土体中水合物相变过程的核磁共振实验研究与相平衡模型的建立
批准号:
41502301
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
田慧会
依托单位:
学科分类:
D0705.工程地质环境与灾害
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈盼、马田田、陈合龙、李文涛、夏晓龙、况辉
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中文摘要
在天然气水合物资源的评估与开采中,需要确定水合物在不同土层孔隙中的平衡条件,传统上该条件被表示为压力-温度空间中的一条曲线。然而研究表明,土体中天然气水合物的平衡条件除了温度、压力以及孔隙溶液浓度外,还与孔隙大小分布、水合物含量等因素有关。本项目围绕天然气水合物在土体中的相平衡条件展开研究,并就中心研究内容辅助性的研究了土体中水合物的赋存形态、形成与分解的微细观过程、水合数等问题,重点开展了土体中水合物形成与分解过程中的核磁共振探测以及孔隙介质中天然气水合物相平衡模型的建立和模拟,突破了孔隙介质中水合物生成与分解微细观过程探测中的技术瓶颈和传统孔隙介质中水合物相平衡模型中只能考虑单一孔径的局限,在深刻揭示多孔介质中水合物生成与分解的微细观过程基础上,建立能够描述任意土体中与任意含盐量条件下水合物的相平衡模型并对其进行实验验证,为天然气水合物资源的评估与开采提供理论与技术支持。
英文摘要
In the evaluation and recovery of natural gas hydrate as an energy resource, it is necessary to determine the equilibrium conditions of natural gas hydrate in pores of different sediments, which is represented as a curve on the P-T plane traditionally. However, research showed that in addition to temperature, pressure and pore water salinity, natural gas hydrate equilibrium conditions also include pore-size distribution, hydrate saturation and so on. Oriented to phase equilibrium conditions of hydrate in sediments, auxiliary work such as distribution of hydrate in sediments, micro-level process during hydrate formation and dissociation, hydrate number and other issues would be carried out. The research is proposed to investigate the NMR micro-level probing during hydrate formation and dissociation in sediments which is crucial in studying the micro-level process during hydrate formation and dissociation in sediments. Based on experimental study, we developed a phase equilibrium model for gas hydrates considering pore-size distribution and pore water salinity of sediments and related numerical analysis was carried out. This research will provide vital theoretical and technical support for mitigating production-related hazards such as borehole, local regional slope stability and optimizing the recovery procedures for extracting methane from hydrate bearing sediments.
本项目围绕天然气水合物开采过程的中的关键科学问题,主要研究了沉积物中水合物相平衡条件及水合物饱和度对含水合物沉积物工程力学性质的影响,主要研究成果如下:1.利用自主改造的含水合物沉积物三轴仪开展了一系列含水合物土的力学强度试验,同时利用核磁共振技术探测了粉土和砂土中二氧化碳水合物分解过程中液态水的含量与分布并计算了水合物饱和度;2.建立了考虑土体表面效应及盐溶液影响的水合物相平衡条件及含水合物沉积物力学本构;3. 开发了多孔介质TH2MC(流-固-热-化学)全耦合有限元方法和面向天然气水合物开采的TH2C(热-气-液-化学)全耦合有限元软件。以上实验结果、理论模型及数值计算方法开采天然气水合物提供了初步的定量评估手段。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Effect of freezing-thawing cycles on the microstructure of soils: A two-dimensional NMR relaxation analysis
冻融循环对土壤微观结构的影响:二维核磁共振弛豫分析
DOI:10.1016/j.coldregions.2018.11.014
发表时间:2019-02
期刊:Cold Regions Science and Technology
影响因子:4.1
作者:Huihui Tian;Changfu Wei;Long Tan
通讯作者:Long Tan
DOI:--
发表时间:2019
期刊:中国科学:物理学 力学 天文学
影响因子:--
作者:田慧会;韦昌富;颜荣涛;陈合龙
通讯作者:陈合龙
DOI:10.1002/nme.5815
发表时间:2018-08
期刊:International Journal for Numerical Methods in Engineering
影响因子:2.9
作者:Wentao Li;Changfu Wei
通讯作者:Wentao Li;Changfu Wei
DOI:--
发表时间:2018
期刊:岩土力学
影响因子:--
作者:陈合龙;韦昌富;田慧会;魏厚振
通讯作者:魏厚振
NMR Relaxation Response of CO2 Hydrate Formation and Dissociation in Sand
沙子中 CO2 水合物形成和解离的 NMR 弛豫响应
DOI:10.3866/pku.whxb201704194
发表时间:2017
期刊:Acta Physico-Chimica Sinica
影响因子:10.9
作者:Chen He-Long;Wei Chang-Fu;Tian Hui-Hui;Wei Hou-Zhen
通讯作者:Wei Hou-Zhen
温度与水力梯度作用下膨润土中水分迁移问题研究
- 批准号:42072312
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61万元
- 批准年份:2020
- 负责人:田慧会
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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