多孔介质中天然气水合物分解热力学模型研究

第 3 8卷 第 1期 石 油 与 天 然 气 化 工 CHEMI CAL E NGl NEERl NG OF OI L ＆ GAS 多孔 介 质 中天 然 气 水 合 物 分解 热 力 学模 型研 究 姚 军辉 石 勇 ( 1 ． 中国矿 业大 学资 源与安 全 工程 学院 2 ． 青 海 油 田采 油二 厂 青 海茫崖 ) 摘 要 天然 气水合 物具 有 能量 密度 高、 分 布 广、 规 模 大、 埋 藏 浅 、 成藏 物 化 条件 优 越 等特 点 ， 是 2 1 世 纪 继常规 石 油和 天然 气能 源之后 最具 开发 潜 力 的 替代 能 源 。 多孔介 质 中天 然 气水 合 物 的 分解热 力 学是 目前研 究 的热 点和难 点 问题 。本 文采 用 V P T状 态方程 计 算流 动相 的逸度 ， 采 用改进 V a n d e r Wa a l s a n d P l a t t e e u w模型计 算水合 物相 态。 同时 ， 考 虑 毛 细 管 力对 相 态 逸度 的 影 响 ， 引入修 正项 改进 了模 型 ， 并运 用改进 模 型对 C H 和 C O ：水合 物 相 平衡 分 解 条 件进 行 预 9 n , 4 ， 其预 测 结果 和 实验 结 果 比 较 符 合 。 关 键 词 天然 气水合 物 热 力 学模 型 多孔介质 替代 能源 DOI ：1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 0 0 7 —3 4 2 6 ． 2 0 0 9 ． 01 ． 0 0 4 天然气 水合 物 ( n a t u r a l g a s h y d r a t e ) 是 由天 然 气 与水分 子在 高压 和低 温条 件下 形成 的一 种 白色或 浅 灰 色 固态笼 型 化合 物 。一般 来 说 ， 除在 高纬 度 地 区 与 永冻 土带 天然 气 水 合 物外 ， 在 海底 发 现 的天 然 气 水 合 物通 常埋存 水深 3 0 0～ 5 0 0 m 以下 ， 主要 赋存 于 陆坡 、 岛屿 和盆 地 的表 层 沉积 物或 沉积 岩 中 ， 也可 以 散 布 于洋底 以颗 粒状 出现 。海 底沉 积物 主要 是细 砂 和 粘土 。其 物性 、 孔 隙半径 、 孔 隙形 状和 表 面特性 等 因素都 会影 响相 平 衡 温 度 。 比如 ， 沉 积物 颗 粒 孔 隙 越 小 ， 毛细管 中的界 面 曲率 就越 大 ， 组分 中逸 度和 化 学 势也 就越 大 ， 需 要 更 高 压 力 或更 低 ......