力为8.5MPa的条件下,考察了不同气液比R_(gl)、环戊烷与水体积比r_v和盐度w_(NaCl)对釜内最高温度T_(max)的影响。实验表明,T_(max)受r_v和w_(NaCl)影响显著,而受R_(gl)影响较小,其中T_(max)随r_v的增加呈现先增后减的趋势,随w_(NaCl)的增加则呈现递减的趋势。在R_(gl)为0.786、r_v为0.556的条件下,w_(NaCl)为0%、3.5%、6.0%和7.0%盐水体系的T_(max)分别为21.3℃、12.6℃、11.5℃和10.7℃。由热量分析发现,体系的主要热量损耗表现为体系向环境中的散热,加快釜内水合物生成速率和提高体系绝热效果,有利于提高水合物生成热的热量有效利用率,从而提高T_(max)。
- 胡亚飞蔡晶李小森
- 关键词：水合物甲烷环戊烷盐水生成热温度特性
- 天然气水合物二次生成及渗透率变化对降压开采的影响被引量：15
- 2015年
- 在考虑天然气水合物二次生成及渗透率变化的基础上,建立了实验室尺度下的天然气水合物降压开采数学模型。利用该数学模型,对天然气水合物降压开采过程中的水合物二次生成进行了模拟,并分析评价了水合物二次生成及渗透率变化对水合物分解产气的影响。模拟结果表明:水合物二次生成主要局限于降压产气出口附近,二次水合物现象会引起局部水合物饱和度及温度、压力等发生明显变化;同时,水合物二次生成会导致产气速率大幅降低、产气持续时间延长和系统压力急剧增加,但累积产气量不受其影响。研究发现,不同于纯降压产气过程,在水合物二次生成的情形下,产气受出口压力的影响较大,而初始温度对产气的影响较小。
- 阮徐可李小森杨明军于锋
- 关键词：天然气水合物降压渗透率数值模拟
- 二氧化碳置换法模拟开采天然气水合物的研究进展被引量：21
- 2013年
- 目前实验室模拟开采天然气水合物(NGH)的最主要的方法为外激法,通过注热、降压等方式使水合物分解释放出甲烷(CH4),外激法最大的问题在于水合物的分解容易造成地层结构变化,导致地质斜坡灾害。利用二氧化碳(CO2)在水合物相中置换开采CH4,由于置换过程发生在水合物相中,不改变水合物相结构,因此可以降低地质灾害风险。本文全面介绍了利用CO2在水合物相从NGH中置换CH4的研究进展,从置换可行性、动力学模型、模拟研究、实验研究等方面对当前的研究进行了综述,并为进一步发展置换法开采CH4技术指出了方向。
- 徐纯刚李小森蔡晶陈朝阳陈超
- 关键词：天然气水合物甲烷二氧化碳
- 环戊烷-甲烷水合物生成过程的温度特性被引量：9
- 2016年
- 研究了环戊烷-甲烷水合物生成过程中的温度变化,分析了体系的热量损失。在不同初始温度(4℃、8℃和12℃)、压力(2MPa、4MPa、6MPa、8MPa和10MPa)和进气方式(一次性进气、连续进气和间歇进气)的条件下,测定了釜内温度,对比了以上各因素对釜内最高温度(T_(max))与釜内最大温升(ΔT_(max))的影响。实验表明,T_(max)主要受压力和进气方式影响,初始温度对其影响不明显;ΔT_(max)受初始温度、压力和进气方式影响显著。在间歇进气方式下,初始温度越低、压力越高,ΔT_(max)越大。其中,在初始温度为4℃、压力为10MPa、进气时间间隔为30min的间歇进气方式下,ΔT_(max)可达16.5℃。此外,由热量分析发现,体系的主要热量损耗表现为体系向环境中的散热。因此,提高保温层的绝热性能,有利于提高水合物生成热的热量有效利用率。
- 胡亚飞蔡晶李小森
- 关键词：水合物甲烷环戊烷生成热
