第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会

天然气水合物主要分布于海洋大陆边缘和高纬度冻土带，因其储量大、分布广、能量密度高等特点而被认为是未来重要的替代能源[1]。据估算，全球天然气水合物资源的总含碳量约为1800亿吨，是常规化石能源总量的两倍以上[2]。天然气水合物开采的常规思路是，通过改变水合物稳定存在的相平衡条件造成其在原位分解产生天然气和水后，再将天然气采出地面[3]。目前理论上认为可行的水合物开采方式包括：降压开采法、注热开采法、气体置换法和注化学试剂法[4, 5]。无论采用哪种开采方式，水合物分解过程中的界面演化都是影响水合物分解行为和产气效率的重要因素。经典的Kim-Bishnoi分解动力学模型[6]的两个基本假设之一便是，水合物的分解速率正比于水合物分解界面比表面积。Chen和Espinoza[7]通过实验研究表明，水合物分解界面比表面积与水合物饱和度的2/3次方呈近似线性关系，但需排除水合物饱和度在35% ~ 45%和斑块状（Pachy hydrate）水合物的情况。Jarrar等[8]通过同步辐射CT扫描，发现分解界面面积与水合物饱和度的2/3次方关系仅在低水合物饱和度条件下成立；水合物饱和度的2次方和3次方与分解界面比表面积间的近似线性关系分别适用于评价水合物降压分解模拟和注热分解模拟。但文献调研结果来看，关于水合物分解过程中的分解界面演化规律依然没有统一认识，水合物分解界面的演化规律及其对相关物性影响方面还有待进一步研究。

界面演化