低場核磁法在二氧化碳置換法開采可燃冰中的應用
一、 什么是可燃冰,?
可燃冰學名是天然氣水化合物,,是甲烷,、天然氣、水的合成體,。是在高壓低溫條件下可燃氣體分子和水分子緊密結合的合成物,,是白色或淺灰色的,形狀像冰一樣的冰雪晶體,。它可以像固體酒精一樣被點燃,,所以被稱為“可燃冰"。它是能量密度大而且是無污染能源,。
可燃冰分布于深?;蜿懹?/span>永-久凍土中,其燃燒后僅生成少量的二氧化碳和水,,污染遠小于煤,、石油等,且儲量巨大,,因此被國-際-公-認為石油等的接替能源,。
二、 可燃冰的分布及成因
自然界中的可燃冰主要賦存于低溫,、高壓環(huán)境的海底淺表層沉積物和高緯度凍土里,,約有97%可燃冰分布于海洋中,僅3%分布在陸地凍土帶,??扇急稍诘陀?0℃時生成,超過20℃便會分解,。在0℃時,,只需30個大氣壓即可生成,壓力越大越穩(wěn)定,。
其成因主要有兩種類型:一種是由于氣體滲漏到地層的孔洞或裂縫中,,呈塊狀、脈狀或結核狀,;另外一種是氣體擴散到沉積物的孔隙中,,形成微小的可燃冰顆粒充填于沉積物的孔隙中,通常不為肉眼所識別,,這種可燃冰就像一杯水倒進沙子里,,什么都看不到一樣。
三,、 如何開采可燃冰,?
可燃冰一般存在于凍土帶地下砂層、海底砂層、泥質沉積物中,,大部分與土顆?;旌希韵胍罅块_采可燃冰首先要解決泥沙淤堵以及如何在地下分解成氣態(tài)等問題,。另外可燃冰對溫度和壓力的變化很敏感,,地層坍塌、海嘯,、地震,、甲烷泄量甲烷泄露到大氣層,所產生的溫室效應比二氧化碳高25倍左右,。
危險和機遇同在,,想要轉型新能源,我們迎難而上逐一解決成本,、技術,、風險三大難題。目前天然氣水合物常規(guī)開采方法主要有∶降壓法,、二氧化碳置換法,、加熱法、注入抑制劑法等,。
降壓法:
讓鉆井套管達到可燃冰儲層,,管內壓力小,管外可燃冰儲層的壓力大,,于是可燃冰在這種壓力差之下會分解出可燃氣體,,原為分解后再開采。但是為了預防泥沙淤堵管道,,我國科學家提出了礫石-水合物連續(xù)置換開采和間歇式吞吐置換開采的解決方案,可在長期開采中對地層虧空量進行及時填充或置換,。
加熱法:
通過將水蒸汽,、熱水或表層海水輸入到水合物層,促使其分解,,但是此法成本較高,。
注入抑制劑法:
通過注入乙醇、鹽水等抑制劑,,來改變水合物的均衡條件,,促使其分解。
二氧化碳置換法開采可燃冰:
二氧化碳水合物形成的壓力比可燃冰低,,溫度比可燃冰略高,。可以向可燃冰儲層注入二氧化碳,并在儲層中形成二氧化碳水合物,,這樣由于壓力差,,可燃冰會分解出甲烷,便于持續(xù)開采,。這種方法,,因其兼顧環(huán)保技能,既能開發(fā)出水合物中的甲烷,,又能實現(xiàn)二氧化碳封存,。
四、 低場核磁共振技術在二氧化碳置換法開采可燃冰中的應用
在甲烷水合物(天然氣水合物)的測量中,,核磁共振法通常用于測量樣品中甲烷分子的特征信號,。通過分析信號的強度、頻率和形狀,,可以推斷出甲烷水合物(天然氣水合物)的含量,、飽和度以及樣品中其他相關參數(shù)的信息。
總之,,核磁共振法的測量原理基于原子核的自旋和磁矩之間的相互作用,,利用外部磁場對原子核的能級結構和輻射吸收進行操控和檢測。這種方法可以提供關于樣品中原子核特性和分子特征的豐富信息,。
甲烷水合物(天然氣水合物)的合成過程監(jiān)測