CN110501194A - 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用 - Google Patents

一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110501194A
CN110501194A CN201910741440.5A CN201910741440A CN110501194A CN 110501194 A CN110501194 A CN 110501194A CN 201910741440 A CN201910741440 A CN 201910741440A CN 110501194 A CN110501194 A CN 110501194A
Authority
CN
China
Prior art keywords
methane
fill out
out sand
sand tube
combustible ice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910741440.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110501194B (zh
Inventor
冯文光
冯妍
冯卓
冯博
陈万钢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renshou Branch Of Chengdu Energy Materials Technology Development Co Ltd
Renshousheng Material Technology Co Ltd
One-Tenth Can Greenwood Scientific And Technological Development LLC
Original Assignee
Renshou Branch Of Chengdu Energy Materials Technology Development Co Ltd
Renshousheng Material Technology Co Ltd
One-Tenth Can Greenwood Scientific And Technological Development LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renshou Branch Of Chengdu Energy Materials Technology Development Co Ltd, Renshousheng Material Technology Co Ltd, One-Tenth Can Greenwood Scientific And Technological Development LLC filed Critical Renshou Branch Of Chengdu Energy Materials Technology Development Co Ltd
Priority to CN201910741440.5A priority Critical patent/CN110501194B/zh
Publication of CN110501194A publication Critical patent/CN110501194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110501194B publication Critical patent/CN110501194B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22—Fuels, explosives
    • G01N33/225—Gaseous fuels, e.g. natural gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2866—Grinding or homogeneising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法，先将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；然后将甲烷溶液与砂粒混合均匀，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻2‑3d，即可得到填砂管甲烷可燃冰。本发明为选择最佳可燃冰快速过冷纳米液化剂、选择最佳注入方式、选择最佳注入速度提供了简单快速的方法和实验装置，为选择最佳开采可燃冰甲烷气的方法提供了技术和理论依据。

Description

一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及可燃冰的实验室研究技术领域，更具体的说是涉及一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用。
背景技术
目前，全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大、面临枯竭，急需开发新的能源。而天然气水合物(Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate)即可燃冰，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，分布范围极为广阔。科学家的评价结果表明，仅在海底区域可燃冰的分布面积就达4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。而且在标准状况下，一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体。所以，开发可燃冰能源可以有效解决现阶段石油资源开发殆尽的问题，而开发可燃冰最重要的是开展可燃冰的实验室研究，为工业化开采可燃冰提供可靠的依据。
但是，现有的实验室生成可燃冰的方法要求异常苛刻的高压、低温条件。并且，虽然采用原位中子衍射可以合成稳定的可燃冰晶体样品，但是可燃冰甲烷气充放、封存、计量都是难题。
因此，如何简化制备可燃冰的方法，如何进行甲烷气充放、封存、计量的是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用，可以实现在填砂管中生成甲烷可燃冰，得到的填砂管甲烷可燃冰可用于驱替采出可燃冰甲烷气的实验，并能计量计算驱替效率。本发明首先增大甲烷的在水中的溶解量，用甲烷气溶解量计算甲烷气在水中的溶解率；在填砂管中生成甲烷可燃冰；然后用0.8％～1.4％可燃冰快速过冷纳米液化剂驱替生成甲烷可燃冰的填砂管，用排水采气法计量采出的甲烷气量，计算驱替效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种甲烷溶解剂MST，包括如下重量百分比的组分：0％-40％二乙二醇丁醚、0％-10％叔丁醇、0％-20％聚丙二醇、0％-15％聚乙烯醇、0％-10％十二烷基硫酸钠、0％-23％乙二醇乙醚乙酸酯、0％-11％乙酰乙酸乙酯、0％-40％二乙二醇丁醚、0％-40％二乙二醇乙醚、0％-40％丁酸异戊脂、0％-40％乙酸异戊脂、0％-40％丙烯酸异辛酯和0％-40％丁酸丁酯，余量水补足100％。
本发明还提供了一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)如上所述的甲烷溶解剂称量各原料，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰；水浸湿的棉花或布料保证在后续驱替时填砂管甲烷可燃冰始终保持可燃冰冰冻状态。
优选的，步骤(2)中所述溶解过程温度为15～25℃、压强为1.0×105Pa；甲烷与甲烷溶解剂的体积比为(0.1～20.0)：1.0。
优选的，步骤(3)中甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为(1～2)：(3～6)；所述棉花或布料的厚度3cm-5cm，设置冷冻温度为冷冻时间为2-3d。
优选的，所述砂粒包括可燃冰地层岩石研磨得到的砂粒或按地层矿物成分配制得到的砂粒。
本发明还提供了一种填砂管甲烷可燃冰，所述填砂管可燃冰采用如权利要求如上所述方法制备得到。
一种如上所述的填砂管甲烷可燃冰在实验室研究可燃冰中的应用。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(1)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1；
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，驱替按实验室测定岩样渗流特性或实验室进行驱替实验方法进行，收集甲烷气体并计量其体积为Q2；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％。
优选的，所述步骤(1)具体包括：
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开的一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用具有如下有益效果：
(1)提供了简单可行的实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法，可以根据可燃冰岩层的矿物成分或真实的岩石粉末制作填砂管，在真实地层压力、真实地层温度、真实地层岩石模拟生成可燃冰填砂管，特别为选择最佳可燃冰快速过冷纳米液化剂、选择最佳注入方式、选择最佳注入速度、选择最佳开采可燃冰甲烷气的方法提供了技术和理论依据
(2)利用本发明公开的方法制备得到的填砂管甲烷可燃冰可以用于实验室研究可燃冰，模拟可燃冰实际开采环境，具有深远的实际意义。
(3)本发明公开的填砂管可燃冰的应用方法，能够准确的计算得到采用注入液驱替开采可燃冰的驱替效率，从而可以科学准确的评价注入液、驱替开采方法的实用性，能够降低实验成本、提高实验效率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种甲烷溶解剂MST，包括如下重量百分比的组分：0％-40％二乙二醇丁醚、0％-10％叔丁醇、0％-20％聚丙二醇、0％-15％聚乙烯醇、0％-10％十二烷基硫酸钠、0％-23％乙二醇乙醚乙酸酯、0％-11％乙酰乙酸乙酯、0％-40％二乙二醇丁醚、0％-40％二乙二醇乙醚、0％-40％丁酸异戊脂、0％-40％乙酸异戊脂、0％-40％丙烯酸异辛酯和0％-40％丁酸丁酯，余量水补足100％。
实施例1
本发明实施例1提供了一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)如上述的甲烷溶解剂称量各原料，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为15～25℃、压强为1.0×105Pa；甲烷与甲烷溶解剂的体积比为；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；所述棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d。
为了进一步的优化技术方案，所述砂粒包括可燃冰地层岩石研磨得到的砂粒或按地层矿物成分配制得到的砂粒。
实施例2
本发明实施例2公开了一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(1)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，驱替方法按实验室岩心夹持器驱替方法进行，收集甲烷气体并计量其体积为Q2；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％。
实施例3：
本发明实施例3公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：10％聚丙二醇和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在10％聚丙二醇溶解度为24.8％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：95％石英和5％钠膨润土。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(2)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝17.1ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为2％二甘醇+2％二乙二醇二甲醚，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝14.8mL；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝86.5％。
实施例4
本发明实施例4公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：10％叔丁醇和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在10％叔丁醇中溶解度为15.6％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：95％石英和5％高岭石。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(3)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝10.8ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为6％HCl，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝8.9ml；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝82.4％。
实施例5
本发明实施例5公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：10％聚乙烯醇和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在10％聚乙烯醇中溶解度为22.1％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：95％石英和5％伊利石。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(4)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝15.2ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为6％丙酸，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝12.3ml；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝80.9％。
实施例6
本发明实施例6公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：10％十二烷基硫酸钠和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在10％十二烷基硫酸钠中溶解度为18.2％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：95％石英和5％绿泥石。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(5)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝12.6ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为6％丙酸，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝11.5ml；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝91.3％。
实施例7
本发明实施例7公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：10％二乙二醇乙醚和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在10％二乙二醇乙醚中溶解度为28.6％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：70％石英和30％长石。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(6)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝19.7ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为4％HF，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝17.8ml；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝90.4％。
实施例8
本发明实施例8公开了一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法。
一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，具体包括如下步骤：
(1)按照如下质量百分比称取原料：5％二乙二醇丁醚、5％乙酸异戊脂和90％水，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；溶解过程温度为20℃、压强为1.0×105Pa；甲烷在5％二乙二醇丁醚+5％乙酸异戊脂+90％水中溶解度为34.5％；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为1：5；棉花或布料的厚度5cm，设置冷冻温度为-10℃，冷冻时间为2d；砂粒包括如下质量百分比组分混合：95％石英和5％方解石。
一种如上述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，具体包括如下步骤：
(7)计算填砂管内溶解甲烷体积总量；
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1＝23.8ml
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，按实验室岩心夹持器驱替方法进行，驱替条件为-10℃，采用驱替剂为6％HCl+2％HF，收集甲烷气体并计量其体积为Q2＝22.4ml；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％＝94.1％。
本发明提出的一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法，提供了简单可行的实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法，可以根据可燃冰岩层的矿物成分或真实的岩石粉末制作填砂管，在真实地层压力、真实地层温度、真实地层岩石模拟生成可燃冰填砂管，特别为选择最佳可燃冰快速过冷纳米液化剂、选择最佳注入方式、选择最佳注入速度提供了简单快速的方法和实验装置，为选择最佳开采可燃冰甲烷气的方法提供了技术和理论依据。
本发明提出的一种实验室填砂管甲烷可燃冰生成方法及驱替采气方法，将在实验室简单方便大量应用，具有广泛的实用性，对国家的能源战略、能源需求、能源经济影响极其重大，其经济效益、社会效益都是难以估量的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种甲烷溶解剂MST，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：0％-40％二乙二醇丁醚、0％-10％叔丁醇、0％-20％聚丙二醇、0％-15％聚乙烯醇、0％-10％十二烷基硫酸钠、0％-23％乙二醇乙醚乙酸酯、0％-11％乙酰乙酸乙酯、0％-40％二乙二醇丁醚、0％-40％二乙二醇乙醚、0％-40％丁酸异戊脂、0％-40％乙酸异戊脂、0％-40％丙烯酸异辛酯和0％-40％丁酸丁酯，余量水补足100％。
2.一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)如权利要求1所述的甲烷溶解剂称量各原料，混合均匀得到甲烷溶解剂；
(2)将甲烷溶解于甲烷溶解剂中得到饱和的甲烷溶液；
(3)将甲烷溶液与砂粒混合均匀，使砂粒浸湿透，加入至填砂管中压实，在填砂管外包裹被水浸湿的棉花或布料，置于冰箱或冷冻柜冷冻，即可得到填砂管甲烷可燃冰。
3.根据权利要求2所述的一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，其特征在于，步骤(2)中所述溶解过程在常温常压下进行；甲烷与甲烷溶解剂的体积比为(0.1～20.0)：1.0。
4.根据权利要求3所述的一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，其特征在于，步骤(3)中甲烷溶液与砂粒的体积比为甲烷溶液与砂粒的体积比为(1～2)：(3～6)；所述棉花或布料的厚度3cm-5cm，设置冷冻温度为-10℃～-18℃，冷冻时间为2-3d。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的一种填砂管甲烷可燃冰生成方法，其特征在于，所述砂粒包括可燃冰地层岩石研磨得到的砂粒或按地层矿物成分配制得到的砂粒。
6.一种填砂管甲烷可燃冰，其特征在于，所述填砂管可燃冰采用如权利要求如权利要求2～5任意一项所述方法制备得到。
7.一种如权利要求6所述的填砂管甲烷可燃冰在实验室研究可燃冰中的应用。
8.一种如权利要求7所述的填砂管甲烷可燃冰应用的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1；
(2)采用注入液对填砂管甲烷可燃冰进行驱替，驱替按实验室测定岩样渗流特性或实验室进行驱替实验方法进行，收集甲烷气体并计量其体积为Q2；
(3)将Q1和Q2按照根据公式A计算得到驱替效率；所述公式A为：驱替效率＝Q2/Q1×100％。
9.根据权利要求8所述的填砂管甲烷可燃冰的应用，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：
(11)测量甲烷溶解度
采用排水法将甲烷气体溶解于体积为V水的甲烷溶解剂中，直至饱和，记录溶解的甲烷气体总体积为V甲烷；由V水和V甲烷按照公式B计算得到溶解度R；所述公式B为R＝V甲烷/V水；
(12)计算填砂管内溶解甲烷体积总量Q1
计量加入至填砂管内的甲烷溶液体积Q湿，根据公式C计算填砂管内溶解甲烷气体总量Q1，所述公式C为：Q1＝V湿×R。
CN201910741440.5A 2019-08-12 2019-08-12 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用 Active CN110501194B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910741440.5A CN110501194B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910741440.5A CN110501194B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110501194A true CN110501194A (zh) 2019-11-26
CN110501194B CN110501194B (zh) 2022-03-08

Family

ID=68586341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910741440.5A Active CN110501194B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110501194B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009123152A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 三井造船株式会社 ガスハイドレートの製造方法及び製造装置
CN101710088A (zh) * 2009-12-17 2010-05-19 中国海洋石油总公司 一种天然气水合物生成与分解测试方法及装置
CN107676069A (zh) * 2017-10-23 2018-02-09 大庆东油睿佳石油科技有限公司 一种模拟天然气水合物平行水平井化学驱开采的装置
CN107701182A (zh) * 2017-10-23 2018-02-16 大庆东油睿佳石油科技有限公司 一种模拟排式水平井化学驱开采天然气水合物的装置
CN108301816A (zh) * 2018-01-09 2018-07-20 中国石油大学(华东) 化学剂对天然气水合物分解特性影响评价的方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009123152A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 三井造船株式会社 ガスハイドレートの製造方法及び製造装置
CN101710088A (zh) * 2009-12-17 2010-05-19 中国海洋石油总公司 一种天然气水合物生成与分解测试方法及装置
CN107676069A (zh) * 2017-10-23 2018-02-09 大庆东油睿佳石油科技有限公司 一种模拟天然气水合物平行水平井化学驱开采的装置
CN107701182A (zh) * 2017-10-23 2018-02-16 大庆东油睿佳石油科技有限公司 一种模拟排式水平井化学驱开采天然气水合物的装置
CN108301816A (zh) * 2018-01-09 2018-07-20 中国石油大学(华东) 化学剂对天然气水合物分解特性影响评价的方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨永良: "甲烷在表面活性剂水溶液中溶解度的实验研究", 《采矿与安全工程学报》 *
潘竞军: "甲烷在水一叔丁醇混合溶剂中的溶解度", 《物理化学学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110501194B (zh) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jianming et al. Natural fracture distribution and a new method predicting effective fractures in tight oil reservoirs in Ordos Basin, NW China
Li et al. Diagenetic sequences of continuously deposited tight sandstones in various environments: A case study from upper Paleozoic sandstones in the Linxing area, eastern Ordos basin, China
CN103224772B (zh) 一种固井水泥浆、其制备方法及用途
CN113343417A (zh) 一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法
Shen et al. Application of fracturing technology to increase gas production in low-permeability hydrate reservoir: A numerical study
Fanghao et al. Fluid charging and hydrocarbon accumulation in the Cambrian Longwangmiao Formation of Moxi structure, Sichuan Basin, SW China
CN110501194A (zh) 一种实验室填砂管甲烷可燃冰制备方法及其应用
CN105298480A (zh) 缝洞性碳酸盐岩模型、其制备方法和用途
CN113027441B (zh) 一种水力裂缝全支撑的加砂压裂的优化设计方法
Liu et al. An overview of underground energy storage in porous media and development in China
Lu et al. Evaluation of carbon dioxide storage in the deep saline layer of the Ordovician Majiagou Formation in the Ordos Basin
Ma et al. Jingbian CCS project, China: Second year of injection, measurement, monitoring and verification
Li et al. A review of research progress of vegetation concrete on coastal highway slope
Huang Experimental research of overburden movement and subsurface water seeping in shallow seam mining
CN104131813B (zh) 一种非常规气藏地层参数的获取方法及系统
Hao et al. Study on the influence of sand production on seepage capacity in natural gas hydrate reservoirs
Zeng et al. Evaluation of the accumulation conditions and favorable areas of shale gas in the upper palaeozoic marine-continental transitional facies in the Daning-Jixian area, Ordos Basin
CN206459931U (zh) 测定盐穴储气库残渣空隙利用率的物理模拟装置
Zhao et al. Comparative study of novel backfill coupled heat exchangers using different waste materials in underground stopes
CN112901129B (zh) 一种页岩油藏基质裂缝系统高温高压多测点吞吐物理模拟装置
CN103513269B (zh) 一种地震物理储层模型及其制备方法和应用
RU2747127C1 (ru) Наноожижитель для быстрого переохлаждения горючего льда и способ для использования горючего льда
Song et al. Coalbed methane in China: geological theory and development
Wu et al. Research on the Extraction Technology of Gas-Integrated Working-Face in Close Coal Seam Mining in Permafrost Area
Zhang et al. Coupling Action of Cooling and Dynamic Load Impact on Deformation Characteristics of High-Salinity Saline Soils

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant