天然气水合物相平衡影响因素研究.pdf

l 2 天然气化工 c 化学与化工 2 0 1 2年第 3 7卷 天然气水合物相平衡影响因素研究 李鹏飞， 雷新华， 徐 浩， 向 虹 中国地质大学 d k 京 ， 北京1 0 0 0 8 3 摘要 天然气 水合 物 N G H 是 2 l 世纪继常规石油 和天然气能源之后最具 开发潜力 的清 洁能源 ， N GH相平衡条件是 N G H 形成及稳定存在的必要条件， 同时对 N G H的开发、 运输、 储存有着重要的理论价值和现实意义。总结了包括气体成分 、 孔隙水 组成 、孔隙半径 、微波 、表面活性剂等影响 N G H相平衡 因素的研究成果 ，探索分析 了 N G H相平衡关系理论模型 ，介 绍了 D i c k e n s 和Q u i n b y的相平衡公式。研究表明天然气水合物相平衡条件是各种因素综合作用的结果。 关键词 天然气水合物 ； 相平衡 ； 气体组分 ； 孔 隙半径 ； 微波 ； 表面活性剂 中图分类号 O 6 4 2 ． 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 9 2 1 9 2 0 1 2 0 6 ． 1 2 ． 0 6 随着人类文 明的进步 ， 化石燃料的开采与消费 水平越来越高 ， 世界性的能源问题 日益突出。天然 气水合物 N G H 主要赋存 于海底稳定带及陆上永 久冻土层中， 作为一种新型能源 ， 它具有分布广 、 燃 烧值高、 清洁无污染 、 埋藏浅 、 储量丰富 、 尚未开发 等特点 ， 被誉为 2 1 世纪最具开发价值 的战略资源。 我 国已经在南海北部神狐海域钻探取得天然气水 合物的样品 ，证明了我国海域内存在水合物矿藏 ； 另外我国青藏高原地 区永久冻土层也具备天然气 水合物富集成藏条件 ， 已在祁连山冻土带中钻探取 得 了天然气水合物f l 】 ， 我 国天然气水合 物开发前景 广阔。 天然气水合物是由水和天然气在一定条件 合 适的温度、 压力、 气体组分、 孔隙水盐度等 下形成的 类冰状的笼形结晶化合物。温度和压力条件限定了 天然气水合物可以赋存的区域 ， 这一区域称之为天 然气水合物稳定带 ， 相平衡理论是指天然气水合物 在不同的环境 因素下 ， 不同的温度和压强对应于水 合物存在的不 同相态体系1 2 l 气． 液两相 ， 气． 水 合物 两相 ， 水- 水合物一 天然气三相 。任何能影响相平衡 的因素都能影响天然气水合物的生成或分解过程。 因此 ， 研究各种条件下天然气水合物一溶液一气体 的三相平衡条件及其影响因素 ， 可提供天然气水合 物的生成或分解信息。天然气水合物的生成与分解 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 3 1 ； 基 金项 目 国家 自然科 学基 金 批准 号 4 1 1 4 0 0 3 8 ； 作 者 简 介 李 鹏 飞 1 9 8 7 - ， 男 ， 硕 士 ， 电话 1 3 4 8 8 7 1 8 6 4 8 ， 电邮 p e n g f e i 1 8 7 q q ．c o m； 联 系人 雷新华 ， 电 话 1 3 7 0 1 0 2 1 7 7 8 ， 电邮 x h l e i c u g b ． e d u ． c n 。 直接影响其稳定带 的生长和消融边界 ， 所 以天然气 水合物相平衡研究对于天然气水合物勘探 、开发 、 海洋环境保护研究 以及化工生产与运输方面有着 重要的意义。 本文总结了前人 的研究成果 ， 包括野外勘探与 实验室条件下对天然气水合物相平衡的影响因素 ， 尽可能全面和直观地 阐述相平衡理论 以及不同因 素对相平衡温度和压力 的影响。 1 相平衡理论 D i c k e n s 和 Q u i n b y E3 J 第一次测量 了天然气水合 物在海水 中的稳定性 ， 并提出天 然气水合物相平衡 理论公式 1 ／ T3 ． 7 9x1 0 一 一2． 8 3 1 0 一 l gP 式中 温度／ K； 尸 _ 压力／ M P a 。 通过水深和压力的转换 、 地 温梯度的计算得到 天然气水合物相平衡边界 ， 从而得到天然气水合物 稳定带信息。 天然气水合物 的相平衡 曲线[4 】 如图 1 所示 。图 1中的天然气水合物相边界曲线和假定的水温梯度 曲线所包 围的区域aO B C就是压力温度条件适合 于天然气水合物形成的区域。又因为在海水中天然 气水合物的密度要低于海水密度 ， aA B C区域在海 水范围内， 所以在此 区域形成的天然气水合物将会 上浮 ， 并由于温度升高而溶解。因此只有在aO B C 区域内去掉aA B C区域 ， 即AA I 3 0区域是形成的天 然气化合物的稳定带 ， 在一定条件下 ， 此稳定带可 以形成水合物藏。稳定带区域的大小与天然气水合 物相边界曲线 、 假定 的水温梯度曲线和地温梯度都 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 李鹏飞等 天然气水合物相平衡影响 因素研究 1 3 有关系， 这里主要讨论影响天然气水合物相边界 曲 线的因素。 面 一、 、、 、、 天然 气水合 物底界 B s R 、 ’ 、、 0 1 0 20 3o 4 o 温度， ℃ 图 1 天然气水合物的压力 深度 - 温度稳定区间【4 罔 2 影响天然气水合物相平衡的因素 外界因素对于相平衡的影响体现在对温度一 压 强曲线的改变上 ， 天然气水合物生成于低温高压 的 环境下 ， 如果某一 因素改变了温度一 压强曲线 ， 使得 天然气水合物可 以生成于更高的温度 、 更低的压强 之下 ， 那么水合物生成的范 围就会扩大； 反之 ， 如果 这一因素使得天然气水合物生成于更低的温度 、 更 高的压强之下， 那么水合物生成的范围就会缩小。 总结分析前人 的研究得知 ， 影响天然气水合物 相平衡的因素主要有气体组分 、 孑 L 隙水成分 、 孑 L 隙 半径 以及实验条件下的微波、 表面活性剂等。 2 ． 1 气体 组分 对相 平衡 的 影响 形成天然气水合物 的气体可 以分为烃类气 体 和非烃类气体。烃类气体包括甲烷 、 乙烷、 丙烷 、 丁 烷等； 非烃气体包括 C O 、 N 、 H 2 S等[6 1 。气体组分的 变化会 改变天然气水合物相平衡状态所对应 的温 度和压力条件。 为了能够定 量说明气 体组 分对 于天然气水合 物相平衡 的影响 ， 利用 S l o a n的 C S MH Y D l 7 ’司 相平衡 程序计算纯水条件不同气体组分天然气水合物对 应的温压条件。 结果 图 2 表明， 与纯 甲烷水合物相 平衡 曲线相 比较 ， 当甲烷气体中含有 C O 、 丙烷 、 乙 烷和 H 2 S时 ， 水 合物 的稳定 区域会变大 ， 在 图 2中 表现为相平衡 曲线稳定边界会 向右发生偏移 ， 水合 物能够在较高 的温度和较低的压力下形成 ， 并且 当 混合气 中甲烷含量越少 ， 相平衡曲线稳定边界向右 偏移越明显。只有当混合气中含有 N 时 ， 相平衡曲 线稳定边界会 向左发生偏移 ，水合物形成区域变 小 。 图 2 不 同的气体组分对天然气水合物 相平衡温度压力的影响 由 C S MHY D程序计算 ，可 以得到不同组成的 天然气水合物所对应的相平衡温压条件 ， 表 1 给出 了 0 - 3 0 C 范围内不 同组成 的天然气形成水合物的 压力条件。 从表 1 还可以看出 相 同体积浓度 的不同气体 对天然气水合物相平衡温度压力条件影响程度是 不 同的。当混合气体中含有体积分数相 同的乙烷 C s H 8 和丙烷 C z H 时 ， 乙烷对水合物相平衡 的影 响程度要 比丙烷明显 ， 含有体积分数相同的 H 2 s和 C O 时 ， H2 S的影 响程 度 比 C O 大 。表 现 为混 有 C ， H s 、 H 2 s水合物与混有 C H 6 、 C O 的水合物相平衡 时 ， 温度一定的条件下 ， 压力降低更多 ； 压力一定的 条件下 ， 温度升高得越多 ， 使水合物形 成区域增加 更多。 2 ． 2孔隙水成分对相平衡的影响 孑 L 隙水是水合物形成 的一个必要条件 ， 孔隙水 及其特性是影响水合物形成的一个重要因素 。天 然气水合物储存于海底 B S R之下 ， 孔隙水的成分与 海水有着非常密切的关系， 而海水 中除了盐度 N a 、 C l 。 离子 外还含有 M 、 C a 2 , S O ／ - , C O 3 ‘ 等离子 ， 研究 这些离子对水合物相平衡的影 响， 对于研究海水中 天然气水合物稳定带有着重要的意义。 盐度对于相平衡的影响 纯水体系与盐类体系 瓤 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 天然气化工 C 化学与化 工 2 0 1 2年第 3 7卷 溶液下的水合物相平衡 比较实验【 o l 证 明， 盐类溶液 会使天然气水合物相平衡曲线左移 ， 水合物生成的 压力明显上升， 温度明显下降。而且实验表明I l l 】 ， 不 同的盐度对于相平衡的影 响不 同， 盐度越大 ， 水合 物形成所需的压力越大 图 3 ， 温度越高。 海水中的 盐度对于水合物的形成有抑制的作用。这种作用解 释为离子型化合物溶解在海水产生了离子作用， 正 负离子产生的强电场会破坏水合物的簇团结构 ， 水 合物分子形成晶格 时需要付 出一定的能量能抵消 这种破坏作用 ， 因此与纯水 中相 比， 水合物在盐水 出 图 3不同的盐度对水合物相 平衡的影响n ’ 中生成需要更大的压力 ， 更低的温度。可以认为 ， 当 仅考虑盐度对水合物的影响时 ， 不同海域海水盐度 不 同， 造成水合物孑 L 隙水盐度不同 ， 对 天然气水合 物稳定带的抑制作用也不同。 盐类溶液都会对 天然气水合物 相平衡有着抑 制作用 ， 并且相同浓度不同盐类 离子组分对水合物 的抑制程度不 同， 研究表 明 ， C ] L 比 S O 对水合物 相平衡 的抑制作用要强 ， N a 和 M g 2 对水合物相平 衡影响作用差异不大。这是由于盐溶液会 降低水的 活度 ， 不同离子组分对水的活度的降低程度的影响 不同， 而水的活度的降低会使天然气水合物形成的 压力升高 ， 对水合物的形成起到抑制作用。 2 ． 3孔隙半径对相平衡的影响 试验研究表 明， 天然气水合物在多孑 L 介质 的孔 中而非多孔介质颗粒间形成 ， 水合物相平衡状态还 与沉积物多孔介质的孑 L 隙半径有关【 1 2 1 。 H a n d a和 S t u p i n t 。 首先在实 验中通过对 比多孑 L 介质水合物与整块水合物 ， 发现小孑 L 径的多孑 L 硅胶 中形成的水合物 比整块 的水合物的形 成需要 的压 力更高 、 温度更低。B o n d a r e v等人【 l 4 J 测得了沙子 、 肥 土和斑脱土中四氢呋喃水合物的分解温度 ， 发现同 整块的水合物分解温度相比较 ， 多孑 L 介质气体水合 物分解需要 的温度更低 。这些实验表明， 多子 L 介质 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 李鹏飞等 天然气水合物相平衡影响因素研究 1 5 尤其是孔隙半径小 的多孔介质会使 水合物相平衡 曲线 向左移动 ， 使水合物的相平衡状态 向着温度更 低 、 压力更大 的方 向变化 ， 对水合物形成起抑制作 用。对于这种抑制作用 ， 有的学者认 为是 由于多孔 介质毛细管表面 张力 的附加阻化效应降低水的活 度而造成 的【坷， 有的学者认为是因为多孔介质影响 了水合物生成 的物理空间和通道从而阻碍了水合 物的生成【 垌 。 李明川等【 1 7 】 以石英砂模拟不同粒径的海底沉积 物进行天然气水合物的生成实验表明 ， 随着沉积物 粒度的减小 ，天然气水合物形成所需温度降低 ， 压 力升高 图 4 ， 水合物相平衡曲线 向左偏移。 实验还 表明 ， 在 5 ℃以下的温度范围内， 不同粒径的多孔介 质对水合物形成的温压条件影响不是很 明显 ， 但是 在 5 c I 以上随着温度的升高 ，对水合物形成的抑制 作用越发明显。 叠 逞 菩- 1 l 温度 ， ℃ 图 4 沉积物粒径对相平衡的影响I1 2 ． 4微波对相平衡的影响 微波对 于水合物 的影响体现在两个方面 ， 一方 面是水合物生成 ， 另一方面是水合物的分解[ 1 8 ] 。 国内 外对于微波和水合物关系的研究 比较少 ， 而研究 的 重点往往集 中于微波对化合物的分解作用上。 梁德青等[ 】 9 】 实验研究表明 ， 一定频率 的微波在 适 当的条件下可以降低水合物生成 的过冷度和诱 导 时 间促进 水合 物 的生成 。利用 水合 物相平 衡 v a n d e r Wa a l s ． P l a t t e e u w模 型1 2 o ] ， 从理论上定 量地说 明了电场对水合物相平衡的影响。 从 图 5可以看 出， 不 同的电场强度对于水合物 相平衡温度 的影响 ，电场强度越大相平衡温度越 高。均匀静 电场的存在使得水合物相平衡温 度升 高 ，这是因为在同样 的电场强度下 ，自由水的介电 常数大于水合物的介电常数 ， 使得 自由水化学势增 3 ． 5 4 ．0 4 ． 5 5 ． 0 1 ； ．5 6 ． 0 6 ．5 7 ． 0 P ／ M P a 图 5微波对水合物相平衡温度的影响 目 大的更多 ， 由固液相平衡理论可知液态吉布斯[ 2 O l 自 由能的增大将使相平衡温度右移。也就是说 ， 同样 的过冷度下 电场作用时 自由 差值更大， 水合物更 容易生成 。这就可以解释实验中一定频率的微波可 以促进水合物的生成的现象。 梁德青 9 1 提到均匀电场对 于水合物相平衡的 温度的提高存在一极大电场强度 ， 随着 电场强度的 增大反应体系中的介质会被击穿 ， 击穿时所对应的 电场强度就是极大 电场强度 。 笔者认为介质被击穿 后 ， 微波对水合物具 有加热作用将会促进水合物的 分解。 天然气水合物 的结构是 由水分子借助于氢键 形成有一定孔腔结构的构架 。 孔腔内充满了气体分 子 ， 而气体分子填满孔腔 的程度主要取决于外部压 力和温度 。 压力一定， 提高温度会使孔腔结构受到 破坏从而使水合物分解 。天然气水合物微波分解的 基本原理是利用水合物对微波的吸收作用， 一方面 由于热作用 ， 使水合物的温度升高到其分解温度以 上 ； 另一方面 由于非热效应 ， 由于共振 引起烷水 分 子的结合变得不稳定而产生分离 ， 从而使水合物分 解I 2 2 ] 。 2 ． 5 表 面活 性剂 对相 平衡 的影响 表面活性剂是 由两种截然不同的粒子形成的 分子 ， 一种粒子具有极强的亲油性 ， 另一种则具有 极强 的亲水性。亲水基 团使分子有进入液相的趋 势 ， 憎水基 团则 阻止分子进入液相而从液相的内部 向外迁移 ， 使分子呈现逃离液相 的趋势 ， 两个趋势 平衡的结果使表面活性剂分子在气液表面能够定 向排列 ， 降低其 表面张力 ； 当表面活性 剂的浓度不 断加大直到分子完全覆盖气液表面， 此时的表面活 珈獬；s 规柳撇i罨 拟撇瑚挑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 6 天然气化工 C 化学与化工 2 0 1 2年第 3 7卷 性剂浓度称为临界胶束浓度 C MC ， 达到 C M C时 ， 气液表面张力最小 ， 即使浓度再次增加 ， 表面张力 也不再降低。 为 了加快水合物的形成 ， 一般 向水 中加入一定 量 的表面活性剂 ， 降低水 的表面张力 ， 以加快 水合 物的形成速度 。 水合物研究领域常采用 S D S 十二 烷基硫酸钠 作为水合物反应促进剂。多数学者把 S D S只是作为水合物生成的促进剂 ， 邱钰文等[2 4 1 通 过实验证 明 S D S对水合物相平衡热力学过程也是 有影响的。 根据不同的浓度 ， 可以将 S D S对水合物生成过 程的影响分为两个阶段 表 2 第一阶段 ， S D S浓度 低于临界胶束浓度 ， 此时 S D S浓度增加 ， 溶液表面 张力会 明显降低 ， 烷烃气体更易溶于液体 ， 加快烷 烃气体的溶解 ， 促进水合物晶核的生成 ， 明显地提 高水合物的生成速度 ， 这一阶段 S D S主要加快了水 合物形成的动力学进程 ；第二 阶段 ， S D S浓度高于 临界胶束浓度时 ， S D S浓度增加 ，分子憎水基 团会 在溶液内部 自聚成核 ， 形成胶束 ， 胶束 中心可 以包 裹难溶的烷烃分子 ， 而分子亲水基团指 向液相使胶 束可以均匀分布于溶液 中，促进 了烷烃气的溶解 ， 同时胶束通过改变溶 质与溶剂之间的作用力起到 了对烷烃气 的增溶作用 ，促进了烷烃在水 中的溶 解 ， 促进水合物 的生成 ， 这一阶段 S D S主要促进 了 水合物的热力学进程[ 2 5 1 。这两种作用并不是互不影 响相互独立 的， 第一阶段也会有少量 的活性剂分子 由于局部的聚合而在表面层下形成少量的胶束 ， 但 主要影响的是动力学因素 ； 第二阶段 ， 溶液表面仍 有大量的活性剂分子会降低溶液表面张力 ， 但主要 影响水合物生成的热力学因素。 表 2 S D S浓度对水合物形成过程的影响 在对 S D S对气体水合物促进作用机理深入分 析的基础上 ， 邱钰文等 进行大量水合物相平衡实 验 ， 并与 C S MH Y D、 HY S Y S相平衡程序所计算 的结 果 比较 ， 得 出结论 在相同温度下 ， 一定浓度的 S D S 可以降低天然气水合物生成的相平衡压力 ， 扩大水 合物生成的温度、 压力条件 ， 也即一定浓度 的 S D S 可以使相平衡 曲线 向右偏移。 总体而言 ， 关于 S D S对于水合物生成的热力学 影响较少 ， 上述所引实验也只是在定性地说明了这 种关系， 如果能够定量说明 S D S对水合物相平衡的 影响 ， 相信将会更具有说服力。 3 天然气水合物相平衡的意义 气体组分 、 孔 隙水成分 、 孔 隙半径对天然气水 合物相平衡的影响的研究 ， 可 以用于指导天然气水 合物的勘探开发 、 储层 的寻找 、 稳定带边界的消融 和生长等 ， 对于天然气工业生产也有一定的参考价 值 。 微波在天然气工业 中的应用具有广阔的前景 1 一定频率的微波可以促进水合物的生成 ； 2 防止水合物的生成 为防止管道堵塞 ， 利用 微波进行加热， 防止水合物生成∞； 3 水合物快速分解 将天然气水合 物储存后 ， 如何可以快速气化水合物 ， 有效地利用水合物是以 后研究的重点问题 ； 4 利用微波加热开采天然气水合物。 表面活性剂 主要用于天然气水合物 的工业合 成 、 运输、 储存、 分解等环节。 4 结语 总结分析天然气水合物相平衡影 响因素的研 究 ， 得到以下结论 1 除 N 外 ， 不 同气体组分 的加入都会使相平 衡 曲线向右偏移 ，使水合物稳定带存在 的区域变 大 ， 不同气体及含量大小对水合物相平衡 的影响程 度不同。 2 孔隙水盐度增加 ， 天然气水合物相平衡曲 线 向左偏移 ， 水合物稳定带区域变小 ， 不 同的离子 组分对相平衡的影响不同 ， 是由于离子组分对水的 活度的降低程度不同， 水 的活度降低会抑制水合物 的生成。 3 随着孔隙半径的减小水合物的相平衡状态 会 向着压力更大 ， 温度更低的方向变化。 4 微波对水合物一般起着加热分解的作用 ， 但是一定频率的微 波也会使天然气水合物相平衡 曲线向右移 ， 使水合物更容易生成。推测与反应体 系中的介质是否被击穿有关。 5 当表面活性剂浓度低 于临界胶束浓度时 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 李鹏飞等 天然气水合物相平衡影响因素研 究 l 7 表面活性剂作 为水合物生成的促进剂 ， 影响水合物 生成的动力学进程 ； 当表面活性剂浓度高于临界胶 束浓度时，表面活性剂影响水合物相平衡状态 ， 温 度一定条件下向着更低 的压强变化 ， 有利于水合物 的生成。 天然气水合物相平衡 曲线受多种 因素的影响 ， 不 同的因素影响并不相 同， 甚至同一因素在不同的 条件下影响的方向也是不 同的。应该研究这种多种 因素共 同影 响机制 ， 为工业生产和勘探开发提供有 力 指导 。 参考文献 [ 1 】 祝有海， 张永勤， 文怀军， 等． 祁连 山冻土 区天然气水合 物 及其基本特征[ J ] ． 地球学报， 2 0 1 0 ， 3 1 1 7 1 6 ． 【 2 ] 苏正， 陈多福， 冯东， 等． 天然气水合物体系的相平衡及 甲 烷溶解度计算[ J ] ． 地球物理学进展， 2 0 0 7 ， 2 2 1 2 3 9 - 2 4 6 ． 【 3 】 D i c k e n s G R ， Q u i n b y H M S ．Me t h a n e h y d r a t e s t a b i l i t y i n e a w a t e 4 J ] ． G e o p h y s R e s L e t ， 1 9 9 4 ， 2 1 1 9 2 1 1 5 2 1 1 8 ． [ 4 ] 许威， 邱楠生， 孙长宇， 等． 不同因素对天然气水合物稳定 带厚度的影响【 『 ] ． 天然气地球科学， 2 0 1 0 ， 2 1 3 5 2 8 - 5 3 4 ． [ 5 ] D i l l o n W P ， Ma x M D ． O c e a n i c g a s h y d r a t e【 M y ／ M a x M D ． N 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r o p e r t i e s a n d d i s - s o c i a t i o n c h a rac t e ri s t i c s o f me t h a n e a n d p rop a n e h y d rat e s i n 7 0 A r a d i u s s i l i c a g e l p o r e s [ J ] ． J P h y s C h e m ， 1 9 9 2 ， 9 6 8 5 9 9 ． 8 6 0 3 ． [ 1 4 】B o n d a r e v E A ， G r o i s m a n A G ， S a v v i n A Z ． P o rou s me d i u m e ff e c t o n p h a s e e q u i l i b ri u m o f t e t r a h y d rof u r an h y d r a t e 【 C ] ／ ／ P r o c e e d i n g s o f t h e 2 n d I n t e r n a t i o n al C o n f e r e n c e On N a t u r al Ga s Hy d r a t e s ，J u n e 2 - 6 ，1 9 9 6 ， T o u l o u s e ， F r an c e ，8 9 ． 【 1 5 ]杨明军， 宋永臣， 刘瑜． 多孔介质及盐度对甲烷水合物相 平衡影响【 J ] ． 大连理工大学学报， 2 0 1 1 , 5 1 1 3 1 - 3 4 ． 【 1 6 】刘伟， 金翔龙， 初凤友， 等． 海底天然气水合物相平衡的影 响因素【 J ] ． 海洋地质前沿， 2 0 1 l ， 5 1 7 - 2 2 ． [ 1 7 】李 明J I I ， 樊栓狮， 赵金 洲． 多孔 介质中天然气水 合物形成 实验研究【 J 】 ． 天然气工业， 2 0 0 6 ， 2 6 5 2 7 - 2 8 ． 【 1 8 】李栋 梁，樊栓狮． 微波作用下 天然气水合物分解的研究 及应用[ J ] ． 化工进展， 2 0 0 3 ， 2 2 3 2 8 0 - 2 8 2 ． 【 1 9 ]梁德 青， 何松， 李栋梁． 微波对天然气水合物形成／ 分解过 程的影响【 J 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C h i n a A b s t r a c t N a t u r al g a s h y d rat e N G H i s the m o s t p o t e n t i a l f o r d e v e l o p m e n t o f c l e an e n e r g y f o l l o w i n g t h e ； c o n v e n t i o n al o i l a n d g a s e n e r gy i n 2 1 s t c e n t u r y ， a n d p h ase e q u i l i b ri u m c o n d i ti o n s o f NGH a r e n e c e s s a ry for NGH f o r ma t i o n a n d s tab l e e x i s t e n c e ， wh i c h a r e i mp o rt a n t i n b o t h t h e o r y a n d p r a c ti c e o f NGH e x p l o r a ti o n ，a n s p o r t a t i o n a n d s t o r a g e ． T h e r e s e a r c h e s o n t h e f a c t o rs a ff e c ti n g NGH p h ase e q u i l i b riu m， i n c l u d i n g the c o mpos i t i o n s o f g a s a n d p o r e w a t e r , p o r e r a d i u s ， mi c row a v e ， s u r f a c t a n t s ， e t c ． ， w e r e s u mma r i z e d ． T h e N G H p h a s e e q u i l i b ri u m t h e o r e t i c al m o d e l w a s d i s c u s s e d ， a n d t h e p h a s e e q u i l i b ri u m f o rmu l a o f D i c k e n s a n d Q u i n b y w a s d e s c ri b e d ． T h e r e s e a r c h r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t NGH p h a s e e q u i l i b ri u m c o n d i t i o n s a r e t h e r e s u l t s o f c o mb i n e d a c ti o n o f V O U S f a c t o r s ． Ke y wo r d s n a t u r al g a s h y d r a t e ； p h a s e e q u i l i b riu m ； g a s c o mp o s i t i o n； p o r e r a d i u s ； mi c r o w a v e ； s u r f a c t a n t 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m