沉积层中水合物驱替形成与CO2多相场耦合运移机理研究

项目名称： 沉积层中水合物驱替形成与CO2多相场耦合运移机理研究

项目编号： No.51376114

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 孙始财

作者单位： 山东科技大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 无论CO2海底封存还是置换开采天然气水合物，其本质都是沉积层中CO2运移及其与孔隙水驱替形成水合物过程。沉积物CO2水合物的形成及对渗透率的影响已有很多研究，但还有一些问题尚待研究，如文献报道的静置模式形成水合物未考虑CO2-孔隙水驱替作用、相变潜热扩散效应以及多相场耦合影响CO2扩散，获得的结论或模型尚无法直接应用。本项目通过在不同沉积物中液态CO2驱替形成水合物，研究水合物沿程生长特性、生成速率、相变热扩散效应、沉积物渗透率，分析形成模式、温度、压力、沉积物类型、驱动流速等因素对它们的影响规律，揭示水合物驱替形成对CO2渗流扩散的影响机理，提出驱替形成水合物速率方程、渗透率与饱和度关系式和热扩散效应方程，探讨其耦合关系，结合多孔介质传热传质理论和水合物结晶理论，建立相应的CO2多相场耦合运移模型。研究成果将拓展多相场耦合理论，并为CO2海底水合物封存、置换开采技术提供重要的理论依据。

中文关键词： 水合物；驱替形成；渗透率；热扩散；多相场耦合

英文摘要： CO2 submarine sequestration or replacement exploitation of natural gas hydrate involve the CO2 percolation and hydrate formation during CO2-driving-pore water in sediments. A lot of research has been performed about CO2 hydrate formation and permeability

英文关键词： hydrate；driving pattern formation；permeability；thermal diffusion；multi-phase and multi-field coupling