一、21世纪的新能源:海底天然气水合物（论文文献综述）
王文博[1]（2021）在《天然气水合物降压开采数值模拟研究》文中提出石油、天然气作为重要的战略资源,对各国的经济发展和社会进步发挥着无可争辩的作用。油、气等资源的短缺已成为制约经济发展的重要因素,各国都在努力探索新型能源。天然气水合物是在海洋沉积物和永久冻土区发现的新型能源,其分布范围广,储量丰富,被认为是21世纪最具有开发前景的能源之一。在各国学者不懈的努力下,无论从实验研究还是数值模拟上,对水合物的研究都取得了迅速的发展。在数值模拟方面,主要集中在数值模型和解析模型的建立,然而模型中所使用的坐标系、方程等条件的不同,模拟出的水合物的分解过程也存在一定差别,有时甚至产生歧义。为了使数值模拟的结果更接近实际降压开采情况,本研究主要做了以下工作和创新:（1）建立了柱坐标系下水合物降压开采的数学模型,对数学模型中的质量守恒方程、水合物分解动力学方程及各辅助方程进行了差分离散,编写自主程序模块。（2）与Tough Hydrate软件模拟结果对比,与神狐海域试开采数据对比,验证了模型的准确性。（3）分析了降压开采过程中压力、水合物饱和度、渗透率的变化特征以及多种边界条件下分解过渡带的移动特征。（4）研究了不同降压开采参数对水合物分解过程的影响。（5）并在此基础上提出了一种增压减压成对压裂作业开采水合物的方法。本研究表明:降压开始后,井眼周围的压力最先降低,形成压降漏斗,随着开采时间的推进,压降漏斗向储层深处扩散;靠近井眼处的水合物最先分解,随着开采时间的推进,水合物饱和度逐渐降低（由初始值0.45降低至0）,储层渗透率逐渐增大（由9.2md增大到100md）;水合物饱和度降低的区域沿径向向外扩散,渗透率增大的区域也与之相应;过渡带外沿、内沿移动速度不同步,开采后期,移动速度均变慢,分解过渡带宽度随着开采时间的推进逐渐增大,到一定天数后趋于稳定;水合物降压开采的主要控制参数包括开采井压力、水合物初始饱和度、储层绝对渗透率、水合物分解动力学常数等;模拟水合物降压开采时,如果选择封闭型边界且半径较小,则所得出的模拟结果与实际开采情况会有较大的差别,甚至相悖;通过压裂作业可以提高储层渗透性,加快井底压力的传播速度,有利于水合物的分解,增加产气量。
沙志彬,许振强,王平康,梁金强,万晓明,王力峰,苏丕波[2]（2019）在《世界天然气水合物研究发展对我国加快推进其产业化的启示》文中研究表明天然气水合物是21世纪最具潜力的新型洁净能源之一,同时也是目前尚未开发的储量巨大的一种新能源。全球天然气水合物蕴藏的天然气资源总量约为2.1×1016 m3,相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的2倍,主要分布于世界深水海域和永久冻土带中。随着中国在南海神狐海域的试采取得圆满成功,天然气水合物资源的开发利用越来越多地受到世人的关注与重视,但如何安全、经济、高效开采这种新能源,仍需投入大量人力物力进一步开展研究工作。笔者从世界主要国家天然气水合物资源的勘查试采现状入手,分析其开发利用趋势,系统梳理存在问题,提出加快推进天然气水合物勘查试采产业化的启示。
沙志彬[3]（2019）在《南海东北部海域XN区块天然气水合物资源综合预测与评价》文中进行了进一步梳理天然气水合物资源量丰富、高效清洁,被认为是21世纪最有希望接替煤炭、石油、天然气等常规化石燃料的新能源。但是天然气水合物产出状态有块状、脉状、结核状、团块状和薄层状等多种类型,而且天然气水合物的分布具有很强的横向不均一性,这增加天然气水合物储层精细刻画及资源量准确计算的难度及不确定性。近年来,广州海洋地质调查局在南海东北部XN海域开展了大量的地质地球物理调查并实施了多次钻探,积累了丰富的地质、地球物理资料,为解决这一问题提供了良好的基础资料。本次研究基于地质、地球物理资料,采用构造地质学、沉积地质学、层序地层学和天然气水合物成藏的地质理论相结合的方法,通过地震数据的精细解释、钻井测井数据的深入分析,取得一些认识。以海底沉积物中有机质-甲烷-天然气水合物体系生物地球化学反应,水溶气—游离气—天然气水合物之间的动态转化等一系列动力学过程为纲,建立天然气水合物成藏动力学数值模型,实现了宏观盆地演化动力学模型与微观物质输运-反应动力学模型的耦合。形成了适合研究区的集多学科、多研究手段于一体的天然气水合物“成矿条件分析-钻前预测-钻后评价-资源量计算”评价体系,为揭示天然气水合物分布规律、评价天然气水合物有利目标、指导规模找矿提供了有力支撑。计算得到研究区天然气水合物地质储量超千亿立方米天然气,相当于特大型常规天然气田,资源前景良好,可作为天然气水合物未来开发的有利区域。根据储层的特性,并指出“地层流体抽取法”可能是最适用于试采的技术方法,也是实现达到降本增效、安全开发有效途径。此外,本文在天然气水合物储层精细刻画的技术体系上也取得创新性突破。依据对天然气水合物较为敏感的速度、能量半衰时、三瞬属性、AVO等地震属性,结合OBS横波变化信息,联合无井叠后波阻抗反演与无井叠前同时反演方法,对天然气水合物矿体进行定量预测,形成了一套从定性到定量的天然气水合物钻前预测方法。同时,钻后综合评价结果显示,测井约束稀疏脉冲波阻抗反演结果具有良好的分辨率与预测精度,随机模拟反演则充分利用测井数据的垂向高分辨率和地震数据的横向高分辨率优势,进一步提高了矿体垂向预测精度,两种反演方法结合利用能够更为准确地圈定天然气水合物矿藏范围,为天然气水合物钻后评价提供技术支撑。且孔隙度、饱和度解释模型对比研究结果表明,密度孔隙度、声波孔隙度模型与双水饱和度模型是适合本研究区的测井解释模型,为天然气水合物储层的孔隙度、饱和度等重要物性参数的准确计算提供强有力的保障。通过地质认识、理论以及技术方法的创新,对研究区天然气水合物资源进行综合预测与评价,经对比实际钻探及试采结果,论文研究总结出一套适合本区的天然气水合物资源综合钻前预测和钻后评价技术方法体系,希望能够为本区下一步的精准勘探与后期开发提供科学决策依据,同时也希望能够为其它海域的天然气水合物资源综合预测和评价提供借鉴,从而达到提高勘探成效、减少勘探风险、降低勘探成本的目的。
李学峰[4]（2019）在《海底浅层天然气水合物采掘导向机构研究》文中研究指明天然气水合物作为有望接替化石燃料的新能源,在我国展现出了极大的应用前景。固态流化开采方法是我国首创的海底非成岩天然气水合物绿色高效开采的新方法,其水平井作业方式是进一步提高产气量的关键,而现有油气开采装备难以适应在埋深浅、储层薄、弱胶结的天然气水合物赋存区进行水平井作业。本文基于海底浅层水合物沉积层开展了水平井导向工具的研究,在线驱动柔性机械臂的基础上提出了一种适用于海底浅层水平井作业的导向机构,并对其可行性进行论证。所开展的主要研究工作如下:（1）针对海底浅层水合物赋存区储层埋深浅、弱胶结、储层厚度不均等特点,设计了一种适用于海底浅层水平井作业的导向机构,并以侧向破碎距离为指标规划出了指定转弯半径下的井身结构以及轨迹参数,为本文后续导向机构的运动控制和轨迹规划提供了参数方程。（2）基于所设计的导向机构,开展了转向短节的静力学和运动学分析,论证导向机构在驱动和控制上的可行性,得到导向机构的静力学模型以及运动学方程。针对传统D-H运动学难以适应线驱动结构的问题,采用几何分析法对导向机构的转向短节建模,推导出关节转角、对应的弯曲角度和偏转角度以及各个驱动钢丝绳变化量之间的关系。对几何分析法的误差进行了分析,证明了简化的合理性,为导向机构的控制方程提供了理论基础。（3）在导向机构力学模型的基础上,通过开展不同工作参数和位置姿态变化下转向短节负载的研究,分析了各工作参数对转向短节负载的影响规律。研究结果表明,高压软管内流体压力和流速的提高对负载的影响呈线性增长且无耦合作用;在转向短节的弯曲过程中,随着弯曲角度的增大,充满流体的高压软管弯曲负载呈现出特殊的变化规律,得到了类似于弹塑性材料的弹性模量变化趋势。综合以上分析确定了导向机构在工作过程中的负载,为驱动部分的电机参数提供了选型依据。（4）基于导向机构运动学方程和造斜段的参数方程,对导向机构的运动进行了轨迹规划,并对控制系统进行了初步的规划。通过造斜段的参数方程结合实际工况参数,规划实时的侧向破碎距离,并经过运动学方程的映射对导向机构的驱动短节进行控制。利用LabVIEW编程完成了控制软件的编写,初步论证了导向机构设计的可行性,为后续的深水浅层导向机构提出了一种研究方向。本文提出了用于海洋水合物水平井导向的导向机构,在现有工业领域机械臂的基础上将其应用于弱胶结地层的钻进导向,通过合理的设计使之满足天然气水合物开采的需要。研究成果为海洋非成岩水合物开采的水平井钻进初步论证了一套可行性较高的导向工具,对海洋水合物开采的研究具有支撑作用。
苟倩[5]（2019）在《基于分子动力学模拟的甲烷水合物生成与分解过程影响因素研究》文中认为天然气水合物是21世纪最值得关注的新能源,其储量丰富,使用清洁,对于缓解我国未来能源危机有着重要作用。气体水合物的生成和分解动力学是安全开发及高效利用天然气水合物的重要理论基础,但传统的宏观动力学实验结果仍不能有效的分析气体水合物生成及分解过程的微观机理,因此,本文基于分子动力学模拟手段,研究甲烷水合物的生成、分解及CO2置换过程,从分子层面深入揭示水合物的生成、分解及置换机理。主要研究内容包括以下三个方面:（1）甲烷水合物的生成动力学模拟。这部分模拟采用开源动力学软件GROMACS进行,水分子采用 TIP4P（Transferable Intermolecular Potential 4 Points）模型,甲烷采用OPLS-aa（Optimized Potentials for Liquid Simulations-all atom）模型,NaCl 用 Smith 开发的力场参数。首先模拟了纯水和NaCl溶液中甲烷水合物的生成过程,获得了稳定的甲烷水合物结构,验证了 Sloan的成簇成核模型;在含有水合物晶体的甲烷水溶液中,生长速度大约为0.56A/ns,最终得到12个完整的晶核结构,而3.4wt%NaCl溶液中,由于Cl-的静电吸引作用及Na+的水化作用,影响水分子分布规律,同时导致盐析效应,因此水合物的生长速度大约为0.36A/ns,最终得到9个晶核且含有缺陷;水合物的生长对温度十分敏感,对压力不敏感,温度引起水分子扩散系数的变化更大;研究了甲烷浓度（摩尔比为:0.098、0.11、0.127、0.138）对水合物生长的影响,发现高浓度会限制水合物的初始生长速度,但生长后期会促进水合物的形成,在摩尔比为0.138的体系中水合物的生长速度为0.75A/ns;在甲烷水合物生成过程中,影响作用最大的是水溶液中甲烷的浓度,其次是温度,最后是压力。（2）甲烷水合物的分解动力学模拟。这部分内容采用分子动力学软件Material Studio 中的 Forcite 模块进行模拟,选择 CVFF（Consistent Valence Force Field）力场,正则系综 NVT（Canonical Ensemble）,水分子选择 SPC（Simple Point Charge）模型。通过甲烷水合物的分解模拟,验证了 Kim的分解模型;高温使氢键剧烈振动,同时高温有利于打破液膜结构,缩短反应停滞时间,常压下甲烷水合物的分解速率随温度（278K,283K,288K,293K）的上升而增加,293K下水溶液分解水合物的速度为0.066A/ps;通过研究NaCl溶液浓度（2.5wt%,5wt%,10wt%,20wt%）对分解过程的影响,发现高浓度的NaCl溶液可以促进其分解,但浓度过高,因离子的水化作用及甲烷的疏水作用,分解速率反而会降低,1 0wt%的NaCl溶液分解速度最快,为0.067A/ps;对于不同类型的盐溶液,Ca2+对笼形结构的破坏力较强,5wt%的CaCl2溶液分解速度为0.062A/ps,吸收的能量为 1360.558kCal/mol,5wt%的 NaCl 分解速度为 0.053A/ps,虽分解速率适中,但吸收能量较少,也可作为水合物分解溶液;不同类型盐溶液分解甲烷水合物的能力由强到弱依次为:CaCl2>LiCl>KCl>MgCl2>AlCl3>NaCl。（3）CO2置换甲烷水合物的分子动力学模拟。这部分模拟采用开源动力学软件GROMACS 进行,CO2采用 EPM2（a Simple Site-Based Intermolecular Potential Model）力场模型,CH4、水分子以及盐离子的力场模型与生成部分相同。通过CO2置换甲烷水合物的动力学模拟,验证了 Ota置换模型;CO2置换甲烷水合物是由界面处向水合物内部进行的,但形成的CO2水合物层会阻碍置换过程的进行;20MPa,温度（260K,270K,280K）越高越有利于置换进行,260K时CO2会在甲烷水合物提供晶核的基础上形成新的水合物;280K时压力（5MPa,1OMPa,20MPa）越高,甲烷水合物越稳定,CO2形成新的水合物趋势越强;CO2浓度（摩尔比为:0.098,0.12,0.126）越高,甲烷置换率越大;在相当于深海海水盐度的3.2wt%NaCl溶液中置换依然能够进行,且甲烷逸出速度增加;模拟发现整个置换过程速率及置换率的控制环节是溶液中客体分子浓度及新形成的CO2水合物层,如何使CO2持续穿过固体层置换出CH4是将来研究的重点。本文的研究结果将为分析水合物生成及分解的微观机理提供一定的参考,为天然气水合物的开发及运输奠定基础。
于兴河,付超,华柑霖,孙乐[6]（2019）在《未来接替能源——天然气水合物面临的挑战与前景》文中研究说明天然气水合物作为新型化石燃料展现出巨大的资源潜力,如何科学地估算全球天然气水合物资源量与安全而经济地开采天然气水合物是全世界关注的焦点。文章在系统地分析了全球气水合物研究4个发展阶段认识的基础上,结合笔者对中国南海天然气水合物近20年的研究经历,明确了中国南海天然气水合物赋存的构造背景复杂、沉积过程与类型多样、表征难度大等多种难题。指出了天然气水合物研究面临的6个地质问题与瓶颈:新近系层序地层划分的成因性对比、稳定带厚度与水合物赋存机理、陆缘水动力背景复杂且沉积类型多样、水合物分布与沉积响应间的关系、构造运动对水合物的聚散控制以及水合物成藏模式与判识评价体系;探讨了目前天然气水合物资源量估算过程中存在的优缺点以及试采仍需要攻关的关键理论与技术问题。从地质角度回答了油峰到来的预期与天然气水合物作为接替能源的可能性与前景,指出中国南海的地质特点与天然气水合物的分布规律,明确提出了天然气水合物研究既不可盲目性乐观、也不可强制性悲观的学术观点。
朱黄超[7]（2019）在《基于MEMS传感阵列的海底地形形变监测系统及其数据采集同步技术研究》文中研究指明为了给天然气水合物试采区的环境评价和海底极端地质现象机理研究提供科学依据,广州海洋地质调查局、浙江大学、中国海洋大学、北京大学和大连理工大学等单位开展研制水合物开发环境原位监测与探测系统。论文从实际应用需求出发,对现有国内外水合物开采环境监测技术、海底地形形变监测技术、海底观测网等技术和时间同步等技术进行总结和分析,提出了设计一套可原位、长期进行海底地形形变监测系统的需求。论文将对系统及其数据采集同步技术展开详细介绍,主要研究和工作内容包括:首先给出了基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）传感阵列的海底地形形变监测系统及其数据采集同步技术研究的背景和意义,并总结了现有相关技术研究的局限性。其次根据水合物试采区海底地形形变监测的功能需求,确定了利用MEMS姿态传感器组成阵列进行地形原位、长期监测的方案;对数据同步采集系统中的关键元器件的选型进行了详细介绍,并进行了相关硬件和系统结构的设计。然后分析了数据采集与存储系统的任务需求;确定了采用主从站结构,提出了基于 ⅡC（Inter-Integrated Circuit）总线和 CAN（Controller Area Network）总线的两级数据采集的系统方案;详细介绍了系统中从站数据采集程序、ⅡC总线接收程序、CAN总线发送和接收程序以及数据存储系统的设计;实现了多节点、长距离数据的快速采集。接着阐述和分析了多节点数据采集同步理论;针对在深海进行时间同步的特殊性和难点,提出了适合本系统的相对时间同步技术,并进行了相关设计,保证系统内各从站的时间相对同步。最后介绍了系统各部分的联调和系统实验,证实了系统能够正常、准确地实现数据采集、存储和显示功能,为长期布放提供了可行性验证;总结了本文的主要内容,提出了系统需要完善的地方,对下一步工作进行了展望。
李欣[8]（2018）在《海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究》文中研究指明天然气水合物作为21世纪新型环保型能源之一,具有热值高,储量丰富等优点。世界范围内水合物总资源量约为2×1016 m3,其中99%分布于海洋,广泛分布于深水海底浅部地层。根据成因不同,分为生物成因气水合物和热解成因气水合物,其中深水油气盆地更易形成大规模、高丰度的热解气成因的渗漏型水合物藏。本论文尝试采用油藏数值模拟方法研究深部热解气通过断裂系统进入海底浅层形成水合物并富集成藏的过程。首先进行了室内实验,研究了多孔介质中天然气水合物的相平衡和生成动力学特征,建立了水合物成核和成长反应动力学模型;考虑水合物成藏气源条件及传质状态的复杂性,建立了适用性更广的混合通量水合物反应动力学模型;并采用油藏数值模拟方法实现了深部甲烷气运移至海底浅层水合物稳定区,触发形成水合物以及富集成藏过程的模拟;采用建立的水合物成藏数值模拟模型,评价了海底浅层的储层物性和构造特征对渗漏型水合物成藏特征的影响。室内实验结果表明,在毛管力作用下,多孔介质可以使甲烷水合物的相态曲线向右;砂粒粒径越小和粘土含量越高,越不利于气水接触而限制水合物生成速率;根据不同温度和压力条件下水合物的生成数据,计算得到水合物生成反应的活化能Ea和反应频率因子kfo分别为75.45-90.85 kJ/min和8.72×108-6.02×1011 mol/（m2 kPa day）。海底水合物成藏数值模拟结果表明:（1）在不发生海底泄漏时,深部甲烷气以较小通量、且长时间、持续的运移至海底水合物稳定区,有利于形成大厚度、高丰度的水合物藏;（2）储层非均质性有利于甲烷气在水合物稳定区内滞留、增加与孔隙水的接触机会并反应生成水合物,虽然有利于生成较大的水合物资源量,但往往水合物分布较分散,在低渗层遮挡的情况下,有利于形成饱和度均匀、丰度较高、储量可观的水合物藏;（3）对比层状、背斜、泥火山、气烟囱四种构造条件下的水合物成藏特征,认为带有断裂系统的层状构造和背斜构造有利于在短时间内形成饱和度较大、丰度较高、具有可观储量的水合物藏,其次为气烟囱构造,而泥火山构造成藏规模较小,水合物主要集中在泥火山口附近。研究结果有利于丰富天然气水合物成藏研究手段,推动海底水合物成藏理论的发展。
宣之强,李钟模,吴必豪,刘玉山[9]（2018）在《天然气水合物新能源简介—对全球试采、开发和研究天然气水合物现状的综述》文中指出对天然气水合物在全球的分布、资源量及成因分类;天然气水合物的发现、调查、研究和开采试验的历程以及开采的风险和环保等问题进行综合论述。
严杰,曾繁彩,陈宏文[10]（2015）在《日韩海洋天然气水合物勘探研究进展及对我国的启示》文中进行了进一步梳理海底天然气水合物是一种重要的新型能源矿产,美国、加拿大、德国等发达国家都将水合物列入国家重点发展战略。而中国、日本、韩国的研究工作起步时间相对较晚,过去十年,日本实施了"21世纪水合物研究开发计划（MH21）",韩国制订了"天然气水合物开发十年计划"。我国在水合物领域也做了大量的研究工作,在南海陆坡区钻探到了水合物样品,但与日、韩相比还存在一定的差距。文章通过总结日本、韩国天然气水合物研究的开发思路,旨在为我国海域天然气水合物的勘探开发和试开采计划提供借鉴和参考。
二、21世纪的新能源:海底天然气水合物（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、21世纪的新能源:海底天然气水合物（论文提纲范文）
（1）天然气水合物降压开采数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立项根据 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 国内外研究现状 |
| 2.1 水合物基础性研究 |
| 2.1.1 水合物结构 |
| 2.1.2 水合物资源分布 |
| 2.1.3 水合物赋存类型 |
| 2.1.4 水合物相平衡研究 |
| 2.1.5 水合物的形成与分解 |
| 2.1.6 传质传热研究 |
| 2.1.7 多相流研究 |
| 2.1.8 水合物机械特性 |
| 2.2 天然气水合物开采技术研究进展 |
| 2.2.1 降压法 |
| (1)降压法实验研究 |
| (2)降压法数值模拟研究 |
| 2.2.2 热激法 |
| (1)热激法实验室研究 |
| (2)热激法数值模拟研究 |
| 2.2.3 化学抑制剂法 |
| 2.2.4 CO_2置换法 |
| 2.3 各开采方法成功试采案例 |
| 2.3.1 麦索亚哈气田天然气水合物的商业化开采(降压法+化学试剂法) |
| 2.3.2 加拿大Mallik天然气水合物藏试开采(注热法+降压法) |
| 2.3.3 日本南海海槽天然气水合物藏试采(降压法) |
| 2.3.4 美国Alaska水合物试采(CO_2置换法+降压法) |
| 2.3.5 我国南海神狐海域水合物试采(降压法) |
| 2.4 天然气水合物商业化开采瓶颈 |
| 第3章 天然气水合物降压开采物理模型和数学模型 |
| 3.1 物理模型的选择及其基本假设条件 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.2.1 质量守恒方程 |
| 3.2.2 水合物分解动力学方程 |
| 3.2.3 辅助方程 |
| 3.2.4 初始条件设置 |
| 第4章 天然气水合物降压开采数学模型离散及求解 |
| 4.1 质量守恒方程的差分离散及求解 |
| 4.1.1 质量守恒方程的离散 |
| 4.1.2 离散方程求解 |
| 4.1.3 网格界面处理 |
| 4.1.4 封闭型和开放型边界条件处理 |
| 4.2 各相饱和度求解 |
| 4.3 编程思路及框图 |
| 第5章 天然气水合物降压开采数值模拟结果及分析 |
| 5.1 神狐海域水合物降压开采实例分析以及模型验证 |
| 5.2 数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 水合物降压开采动态参数变化特征 |
| (1)储层压力变化特征 |
| (2)水合物饱和度变化特征 |
| (3)储层渗透率变化特征 |
| (4)封闭型外边界压力、水合物饱和度变化特征 |
| 5.2.2 分解过渡带移动特征分析 |
| 5.3 降压开采参数敏感性分析 |
| 5.3.1 开采井压力的影响 |
| 5.3.2 储层渗透率的影响 |
| 5.3.3 水合物初始饱和度的影响 |
| 5.3.4 反应动力学常数的影响 |
| 第6章 增压减压成对压裂作业开采天然气水合物 |
| 6.1 压裂作业方法基本原理 |
| 6.2 增压减压成对压裂作业过程 |
| 6.2.1 单井增压减压作业过程 |
| 6.2.2 双井增压减压作业过程 |
| 6.3 神狐海域水合物藏增压减压成对压裂作业可行性分析 |
| 6.4 增压减压成对压裂技术综合评价 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间主要研究成果 |
（2）世界天然气水合物研究发展对我国加快推进其产业化的启示（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 国内外天然气水合物勘查试采研究历程 |
| 2 全球海域天然气水合物钻探试采简况 |
| 2.1 主要钻探航次 |
| 2.2 主要试采简况 |
| 3 我国海域天然气水合物勘查重要成果 |
| 3.1 初步掌握我国海域天然气水合物资源分布状况 |
| 3.2 珠江口盆地西部海域天然气水合物资源潜力巨大 |
| 3.3 钻探证实2个超千亿方级天然气水合物矿藏 |
| 3.4 建立了一套完整的海域天然气水合物勘查技术方法体系 |
| 3.5 自主创新的天然气水合物勘查、取样技术获重大突破 |
| 3.6 天然气水合物测试技术达到国际一流水平 |
| 4 开发利用趋势分析 |
| 5 建议与启示 |
（3）南海东北部海域XN区块天然气水合物资源综合预测与评价（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义与选题依据 |
| 1.1.1 研究意义 |
| 1.1.2 选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新性成果 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 1.3.3 创新性成果 |
| 第二章 研究区天然气水合物区域地质背景 |
| 2.1 区域地质构造背景 |
| 2.1.1 地质概况 |
| 2.1.2 地形地貌特征 |
| 2.1.3 地层特征 |
| 2.1.4 构造特征 |
| 2.2 沉积特征 |
| 2.2.1 沉积相 |
| 2.2.2 沉积速率 |
| 2.2.3 沉积物类型 |
| 2.2.4 自生矿物 |
| 2.3 成藏地质要素 |
| 2.3.1 成藏的气源条件 |
| 2.3.2 成藏的稳定条件 |
| 2.3.3 成藏的构造条件 |
| 2.3.4 成藏的储集条件 |
| 2.4 地球化学特征 |
| 2.4.1 沉积物力学性质和粒度特征 |
| 2.4.2 沉积物矿物学特征 |
| 2.4.3 沉积物地球化学特征 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 天然气水合物成矿数值模拟研究 |
| 3.1 天然气水合物成矿过程的概念模型与数值模型 |
| 3.1.1 宏观地质演化与天然气水合物成矿 |
| 3.1.2 微观物质能量演化与天然气水合物成矿 |
| 3.2 典型剖面天然气水合物成矿模拟及参数选取 |
| 3.2.1 模拟流程 |
| 3.2.2 模拟参数选取 |
| 3.3 研究区天然气水合物成矿模拟结果分析 |
| 3.3.1 有机质热演化与气源供应 |
| 3.3.2 流体动力场演化与含甲烷气体运移 |
| 3.3.3 温压场演化 |
| 3.3.4 天然气水合物的动态聚集 |
| 3.4 南海东北部海域天然气水合物成藏分布特征 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 天然气水合物钻前综合预测 |
| 4.1 天然气水合物储层地震响应特征 |
| 4.1.1 BSR分布规律 |
| 4.1.2 BSR特征 |
| 4.1.3 速度特征 |
| 4.1.4 地震属性特征 |
| 4.2 地震速度属性精细分析 |
| 4.2.1 层速度精细分析 |
| 4.2.2 OBS资料速度分析 |
| 4.3 AVO属性分析 |
| 4.3.1 AVO属性分析 |
| 4.3.2 AVO属性优选 |
| 4.4 波阻抗反演预测 |
| 4.4.1 无井叠后波阻抗反演 |
| 4.4.2 无井叠前同时反演 |
| 4.5 钻前预测效果分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 天然气水合物钻后测井评价 |
| 5.1 钻孔测井数据预处理 |
| 5.2 天然气水合物测井响应特征 |
| 5.3 测井评价模型及参数确定 |
| 5.3.1 孔隙度解释模型与参数确定 |
| 5.3.2 饱和度解释模型与参数确定 |
| 5.4 天然气水合物钻井解释评价 |
| 5.4.1 W05 井测井解释结果 |
| 5.4.2 W08 井测井解释结果 |
| 5.5 钻后测井评价效果分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 天然气水合物储层精细评价 |
| 6.1 稀疏脉冲波阻抗反演 |
| 6.1.1 测井曲线整理 |
| 6.1.2 控制模型层位解释 |
| 6.1.3 井震标定与子波估算 |
| 6.1.4 地质建模 |
| 6.1.5 效果分析 |
| 6.2 随机反演 |
| 6.2.1 原理及流程 |
| 6.2.2 效果分析 |
| 6.3 孔隙度、电阻率及饱和度反演 |
| 6.3.1 原理及方法 |
| 6.3.2 效果分析 |
| 6.4 钻后综合评价 |
| 6.4.1 钻后评价 |
| 6.4.2 钻前钻后对比 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 研究区天然气水合物资源前景 |
| 7.1 天然气水合物矿藏地质特征 |
| 7.1.1 垂向分布特征 |
| 7.1.2 平面分布特征 |
| 7.2 成因模式探讨 |
| 7.2.1 扩散型成因模式 |
| 7.2.2 渗漏型成因模式 |
| 7.3 开发利用前景 |
| 7.3.1 天然气水合物地质储量计算 |
| 7.3.2 天然气水合物开发利用前景 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）海底浅层天然气水合物采掘导向机构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容与创新点 |
| 第2章 导向机构机械系统设计 |
| 2.1 海底浅层水合物储层特性 |
| 2.2 导向机构的设计目标 |
| 2.3 导向机构结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 导向机构静力学与运动学分析 |
| 3.1 导向结构静力分析 |
| 3.2 导向结构D-H运动学分析 |
| 3.3 驱动空间与关节空间的运动学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 导向机构负载模型及工作参数研究 |
| 4.1 导向机构负载计算模型 |
| 4.2 导向机构工作参数对负载的影响 |
| 4.3 导向机构工作过程中负载的变化及分析 |
| 4.4 基于导向性能对工作参数的优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 导向机构控制系统 |
| 5.1 主要硬件和软件开发环境 |
| 5.2 导向系统算法设计 |
| 5.3 导向系统软件设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于分子动力学模拟的甲烷水合物生成与分解过程影响因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 天然气水合物资源量及开发前景 |
| 1.2.2 天然气水合物开采方法 |
| 1.2.3 天然气储运方法 |
| 1.2.4 水合物生成及分解理论研究现状 |
| 1.2.5 天然气水合物分子动力学模拟研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容和思路 |
| 第2章 水合物结构及分子动力学基础 |
| 2.1 天然气水合物的结构与性质 |
| 2.1.1 天然气水合物的非化学计量性 |
| 2.1.2 天然气水合物的微观结构 |
| 2.2 分子动力学概述 |
| 2.2.1 分子动力学模拟原理 |
| 2.2.2 势能模型 |
| 2.2.3 周期性边界条件与截断半径 |
| 2.2.4 混合规则 |
| 2.2.5 控温和控压方法 |
| 2.2.6 模拟系综 |
| 2.2.7 结果分析方法 |
| 2.3 本文采用的分子力场模型 |
| 2.3.1 水分子力场模型 |
| 2.3.2 CH_4分子力场模型 |
| 2.3.3 NaCl力场模型 |
| 2.3.4 CO_2力场模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水合物生成过程分子动力学模拟 |
| 3.1 甲烷水合物晶体模型建立 |
| 3.2 甲烷水合物生长模型建立 |
| 3.3 模拟参数选择 |
| 3.4 水合物生长过程分析 |
| 3.5 水合物生长过程影响因素分析 |
| 3.5.1 无机盐对生长过程的影响 |
| 3.5.2 压力对水合物生长的影响 |
| 3.5.3 温度对水合物生长的影响 |
| 3.5.4 甲烷浓度对水合物生长的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 水合物分解过程分子动力学模拟 |
| 4.1 水合物分解模型建立 |
| 4.2 模拟参数选择 |
| 4.3 甲烷水合物分解过程分析 |
| 4.4 水合物分解过程影响因素分析 |
| 4.4.1 不同温度下水溶液分解水合物 |
| 4.4.2 不同种类盐溶液分解水合物 |
| 4.4.3 不同浓度盐溶液分解水合物 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 CO_2置换甲烷水合物分子动力学模拟 |
| 5.1 CO_2置换甲烷水合物模型建立 |
| 5.2 模拟参数选择 |
| 5.3 CO_2置换甲烷水合物的过程分析 |
| 5.4 置换过程影响因素分析 |
| 5.4.1 温度对置换过程的影响 |
| 5.4.2 压力对置换过程的影响 |
| 5.4.3 CO_2浓度对置换过程的影响 |
| 5.4.4 无机盐对置换过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论及建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（6）未来接替能源——天然气水合物面临的挑战与前景（论文提纲范文）
| 1 概述 |
| 2 全球气水合物研究历史与资源现状 |
| 2.1 天然气水合物的发展历程 |
| 2.1.1 早期的实验室认知阶段 (1965年以前) |
| 2.1.2 勘查理论初步形成阶段 (1965—1993年) |
| 2.1.3 资源普查与判识指标建立阶段 (1993—2009年) |
| 2.1.4 规模勘探与试采研究阶段 (2010年后) |
| 2.2 资源分布状况与预测方法 |
| 2.2.1 天然气水合物分布 |
| 2.2.2 资源预测方法概况 |
| 2.3 对资源量的认识过程 |
| 3 中国水气水合物分布与地质特点 |
| 3.1 陆域分布与地质特点 |
| 3.2 海域分布与地质特点 |
| 3.2.1 南中国海的分布状况与地质规律 |
| 3.2.2 南海北部陆坡区的分布特点与试采区的选取 |
| 3.2.3 中国南海气水合物主控因素与认识 |
| 4 中国南海水合物研究存在的挑战与主要瓶颈 |
| 4.1 新近系层序地层划分缺乏成因性对比 |
| 4.2 稳定带厚度与水合物的赋存机理待明 |
| 4.3 陆缘水动力背景复杂且沉积类型多样 |
| 4.4 水合物分布与沉积响应之间关系不明 |
| 4.5 构造对水合物聚散控制机理亟需明确 |
| 4.6 水合物成藏模式与判识评价体系待立 |
| 5 未来研究方向展望 |
（7）基于MEMS传感阵列的海底地形形变监测系统及其数据采集同步技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 海底天然气水合物开采国内外现状及发展趋势 |
| 1.3.2 海底天然气水合物开采环境监测国内外技术现状 |
| 1.3.3 海底地形形变监测技术国内外研究现状 |
| 1.3.4 数据采集系统研究现状及发展趋势 |
| 1.3.5 时间同步技术国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 基于MEMS传感阵列的海底地形形变监测系统 |
| 2.1 海底地形形变监测系统总体方案 |
| 2.1.1 任务分析 |
| 2.1.2 方案设计 |
| 2.2 关键元器件选型和相关硬件设计 |
| 2.2.1 MEMS姿态传感器 |
| 2.2.2 单片微控制器 |
| 2.2.3 数据存储模块 |
| 2.2.4 相关硬件电路的设计 |
| 2.2.5 供电设计和电源选择 |
| 2.3 海底地形形变监测系统结构设计 |
| 2.3.1 MEMS传感阵列设计 |
| 2.3.2 耐压舱设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 数据采集与存储系统 |
| 3.1 监测系统数据采集与存储的原理及系统方案设计 |
| 3.1.1 数据采集与存储的原理 |
| 3.1.2 任务分析 |
| 3.1.3 方案确定 |
| 3.2 数据采集系统设计 |
| 3.2.1 基于ⅡC总线的一级数据采集系统 |
| 3.2.2 基于CAN总线的二级数据采集系统 |
| 3.3 数据存储系统设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 相对时间同步系统研究 |
| 4.1 相对时间同步系统方案 |
| 4.1.1 多节点数据采集系统时间同步原理 |
| 4.1.2 任务分析 |
| 4.1.3 方案确定 |
| 4.2 相对时间同步系统设计 |
| 4.2.1 时间戳程序设计 |
| 4.2.2 相对时间同步系统程序设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 系统联调和实验 |
| 5.1 系统各模块功能测试 |
| 5.1.1 基于ⅡC总线的一级数据采集系统测试 |
| 5.1.2 基于CAN总线的二级数据采集系统测试 |
| 5.1.3 相对时间同步系统测试 |
| 5.2 系统实验 |
| 5.2.1 水槽地形形变模拟实验 |
| 5.2.2 同步性测试实验 |
| 5.2.3 系统压力环境下测试试验 |
| 5.2.4 实验室地形模拟平台测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 附录 |
（8）海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 水合物成藏系统理论方面 |
| 1.2.2 海底沉积环境中水合物热/动力学特征方面 |
| 1.2.3 水合物成藏数值模拟研究方面 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 天然气水合物在多孔介质中的生成特征实验研究 |
| 2.1 实验准备 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.1.4 实验方案 |
| 2.2 多孔介质中水合物相态特征分析 |
| 2.3 多孔介质中水合物生成特征分析 |
| 2.3.1 水合物生成速率及饱和度 |
| 2.3.2 初始温度压力条件的影响 |
| 2.3.3 多孔介质性质的影响 |
| 2.4 多孔介质中水合物生成反应动力学模型 |
| 2.4.1 水合物成核反应动力学模型 |
| 2.4.2 水合物生长反应动力学模型 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 海底渗漏型天然气水合物成藏机理模型的建立 |
| 3.1 考虑混合通量的水合物反应动力学模型 |
| 3.2 水合物形成及富集的油藏数值模拟模型 |
| 3.2.1 局部平衡水合物反应动力学模型 |
| 3.2.2 天然气在水中的溶解度及扩散系数 |
| 3.2.3 水合物形成对孔隙度和渗透率的影响 |
| 3.3 模型实现以及水合物成藏一般规律分析 |
| 3.3.1 油藏数值模拟模型的建立 |
| 3.3.2 海底水合物形成及富集过程 |
| 3.3.3 水合物形成及富集影响因素 |
| 3.3.4 海底天然气水合物成藏特征 |
| 3.3.5 水合物成藏模拟的可靠性 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 储层物性对海底渗漏型天然气水合物成藏特征的影响 |
| 4.1 数值模拟模型的建立 |
| 4.1.1 模型参数 |
| 4.1.2 模拟方案 |
| 4.2 结果分析及讨论 |
| 4.2.1 非均质对水合物成藏的影响 |
| 4.2.2 储层物性敏感性分析 |
| 4.2.3 气源条件敏感性分析 |
| 4.2.4 反应参数的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 构造特征对海底渗漏型天然气水合物成藏特征的影响 |
| 5.1 数值模拟模型的建立 |
| 5.1.1 模型参数 |
| 5.1.2 模拟方案 |
| 5.2 结果分析及讨论 |
| 5.2.1 不同地质构造对水合物成藏特征的影响 |
| 5.2.2 单一断层条件下水合物成藏影响因素敏感性分析 |
| 5.2.3 层状构造条件下断层-气源组合对水合物成藏的影响 |
| 5.2.4 背斜构造条件下断层-气源组合对水合物成藏的影响 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）天然气水合物新能源简介—对全球试采、开发和研究天然气水合物现状的综述（论文提纲范文）
| 1 国外天然气水合物的发现、勘查和开采试验简史 |
| 2 中国对“可燃冰”的研究和开发简史【2】 |
| 2.1 早期初创阶段 (1980~1999年) |
| 2.2 中期勘探评价 (1999~2013年) |
| 2.3 后期创新开发 (2013~2017年) |
| 2.4 南海可燃冰试采成功 (2017年5月10日~7月9日) |
| 3 天然气水合物在全球的分布【3】 |
| 4 天然气水合物的类型【4】 |
| 5 天然气水合物的成因【2~4】 |
| 6 国外天然气水合物的开采方法简介【2, 4】 |
| 7 天然气水合物开采中存在的风险及对策探索【2, 5】 |
| 8 结语 |
（10）日韩海洋天然气水合物勘探研究进展及对我国的启示（论文提纲范文）
| 1日本“21世纪水合物研究开发计划(MH21)” |
| 1.1勘探与开采计划 |
| 1.2项目机构设置 |
| 1.3取得的主要成果 |
| 2韩国“天然气水合物开发十年计划” |
| 2.1初步探索 |
| 2.2十年计划进展 |
| 3我国海洋天然气水合物研究进展 |
| 3.1国内研究现状 |
| 3.2我国与日、韩天然气水合物研究进展对比 |
| 3.3建议 |
| 4结论 |
四、21世纪的新能源:海底天然气水合物（论文参考文献）
- [1]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 王文博. 齐鲁工业大学, 2021(10)
- [2]世界天然气水合物研究发展对我国加快推进其产业化的启示[J]. 沙志彬,许振强,王平康,梁金强,万晓明,王力峰,苏丕波. 海洋地质前沿, 2019(08)
- [3]南海东北部海域XN区块天然气水合物资源综合预测与评价[D]. 沙志彬. 中国地质大学, 2019(02)
- [4]海底浅层天然气水合物采掘导向机构研究[D]. 李学峰. 西南石油大学, 2019(06)
- [5]基于分子动力学模拟的甲烷水合物生成与分解过程影响因素研究[D]. 苟倩. 西南石油大学, 2019(06)
- [6]未来接替能源——天然气水合物面临的挑战与前景[J]. 于兴河,付超,华柑霖,孙乐. 古地理学报, 2019(01)
- [7]基于MEMS传感阵列的海底地形形变监测系统及其数据采集同步技术研究[D]. 朱黄超. 浙江大学, 2019(01)
- [8]海底天然气水合物富集成藏机理及数值模拟研究[D]. 李欣. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [9]天然气水合物新能源简介—对全球试采、开发和研究天然气水合物现状的综述[J]. 宣之强,李钟模,吴必豪,刘玉山. 化工矿产地质, 2018(01)
- [10]日韩海洋天然气水合物勘探研究进展及对我国的启示[J]. 严杰,曾繁彩,陈宏文. 海洋开发与管理, 2015(11)