以自主設計開發(fā)的水合物電學參數(shù)測量裝置為基礎,在頻率范圍5Hz～400kHz內(nèi)測試了不同飽和度條件下的含四氫呋喃水合物海沙體系的寬頻阻抗;分析了水合物生成分解過程中模擬沉積物的寬頻阻抗特性,討論了不同含水合物飽和度條件下的阻抗幅值頻散特性及其與飽和度之間的定量關系,建立了基于寬頻阻抗幅值和阿爾奇公式的含水合物飽和度計算模型。研究結果表明:1)含水合物天然海沙體系的阻抗幅值呈現(xiàn)出頻散特性,頻散特性受到孔隙壁與孔隙流體之間界面極化效應的影響,阻抗幅值頻散度與含水合物飽和度之間呈現(xiàn)近似線性關系;2)在測試頻率200～200kHz時,阿爾奇公式中的膠接指數(shù)較為穩(wěn)定,飽和度指數(shù)與測試頻率的對數(shù)之間呈現(xiàn)出近似線性的關系,測試頻率應作為含水合物飽和度計算模型的參數(shù);該研究為沉積物中含水合物飽和度的評價提供了新方法,通過測量寬頻阻抗幅值并應用所提出的模型,綜合多個頻率的模型計算結果有望得到更加準確可靠的飽和度評價值。

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【部分圖文】：

圖1實驗裝置總體結構

反應釜的材料為聚四氟乙烯，具有良好的耐腐蝕性。電學傳感器為4個電極，均勻分布在反應釜四周；測溫元件為Pt100熱電阻，其測溫精度為A級，通過反應釜蓋插入反應釜內(nèi)。采用PCI-1721信號發(fā)生卡輸出5～500kHz的正弦波來激勵電學傳感器；PCI-1714數(shù)據(jù)采集卡用于采集阻抗測量....

圖2電學傳感器工作模式圖

5）設置激勵信號的頻率為21個頻率點：5Hz、6Hz、10Hz、20Hz、40Hz、60Hz、100Hz、200Hz、400Hz、600Hz、1kHz、2kHz、4kHz、6kHz、10kHz、20kHz、40kHz、60kHz、100kHz、200kHz、400kHz。1.3....

圖3水合物生成分解過程阻抗幅值和溫度變化曲線

第二階段為水合物生成初期階段（10～14h），此階段內(nèi)水合物開始生成，模擬沉積物溫度從0℃升高至1℃（放熱效應），400Hz頻率下的阻抗幅值從450Ω減小到440Ω。當溫度減低到相平衡溫度以下并持續(xù)一段時間后，THF水合物會在孔隙中逐漸生成，消耗孔隙水使得孔隙水中的離子濃度增大（....

圖4不同電極對的阻抗幅值曲線

圖4給出了測試頻率為60Hz時通過3組電極對得到的阻抗幅值隨時間變化的曲線。由圖可知，在水合物生成分解過程中，3組阻抗幅值的變化趨勢一致，而且量值接近，其中3者最大差值為25Ω，占該時刻平均幅值的4.5%。由于THF溶液與水可以任意比例互溶，即配置的混合溶液組分均勻，且填沙過程中....

本文編號：3931288