文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
天然气水合物降压开采数值模拟研究
姓名:李红海
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:宋永臣
20071220
摘要面对着能源短缺和环境恶化等一系列问题,寻求高效、洁净能源成为人类的唯一出路。由于天然气水合物资源在全球分布极广,而且数量巨大,被公认为是世纪最具开发前景的能源。因此,开展天然气水合物开采的研究具有非常重要的意义。天然气水合物的开采主要有加热法,降压法和注入剂法,其中降压法被认为是最经济的开采方法,但是降压法的开采效率如何以及开采过程中可能遇到的一些问题还没有得到深入的研究。为了研究天然气水合物降压开采,本文主要做了如下工作:晗秆芯抗谕馓烊黄衔锝笛箍2赡P停冉细髦帜P偷奶氐阋约熬窒扌裕为建立更为完善、真实的天然气水合物开采模型打下基础。悸翘烊黄衔锓纸馊攘ρВ纸舛ρВ纸夤讨衅搴退牧鞫约传热等等因素,建立天然气水合物降压开采二维数学模型。推2晒讨校沽Ψ植加氚刖冻啥允叵担A颂岣呔ǘ龋断虿捎梅蔷匀网格,垂向采用均匀网格,空间采用中心差分,时间采用向后差分得到天然气水合物开采模型的差分格式,采取隐式块迭代蠼庋沽Γ幼挪捎孟允角蠼饱和度,最后隐式块迭代蠼馕露取ü芯渴笛槭页叨忍烊黄衔锝笛狗纸夥⑾郑隹谘沽υ降停烊黄物分解越快,持续时间越长,产气量越大,分解停止时的地层温度也越低。初始温度高,分解越快,产气量也越大,但是分解停止时地层温度相同。最终天然气水合物都没有完全分解。ü芯渴彝獬叨忍烊黄衔锝笛狗纸夥⑾郑隹诖Φ奶烊黄衔锿耆ǚ解,但是储层内部仍有大量水合物未分解。分解速度随初始温度升高而加快,随出口压力升高而降低。但是地层温度接近天然气水合物的相平衡温度时仍有大量天然气水合物蘼酆沃殖叨龋隹谘沽统跏嘉露榷际怯跋焯烊黄衔锓纸獾闹匾R蛩亍捎诘ザ啦捎媒笛狗ú荒苁迪痔烊黄衔锿耆ǚ纸猓虼吮疚氖状翁岢隽擞太阳能加热开采天然气水合物的方法,并给出了开采装置示意图,详细描述了开采流程。ü虻サ氖的P投圆捎锰裟芗尤瓤2商烊黄衔锏姆椒ǹ尚行越新证,结果显示采用太阳能加热能够提供足够能量。关键词:天然气水合物;降压分解;数值模拟;太阳能没有分解。大连理工大学硕士学位论文.
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独创性说明对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志作者签名:
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髀引言天然气水合物性质于退衔铮肿有纬闪街至淳Ц瘢】昭ㄎS鏊肿幼槌傻奈迕嫣,人类跨入世纪之后能源这一古老话题丝毫没有减少其重要性,而且与可持续发展相联系。生产与国民经济社会发展需求相适应的能源资源,重视可再生能源的使用,注意能源使用与环境保护的关系,继续开发新型能源是新世纪各国政府必须予以关注的课题】口国际能源署⒉嫉摹妒澜缒茉凑雇赋龅辏茉慈越季主导地位。目前化石燃料的主要构成为石油%⒚.和天然气%】,然而据英国石油公司的《世界能源统计报告》,按照目前水平,世界探明石油储备能够满足年的消费需求,而天然气储备能够满足年的消费需求。一方面有限的资源与无限增长的需求形成了明显的供需矛盾,另一方面大量化石燃料的消耗给地球的环境带了巨大的挑战,因此开发高效清洁的能源成为解决能源问题的天然气水合物广泛分布于海底和冻土带沉积物哂心芰棵芏雀摺⒎植脊恪⒐模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,估计全球天然气水合物中的碳储量相当于全球己探明常规燃料总碳量的两倍】,是一种潜在的清洁能源且资源前景良好,被誉为世纪的新能源一,越来越引起人们的重视,过去十几年中也开展了大量研究工作·射。面对如此巨大的潜在资源量我们不得不考虑的问题是我们到底能够开采多少以及如何开采【尽管目前还不具各开采海洋天然气水合物的技术条件,但许多科学家相信它最有希望成为世纪最理想的、具有商业开发前景的新能源【埘。天然气水合物,俗称“可燃冰”,是一种由水分子、碳氢分子组成的冰状固态络合物【。结晶体