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青岛海洋所在天然气水合物“记忆效应”研究领域取得新进展

来源:地调局青岛海洋所 作者:李彦龙 发布时间:2021-02-05

近日,沙巴官网体育青岛海洋地质所在天然气水合物“记忆效应”研究方面取得新进展,相关研究成果在能源领域国际顶级学术期刊《Fuel》(JCR一区,IF=5.579)在线发表,题为《甲烷-丙烷混合气体水合物的成核概率及记忆效应》。该成果由青岛海洋地质研究所联合海洋国家实验室矿产功能实验室、中国石油大学(华东)等单位的科研人员共同完成。青岛海洋地质研究所青年科技人员李彦龙为论文第一作者,吴能友研究员和孙建业高级工程师为论文通讯作者。 

“记忆效应”是水合物基础研究领域争执的热点基础问题之一。由于“记忆效应”的存在会导致水合物开采过程中发生二次生成堵塞风险提高,从而使开采产气效率降低。因此,摸清水合物记忆效应的主控因素、揭示其产生机理对制定合理的开采调控方案具有重要意义。但目前对水合物“记忆效应”的研究大都停留在定性分析层面,水合物“记忆效应”烈度大小缺乏定量的表征方法;并且水合物合成-分解-再合成过程耗时耗力且水合物成核随机性极强,导致“记忆效应”研究效率低、结果不确定性强。

基于上述需求和挑战,研究团队自主研发了全可视水合物成核概率探测装置,提出了采用恒速降温方法强制水合物快速成核以提高实验效率的方法,引入成核概率曲线来定量表征水合物的形成概率分布特征。研究结果探讨了水合物分解过热度、分解周期、分解压力等因素对水合物“记忆效应”的定量影响规律;提出了水合物“记忆效应”的形成机制:在水合物分解容易中存在大量的微纳米气体微团,气泡微团与周围水溶液的接触面上存在大量的双电层,而双电层特性的演化直接决定“记忆效应”的强弱及其随水合物分解条件的演化特征。

该研究得到了国家自然科学基金面上项目(No. 41976074; 41906189)和泰山学者特聘专家项目(No. ts201712079)的联合资助。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236120331008