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探析天然氣的優(yōu)秀論文
摘要：伴隨近些年我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升和各類資源能源消耗量的增加，使得能源危機(jī)已經(jīng)逐漸成為影響我國經(jīng)濟(jì)水平提高的關(guān)鍵因素之一。天然氣水合物作為一種新興的能源資源，其內(nèi)部總的碳含量范圍極廣。據(jù)相關(guān)人員調(diào)查分析，此種水合物中的碳含量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天然氣、石油和煤炭。對(duì)此，本文以天然氣水合物為切入點(diǎn)，通過對(duì)其開采模擬實(shí)驗(yàn)的簡單研究分析，從而對(duì)其能源效用展開細(xì)致探討。
關(guān)鍵詞：關(guān)于天然氣的論文
自天然氣水合物被發(fā)現(xiàn)和開采以來，有關(guān)其開采模擬的研究工作也開始進(jìn)入導(dǎo)迅猛發(fā)展的階段。處在美國的勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)室在上個(gè)世紀(jì)就是年代末期就提出了有關(guān)水合物狀態(tài)的方程式和模擬計(jì)算軟件，并在本世紀(jì)初改進(jìn)了該軟件和相關(guān)模型。同時(shí)在全面考慮該水合物的形成條件和分解方式等因素的基礎(chǔ)上，提出了具有較高平衡性的動(dòng)力學(xué)模型。這一模型的提出，使得近些年有關(guān)此水合物開采模擬的相關(guān)研究也開始進(jìn)入到了迅猛發(fā)展的階段，其能效高低也成為了社會(huì)各界人士重點(diǎn)關(guān)注的話題。
1、水合物開采模擬的研究
1.1開采模擬的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
當(dāng)前我國有關(guān)天然氣水合物的開采模擬方式主要有數(shù)值模擬和物理模擬兩種，其在模擬實(shí)驗(yàn)期間，使用的裝置是一套將生成、分解、測量參數(shù)等功能集于一體的天然氣水合物實(shí)驗(yàn)集成系統(tǒng)[1]。從設(shè)計(jì)上來講，該系統(tǒng)的尺度和形狀將會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)本身的投資額度、規(guī)模、使用性能和最終結(jié)果的有效性產(chǎn)生極大的影響。
1.2開采模擬的技術(shù)參數(shù)
通過相關(guān)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，在水合物模擬實(shí)驗(yàn)期間，其使用的實(shí)驗(yàn)裝置本身的尺寸、技術(shù)指標(biāo)、形狀和功能等同各研究機(jī)構(gòu)和人員本身的需求間存在著緊密的聯(lián)系。一般情況下，一維設(shè)備負(fù)責(zé)研究一維線性空間內(nèi)水合物合成與分解規(guī)律，其尺寸最小;三維設(shè)備負(fù)責(zé)研究立體空間范圍內(nèi)水合物潛藏的合成分解規(guī)律，尺寸相對(duì)較大。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國內(nèi)外有關(guān)水合物開采模擬的實(shí)驗(yàn)裝置中，其高壓模擬系統(tǒng)在工作期間的壓力變化被控制在了十五到四十兆帕之內(nèi);穩(wěn)步變化被控制在零下五十到零上二百攝氏度之內(nèi)。
1.3模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成
一般情況下，三維可視模擬系統(tǒng)使用的是模塊化的設(shè)計(jì)方式，其中各個(gè)子模塊間屬于相互獨(dú)立存在的關(guān)系，在工作期間主要借助各個(gè)接口完成數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)主要包括以下幾大組成部分：
(1)主體模型。包含了水合物生成、開采兩大模塊，以及測壓點(diǎn)、電極、超聲探頭、測溫點(diǎn)與觀察窗等。
(2)穩(wěn)定壓力、液體供應(yīng)模塊。包括了活塞容器、注入泵、氣動(dòng)閥和加液泵等。
(3)氣體供應(yīng)和穩(wěn)壓模塊，主要包含氣瓶、壓力調(diào)節(jié)器、空氣壓縮機(jī)、流量計(jì)與氣體增加泵等設(shè)備。
(4)環(huán)境和溫度控制模塊。包括制冷機(jī)組、循環(huán)泵、水夾套、電加熱器等設(shè)備，以及一個(gè)步進(jìn)式的恒溫低溫工作室[2]。
2、水合物開采模擬的能效
就目前來看，世界上的大部分國家所開采的天然氣水合物呈現(xiàn)出了一種多樣性的特點(diǎn)。其中，砂巖裂隙型和砂巖型的水合物屬于被優(yōu)先開采的類別;有大部分水合物本身的膠結(jié)性質(zhì)較差，埋深較淺，常規(guī)的油氣開采方式無法適應(yīng)此種水合物的開采需要，所以，開發(fā)新的開采方法勢在必行。而開采模擬實(shí)驗(yàn)的展開，就可以為成巖和非成巖的開采提供新的思路。在完成開采模擬后發(fā)現(xiàn)，成巖基本開采思路為：開采人員可以使用注熱、降壓和注劑等開采方式，讓水合物可以在儲(chǔ)藏層內(nèi)部就自動(dòng)分解成水和天然氣，而后借助排水采氣法對(duì)其進(jìn)行開發(fā)[3]。而在開發(fā)過程中分解出來的天然氣和水看，就可以借助水下的生產(chǎn)系統(tǒng)，通過海底立管和管道被回接到深水中的漂浮式生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行再次處理，處理合格后，氣體就會(huì)借助海底管道網(wǎng)絡(luò)被輸送到相應(yīng)的地區(qū)。我國海底鉆探人員在工作期間發(fā)現(xiàn)：天然氣水合物一般被儲(chǔ)存在深水陸坡區(qū)域，其深度大約在六百米到兩千二百米之間，埋深深度為十幾米到二百九十九米左右，這使得常規(guī)開采方式已經(jīng)無法達(dá)到有效的開采目標(biāo)。因此，相關(guān)人員提出了深水層開采非成巖水合物固態(tài)流化的思路，此種開采方式的特點(diǎn)為：一是開采時(shí)充分考慮了海底壓力和溫度相對(duì)穩(wěn)定，不易變化的環(huán)境條件;二是考慮了淺層非成巖中水合物的埋深較淺、質(zhì)地將疏松、易于進(jìn)行流化和粉碎處理的特質(zhì);三是考慮從海底向地面提升的過程中壓力會(huì)逐漸降低、溫度會(huì)逐漸升高的自然條件特點(diǎn);四是全面利用了水合物同泥沙間比重差異性較大，可以進(jìn)行旋流分離的特質(zhì)[4]。在實(shí)際開采過程中，相關(guān)人員可以通過海底開采、挖掘、混合流化，將存在于還是淺層不可控的水合物礦體分解成可以被控制的水合物流體，而后再借助地面分離的方式獲得甲烷氣。
3、結(jié)束語
總而言之，對(duì)天然氣水合物展開開采模擬和相關(guān)技術(shù)實(shí)驗(yàn)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展建設(shè)過程中提出的必然要求，借助開采模擬實(shí)驗(yàn)的方式，能夠幫助人們在現(xiàn)階段更好的認(rèn)識(shí)此種水合物，從而在了解其基本性能的基礎(chǔ)上制定出合理的開采方法，提升其整體開采效率和利用率。
參考文獻(xiàn)
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