【摘要】：瓦斯水合物微觀晶體結(jié)構(gòu)研究對水合分離技術(shù)具有重要理論意義。利用Raman光譜技術(shù)對三種含高濃度CO2瓦斯混合氣水合反應(yīng)過程進(jìn)行在線觀測,并對水合物相Raman光譜圖進(jìn)行分析,獲取了瓦斯水合物不同生長階段大、小孔穴占有率,同時(shí)利用van der Waals與Platteeuw熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)模型間接獲得水合指數(shù)等晶體結(jié)構(gòu)信息。結(jié)果表明,瓦斯水合物孔穴占有率及水合指數(shù)在水合物不同生長階段未發(fā)生較大變化,水合物相中大孔穴幾乎被客體分子填滿,CO2與CH4分子共同占據(jù)大孔穴,但CO2占絕大多數(shù),達(dá)到78.58%~94.09%,CH4分子僅為4.52%~19.12%,這主要是由于兩種分子間存在競爭關(guān)系且氣樣中CO2濃度明顯高于CH4,大孔穴占有率維持在97.70%~98.68%;小孔穴占有率為17.93%~82.41%,占有率普遍偏低,且僅有CH4分子;隨氣樣中CH4濃度增加,CH4在大、小孔穴中的占有率均有所增加,且CH4分子在大孔穴中的占有率均明顯低于在小孔穴中占有率;水合物生長不同階段水合指數(shù)為6.13~7.33,隨氣樣中CH4濃度的增加,小孔穴占有率有所增加,致使水合指數(shù)隨之降低;由于瓦斯水合物生長分布不均勻,三種氣樣對應(yīng)的不同生長階段水合指數(shù)均呈不規(guī)則變化。
[Abstract]:The study on the microstructure of gas hydrate is of great theoretical significance to the hydration separation technology. The process of hydration of three kinds of gas mixtures containing high concentration of CO2 gas was observed online by Raman spectroscopy, and the Raman spectrum of hydrate phase was analyzed. The occupancy rate of gas hydrate in different growth stages was obtained. At the same time, the crystal structure information such as hydration index is obtained indirectly by van der Waals and Platteeuw thermodynamic statistical model. The results show that the pore occupancy and hydration index of gas hydrate do not change greatly at different growth stages of gas hydrate. The macroporous cavities in hydrate phase are almost filled with CO _ 2 and CH4 molecules, but CO2 accounts for most of them. It is mainly due to the competitive relationship between the two molecules and the fact that the concentration of CO2 in the gas sample is obviously higher than that in the CH4, macroporous cavity at 97.70,98.68%, and the occupation rate of the small pore cavity is 17.93% and 82.41%, which is generally low, and only CH4 molecule is present. With the increase of CH4 concentration in the gas sample, the percentage of Ch _ 4 in the pores increased, and the share of CH4 molecules in the pores was significantly lower than that in the pores. The hydration index of hydrate is 6.13 ~ 7.33 in different stages of hydrate growth. With the increase of CH4 concentration in gas sample, the occupation rate of small pore cavity increases, which results in the decrease of hydration index, and the distribution of gas hydrate growth is not uniform. The hydration index of the three gas samples at different growth stages showed irregular changes.
【作者單位】： 黑龍江科技大學(xué)安全工程學(xué)院;瓦斯等烴氣輸運(yùn)管網(wǎng)安全基礎(chǔ)研究國家級專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室;黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51334005,51174264,51274267,51104062) 黑龍江省普通高等學(xué)校青年學(xué)術(shù)骨干支持計(jì)劃項(xiàng)目 黑龍江科技大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目(YJSCX2014-102HKD)資助
【分類號】：O657.37;TD712.67

【參考文獻(xiàn)】

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3 王連捷;孫東生;張利容;周冠武;;地應(yīng)力測量在巖石與CO_2突出災(zāi)害研究中的應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報(bào);2009年01期

4 吳強(qiáng);潘長虹;張保勇;高霞;張強(qiáng);吳瓊;;氣液比對多組分瓦斯水合物含氣量影響[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年07期

5 劉寶明,何家雄,夏斌,張樹林;國內(nèi)外CO_2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];天然氣地球科學(xué);2004年04期

6 雷懷彥,官寶聰,劉建輝,李震;籠狀水合物拉曼光譜特征與結(jié)構(gòu)水合數(shù)的耦合關(guān)系[J];現(xiàn)代地質(zhì);2005年01期

7 李偉;程遠(yuǎn)平;楊云峰;王立國;陳海棟;楊躍奎;;窯街煤田CO_2成因及成藏模式研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

8 孟慶國;劉昌嶺;賀行良;業(yè)渝光;祝有海;夏寧;;祁連山凍土區(qū)天然氣水合物激光拉曼光譜特征[J];地質(zhì)通報(bào);2011年12期

9 孫志高,馬榮生,郭開華,樊栓獅,王如竹;十二烷基硫酸鈉對合成天然氣水合物儲(chǔ)氣特性的影響(英文)[J];中國科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào);2003年04期

【共引文獻(xiàn)】

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3 華國亮;劉道平;湯濤;;TBAC水合物粉儲(chǔ)存氫氣實(shí)驗(yàn)研究[J];低溫與特氣;2012年03期

4 姚蕾;宋永臣;劉瑜;;天然氣水合物實(shí)驗(yàn)檢測與分析技術(shù)[J];能源與環(huán)境;2010年04期

5 孟慶國;劉昌嶺;業(yè)渝光;;~(13)C固體核磁共振測定氣體水合物結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究[J];分析化學(xué);2011年09期

6 劉昌嶺;業(yè)渝光;孟慶國;呂萬軍;王菲菲;;顯微激光拉曼光譜原位觀測甲烷水合物生成與分解的微觀過程[J];光譜學(xué)與光譜分析;2011年06期

7 金春爽;喬德武;盧振權(quán);祝有海;張永勤;文懷軍;李永紅;王平康;黃霞;;青海木里凍土區(qū)水合物穩(wěn)定帶的特征研究——模擬與鉆探結(jié)果對比[J];地球物理學(xué)報(bào);2011年01期

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3 Xianzhe Duan;He Sun;Wei Yang;Benxun Su;Yilin Xiao;Zhenhui Hou;Hao Shi;;Melt-peridotite interaction in the shallow lithospheric mantle of the North China Craton:evidence from melt inclusions in the quartz-bearing orthopyroxene-rich websterite from Hannuoba[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2014年度（第14屆）學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編——固體礦產(chǎn)資源研究室[C];2015年

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3 王在明;超臨界二氧化碳鉆井液特性研究[D];中國石油大學(xué);2008年

4 趙明國;特低滲透油藏CO_2驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];大慶石油學(xué)院;2008年

5 潘雪峰;儲(chǔ)層流體包裹體技術(shù)研究與應(yīng)用[D];西南石油大學(xué);2013年

6 陳強(qiáng);多孔介質(zhì)中天然氣水合物動(dòng)態(tài)聚散過程的熱物性響應(yīng)及熱分析應(yīng)用研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

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3 陳頂峰;特低滲透油藏CO_2非混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)研究[D];大慶石油學(xué)院;2008年

4 趙衛(wèi)華;沈陽紅菱煤礦煤與瓦斯突出初步研究[D];中國地質(zhì)科學(xué)院;2009年

5 姚蕾;多孔介質(zhì)中水合物的核磁共振成像實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

6 史迎海;利用拉曼光譜研究亞臨界水中聚碳酸酯催化解聚[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

7 李承峰;封閉體系中甲烷水合物拉曼光譜定量分析實(shí)驗(yàn)研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

8 吳強(qiáng);多氨復(fù)合銨鹽的拉曼光譜特征及定量鑒別研究[D];江蘇師范大學(xué);2013年

9 熊文濤;高密度和可逆水合物儲(chǔ)甲烷技術(shù)[D];華南理工大學(xué);2014年

10 吳智敏;M井區(qū)深層稠油油藏CO_2驅(qū)油方案研究[D];西南石油大學(xué);2014年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 李兆興,陶明信,徐永昌,陳發(fā)源;窯街煤田碳酸鹽與突出氣體的同位素組成特征[J];沉積學(xué)報(bào);1992年01期

2 雷懷彥,王先彬,房玄,鄭艷紅;天然氣水合物研究現(xiàn)狀與未來挑戰(zhàn)[J];沉積學(xué)報(bào);1999年03期

3 雷懷彥,王先彬,鄭艷紅,張中寧,周曉峰;天然氣水合物地質(zhì)前景[J];沉積學(xué)報(bào);1999年S1期

4 何家雄，黃火堯，陳龍操;鶯歌海盆地泥底辟發(fā)育演化與油氣運(yùn)聚機(jī)制[J];沉積學(xué)報(bào);1994年03期

5 耿安松，周毅，傅家謨，，盛國英，張啟明;鶯—瓊盆地氣源巖排烴實(shí)驗(yàn)研究[J];沉積學(xué)報(bào);1995年02期

6 徐永昌,王先彬,吳仁銘,沈平,王有孝,何永平;天然氣中稀有氣體同位素[J];地球化學(xué);1979年04期

7 熊永強(qiáng),耿安松,劉金鐘,王云鵬,劉德漢,賈蓉芬,申家貴;生烴動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合GC-IRMS測定在有效氣源巖判識中的應(yīng)用[J];地球化學(xué);2002年01期

8 陳多福,王茂春,夏斌;青藏高原凍土帶天然氣水合物的形成條件與分布預(yù)測[J];地球物理學(xué)報(bào);2005年01期

9 沈承德,易惟熙,孫彥敏,邢長平,楊英,彭少麟,李志安;鼎湖山森林土壤~(14)C表觀年齡及δ~(13)C分布特征[J];第四紀(jì)研究;2000年04期

10 朱岳年;二氧化碳地質(zhì)研究的意義及全球高含二氧化碳天然氣的分布特點(diǎn)[J];地球科學(xué)進(jìn)展;1997年01期

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2 卜小平;中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑與前景分析[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

3 郭棟;濟(jì)陽坳陷CO_2氣成藏機(jī)理與成藏模式研究[D];中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2006年

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5 王晨;喻學(xué)惠;潘峰;陳輝;莫宣學(xué);張健;;透閃石結(jié)構(gòu)的Raman光譜[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2006年12期

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9 張成中;尤靜林;陳輝;曾昊;蔣國昌;;硅酸鋯分子振動(dòng)模及其高溫原位Raman光譜[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2006年10期

10 莊全超;許金梅;田景華;樊小勇;董全峰;孫世剛;;石墨負(fù)極電化學(xué)掃描循環(huán)過程的EIS、Raman光譜和XRD研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

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2 鄭偉;武紅磊;李發(fā)帝;鄭瑞生;;氮化鋁單晶的偏振Raman光譜研究[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會(huì)議摘要文集[C];2013年

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4 陳斌;王建平;陳暨耀;夏傳伍;鄭思定;;核酸堿基的Raman光譜研究[A];中國物理學(xué)會(huì)光散射專業(yè)委員會(huì)成立十周年暨第六屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];1991年

5 朱自瑩;毛晨;楊瑞陽;戴立信;聶崇實(shí);;2,2'-聯(lián)吡啶和1,1'-聯(lián)異喹啉Ru(Ⅱ)配合物在水相銀溶膠中的表面增強(qiáng)Raman光譜[A];中國物理學(xué)會(huì)光散射專業(yè)委員會(huì)成立十周年暨第六屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];1991年

6 封婕;孫曉靖;朱筠;楊海峰;章宗穰;;酸介質(zhì)中金電極表面植酸鈉鹽自組裝單層的Raman光譜和電化學(xué)研究[A];第十三次全國電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

7 于軍營;張韞宏;;硝酸鈉氣溶膠升溫過程的共聚焦Raman光譜研究[A];第十六屆全國分子光譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

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本文編號：2202551