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申请/专利权人：唐山冀油瑞丰化工有限公司;天津中油渤星工程科技有限公司;长江大学

摘要：本发明公开了一种裂缝对天然气水合物生成及CO2置换的影响模拟方法，包括提供一模拟装置，所述模拟装置包括反应筒、压力保持机构、注气机构、制冷机构、裂缝生成机构及检测机构，所述裂缝生成机构包括伸缩驱动件及切刀，所述伸缩驱动件安装于所述第一反应腔内，所述伸缩驱动件与所述切刀连接、并用于驱动所述切刀移动；所述检测机构用于分别检测所述第一排气口及所述第二排气口排出的气体中的甲烷含量及二氧化碳含量。本发明的有益效果是：可以研究裂缝的存在对天然气水合物合成的影响以及裂缝对CO2置换天然气水合物的影响，有利于更好地了解天然气水合物的赋存规律和开采技术，为未来的能源利用提供有力支持。

主权项：1.一种裂缝对天然气水合物生成及CO2置换的影响模拟方法，其特征在于，包括：提供一模拟装置，所述模拟装置包括：反应筒，所述反应筒内形成有一隔板，所述隔板将所述反应筒的内腔分隔为互不连通的第一反应腔及第二反应腔，所述反应筒的下端开设有若干个与所述第一反应腔连通的第一进气口以及若干个与所述第二反应腔连通的第二进气口，各个所述第一进气口上均设置有第一进气阀，各个所述第二进气口上均设置有第二进气阀，所述反应筒的上端设置有与所述第一反应腔连通的第一排气口以及与所述第二反应腔连通的第二排气口，所述第一排气口上设置有第一排气阀，所述第二排气口上设置有第二排气阀；压力保持机构，所述压力保持机构用于调节所述第一反应腔及所述第二反应腔内的压力；注气机构，所述注气机构包括甲烷气罐、二氧化碳气罐及注入驱动件，所述注入驱动件的进口与所述甲烷气罐及所述二氧化碳气罐均连通，所述注入驱动件的出口与各个所述第一进气口及各个所述第二进气口均连通；制冷机构，所述制冷机构用于对所述反应筒内制冷至预设温度；裂缝生成机构，所述裂缝生成机构包括伸缩驱动件及切刀，所述伸缩驱动件安装于所述第一反应腔内，所述伸缩驱动件与所述切刀连接、并用于驱动所述切刀移动；检测机构，所述检测机构用于分别检测所述第一排气口及所述第二排气口排出的气体中的甲烷含量及二氧化碳含量；所述裂缝对天然气水合物生成及CO2置换的影响模拟方法包括裂缝对天然气水合物生成的影响模拟方法以及裂缝对CO2置换天然气水合物的影响模拟方法，其中，裂缝对天然气水合物生成的影响模拟方法包括如下步骤：S11、加料：将两份相同配比及质量的粉砂和去离子水的混合物分别装入第一反应腔及第二反应腔内；S12、生成裂缝：通过伸缩驱动件带动切刀向下移动，在第一反应腔内的沉积物中切割出裂缝；S13、天然气水合物合成：通过注气机构分别向各个第一进气口及各个第二进气口内注入等量甲烷，使第一反应腔及第二反应腔内注入的甲烷的量相等，之后通过制冷机构使第一反应腔及第二反应腔内的温度降低至预设温度，使第一反应腔及第二反应腔内的温度和压力保持在适合生成天然气水合物的范围内，天然气水合物开始形成，第一反应腔及第二反应腔内的压力降低，比较第一反应腔及第二反应腔的压力大小，得出裂缝对天然气水合物生成的影响；裂缝对CO2置换天然气水合物的影响模拟方法包括如下步骤：S21、加料：将两份相同配比及质量的粉砂和去离子水的混合物分别装入第一反应腔及第二反应腔内；S22、天然气水合物合成：通过注气机构分别向各个第一进气口及各个第二进气口内注入等量甲烷，使第一反应腔及第二反应腔内注入的甲烷的量相等，之后通过制冷机构使第一反应腔及第二反应腔内的温度降低至预设温度，使第一反应腔及第二反应腔内的温度和压力保持在适合生成天然气水合物的范围内，天然气水合物开始形成，第一反应腔及第二反应腔内的压力降低；S23、生成裂缝：通过伸缩驱动件带动切刀向下移动，在第一反应腔内的沉积物中切割出裂缝；S24、二氧化碳注入：当第一反应腔及第二反应腔内的压力保持稳定后，开启第一排气阀及第二排气阀，使第一反应腔及第二反应腔上部的气体少量排出，第一反应腔及第二反应腔内压力降低到第一预设压力后关闭第一排气阀及第二排气阀，然后通过注气机构向一个第一进气口及一个第二进气口内注入二氧化碳气体，第一反应腔及第二反应腔内的压力增加到第二预设压力后停止注入二氧化碳气体，然后开启第一排气阀及第二排气阀进行排气，如此重复多次，每次排出第一反应腔及第二反应腔上部的气体时，均通过检测机构检测排出的气体中的甲烷含量及二氧化碳含量，当排出的气体中的甲烷含量降低至预设浓度时，停止二氧化碳注入；S5、二氧化碳置换甲烷：通过压力保持机构使第一反应腔及第二反应腔内保持在预设的置换压力下，每隔第一预设时间，通过各个第一排气口及各个第二排气口排出微量的气体，检测排出的气体的甲烷含量及二氧化碳含量，得出第一反应腔及第二反应腔内的混合物中二氧化碳置换甲烷的量随时间的关系，比较第一反应腔及第二反应腔内的混合物中二氧化碳置换甲烷的量随时间的关系，得出裂缝对CO2置换天然气水合物的影响。

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