国土资源公益性行业科研专项(201111026)
- 作品数：25 被引量：160H指数：9
- 相关作者：刘昌岭业渝光孟庆国贺行良王江涛更多>>
- 相关机构：青岛海洋地质研究所国土资源部中国海洋大学更多>>
- 发文基金：国土资源公益性行业科研专项国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程理学天文地球电子电信更多>>
- FID/TCD并联气相色谱法测定天然气水合物的气体组成被引量：17
- 2012年
- 建立了一种氢火焰离子化检测器(FID)与热导检测器(TCD)并联检测的气相色谱分析技术。该方法一次进样,即可实现天然气水合物中C1～C6、CO2、H2S、O2+N2 16种气体成分的同时测定。实验优化了色谱柱、升温程序、柱流速、进样口温度、检测器温度、TCD参考气和尾吹气流速等仪器分析参数。在优化条件下,16种气体分子在实验浓度范围内线性关系良好,r2为0.999 03～0.999 98,方法检出限为0.000 3～0.046 mol/mol,相对标准偏差(n=6)为1.6%～5.0%。对祁连山冻土区、南海神狐海域、人工合成水合物样品的分析表明,该方法简便实用、灵敏可靠,可满足天然气水合物气体组成的分析要求。
- 贺行良夏宁刘昌岭王江涛孟庆国
- 关键词：天然气水合物
- 甲烷水合物生成过程中海水常量离子浓度的变化规律被引量：3
- 2013年
- 本文自行研制了一套甲烷水合物合成装置,模拟海洋环境甲烷水合物的生成过程,对该过程水合物生成位置、形态、反应时间、环境温压条件进行观测,同时连续测试体系海水中常量离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO24-的浓度及海水盐度,探讨水合物生成过程的温压变化及离子浓度变化之间的关系和离子浓度的变化规律。结果表明,海水中甲烷水合物生成具有很大的随机性,在相同的初始条件下可能有不同的水合物成核、聚集过程;甲烷水合物在生成过程中,耗气量不断增加,孔隙水的盐度和海水中常量阴阳离子的浓度也在不断增加,这种变化具有较高的线性相关性(相关系数为0.9848～0.9950),且不受甲烷水合物生成位置及状态的影响;在水合物生成过程的微环境下耗气量相同时,离子浓度存在细微的差异。这些特征为通过测定海底水合物周围孔隙水中常量离子的浓度初步推算水合物的甲烷耗气量提供了依据。
- 任宏波刘昌岭陈敏林学辉张媛媛邓兴波
- 关键词：甲烷水合物
- 天然气水合物气体组成分析的样品前处理技术被引量：3
- 2013年
- 天然气水合物仅在相对低的温度和高压条件下稳定存在,一旦脱离其稳定条件就将分解成气体和水而不复存在,因此水合物样品的储存与制备等相关前处理过程对其气体组成的准确测定十分重要。本文实验研究了天然气水合物在常压条件下的最佳储存温度、最佳分解方法、分解气的最佳收集与储存方式,以及非水合物气体的排除等样品前处理技术。结果表明:天然气水合物在常压下低于-100℃储存为妥;样品在进行分解脱气时,"顶空法"和"注射器法"适用性较广,"排水法"不适用于含CO2的水合物样品,且样品分解前最好于-80℃放置片刻以去除表面吸附的非水合物气体。水合物分解气体的储存应尽量避免使用铝塑气袋,建议采用丁基橡胶塞密封的玻璃顶空瓶,并于5天内完成气体组成测定为佳。
- 贺行良刘昌岭王江涛孟庆国
- 关键词：天然气水合物
- X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用被引量：17
- 2014年
- 天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文
- 刘昌岭孟庆国
- 关键词：X射线衍射天然气水合物结构类型晶胞参数
- 核磁共振成像原位监测冰融化及四氢呋喃水合物分解的微观过程被引量：10
- 2012年
- 核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)可以通过物质在不同相态之间的亮度差别来识别物质相态的变化,冰、水和水合物之间较大的亮度对比使MRI成为监测水合物生成分解动态过程的有效工具.采用MRI原位监测了冰融化和四氢呋喃(THF)水合物分解的微观过程,从微观角度对比研究了THF水合物分解与冰融化过程的异同.冰融化和THF水合物的分解过程受传热程控,冰的融化和水合物的分解总是沿着固-液界面从外向内推进,消解速度持续加快.固相表面的"结构化水层"是冰和水合物立体结构瓦解的主要原因.THF水合物的分解过程与气体水合物不同,没有明显的"自保护效应".由于温度梯度产生的密度差异,液相产生自然对流,造成了水合物的分解及冰的融化过程中固-液界面运动的随机性.
- 孟庆国刘昌岭业渝光
- 关键词：核磁共振成像
- 气相色谱-同位素比值质谱法测定天然气水合物气体单体碳氢同位素被引量：17
- 2012年
- 天然气水合物气体同位素组成数据是其气体成因、运移与积聚过程研究的重要参数。目前天然气水合物气体单体碳、氢同位素仪器分析技术主要借鉴天然气的分析方法,但对水合物气的分解、收集、储存等前处理技术缺乏系统研究。本文利用气相色谱-同位素比值质谱(GC-IRMS)技术,对比研究了顶空法、注射器法和排水法等水合物气体分解与收集方法的实用性,以及铝塑气袋和丁基橡胶塞密封的玻璃顶空瓶对分解气的储存效果。实验结果表明:在丁基橡胶塞密封的玻璃顶空瓶内真空分解且原位储存是水合物气体单体碳、氢同位素分析的最佳前处理方法。方法标准偏差为0.12‰～0.23‰[δ13C-(C1-C3,CO2)]、1.0‰～1.8‰[δD-(C1-C3)];相对标准偏差(RSD,n=6)为0.38%～0.86%[δ13C-(C1-C3,CO2)]、0.62%～1.00%[δD-(C1-C3)]。通过对南海神狐海域、祁连山冻土区、人工合成水合物样品的分析测定,表明该方法简便实用、适用范围宽,可满足天然气水合物气体单体碳、氢同位素的分析要求。
- 贺行良刘昌岭王江涛张媛媛孟庆国
- 天然气水合物开发模拟实验技术与方法被引量：1
- 2013年
- 详细分析了国内外天然气水合物开发模拟实验技术,对不同作用(类型)的天然气水合物开发模拟实验装置进行的深入研究表明,模拟实验研究还处在初级阶段,基于不同的开发方式,以一维实验模型的定性实验分析为主。为了更真实地模拟天然气水合物藏钻探与开发的物理和工程环境,应基于相似理论设计二维、三维实验模型。模型的设计应更多关注实验数据的准确性、实验设备的可靠性和实验操作的便利性,不应盲目追求实验模型的低温、高压和大容量。给出的实验装置优化设计指标可供参考。
- 赵仕俊安莹余霄鹏
- 关键词：天然气水合物多孔介质测试技术
- 水合物生成过程中碳同位素组成变化的实验研究被引量：1
- 2018年
- 天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ^(13)C值进行测定,研究水合物生成过程中δ^(13)C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数α_C的值为1.000 3~1.000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数α_C的值为1.000 7~1.001 2。海水中溶解的CO_2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ^(13)C_(DIC)值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO_2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ^(13)C_(DIC)值的变化幅度会越来越小。
- 陈敏邓兴波刘昌岭任宏波尹希杰李佳宣戚洪帅张爱梅
- 关键词：甲烷水合物碳同位素
- 时域反射技术测量THF水合物体系含水量的实验研究被引量：8
- 2012年
- 利用时域反射技术(TDR)测量了不同摩尔比的四氢呋喃(THF)水溶液生成水合物前后的介电常数,并根据生成水合物前初始含水量和生成水合物结束后剩余水含量理论值建立了测量"THF水溶液+水合物"体系含水量的经验计算公式。随后,利用该公式计算出了THF水合物生成过程中水合物的含量,并建立了水合物含量与介电常数之间的关系式。此外,THF水溶液生成水合物过程中介电常数随时间非线性减小。
- 孙中明刘昌岭赵仕俊孙建业
- 关键词：时域反射技术含水量
- 天然气水合物气体组成分析技术被引量：5
- 2011年
- 系统地分析了国内外有关天然气水合物气体组成分析技术的研究现状,对样品保存技术、气体分解与收集技术、仪器分析技术、数据处理技术以及模拟实验中的色谱在线分析技术分别进行了总结与评述,对开展天然气水合物气体组成分析方法研究提出了几点建议。
- 贺行良刘昌岭王江涛孟庆国夏宁业渝光
- 关键词：天然气水合物分析技术
