-水合物的實(shí)時(shí)分解速率；Π4--分離后排出氣體物質(zhì)的量；t--開采 水合物所用時(shí)間。
[0073] 同時(shí)，利用電阻抗傳感器111記錄的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中分析水 合物在軸向上和徑向上的分解情況，從而繪制實(shí)時(shí)的分解區(qū)域預(yù)測(cè)圖。直至電阻抗傳感器 111的讀數(shù)穩(wěn)定，即水合物分解完全，關(guān)閉加熱裝置208和恒壓恒速累207的電源。關(guān)閉第 四控制閥504,關(guān)閉Ξ通閥306上與反應(yīng)蓋102和氣液分離器裝置302相連的閥口，關(guān)閉泥 漿累108。
[0074] 利用加熱裝置208改變注熱溫度，利用恒壓恒速累207改變注熱壓力和流速，優(yōu)選 注熱法開采水合物的溫度、壓力、流速等參數(shù)。
[00巧]改變泥漿性能及流速，探究泥漿循環(huán)對(duì)注熱法開采水合物的影響。
[0076] 改變注液裝置206中液體連通器內(nèi)的溶液離子種類和濃度，探究不同離子和濃度 對(duì)注熱法開采水合物的影響。
[0077] 模擬泥漿循環(huán)條件下二氧化碳置換甲燒法開采水合物，其具體步驟如下：
[0078] 模擬水合物生成后，記錄第一壓力傳感器601的讀數(shù)記為Pi。打開泥漿累108,形 成泥漿循環(huán)體系。
[0079] 打開第二針閥802和第Ξ控制閥503,打開氣體增壓累205的電源，設(shè)置壓力為預(yù) 設(shè)值，模擬二氧化碳置換甲燒法開采水合物。同時(shí)，利用電阻抗傳感器111記錄的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)，在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中分析水合物在軸向上和徑向上的分解情況，從而繪制實(shí)時(shí)的 分解區(qū)域預(yù)測(cè)圖。直至電阻抗傳感器111的讀數(shù)穩(wěn)定，即水合物分解完全。記錄反應(yīng)所用 時(shí)間t。關(guān)閉第二針閥802和第Ξ控制閥503,關(guān)閉氣體增壓累205電源。
[0080] 打開Ξ通閥306上與反應(yīng)蓋102和保溫儲(chǔ)氣瓶305相連的閥口，使保溫儲(chǔ)氣瓶305 與反應(yīng)蓋102內(nèi)腔相通。觀察并記錄第一壓力傳感器601、第四壓力傳感器604、第五壓力 傳感器605和第二溫度傳感器702上的讀數(shù)，直至讀數(shù)穩(wěn)定。其中，第五壓力傳感器605上 的讀數(shù)記為P3。
[0081] 關(guān)閉Ξ通閥306上與反應(yīng)蓋102和保溫儲(chǔ)氣瓶305相連的閥Π，向保溫儲(chǔ)氣瓶305 中注入足量的化0H溶液，吸收混合氣體中的二氧化碳，直至反應(yīng)完全，讀取第五壓力傳感 器605上的讀數(shù)記為P4。
[0082] 模擬開采過(guò)程中，溫度恒定為T。反應(yīng)蓋102內(nèi)腔體積為Vi，保溫儲(chǔ)氣瓶305內(nèi)腔 體積為V,。則開采前反應(yīng)蓋102內(nèi)天然氣物質(zhì)的量可由W下公式計(jì)算：
[0083] PiVi=ZniRT
[0084] 式中，Pi-開采前反應(yīng)蓋102內(nèi)壓力，Vi-一反應(yīng)蓋102內(nèi)腔體積，ni-一開采前反 應(yīng)蓋102內(nèi)天然氣物質(zhì)的量，T--體系溫度。
[00化]開采后甲燒和二氧化碳混合氣體物質(zhì)的量可由下式計(jì)算：
[0086] ?3(V1+V2) =ZngRT
[0087] 式中，P3--開采后體系壓力，Vi--反應(yīng)蓋102內(nèi)腔體積，V2--保溫儲(chǔ)氣瓶305 內(nèi)腔體積，ns-一開采后甲燒和二氧化碳混合氣體物質(zhì)的量，T一一體系溫度。
[0088] 開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305中混合氣體物質(zhì)的量可由下式計(jì)算：
[0089]
[0090] 式中，Vi--反應(yīng)蓋102內(nèi)腔體積，V2--保溫儲(chǔ)氣瓶305內(nèi)腔體積，叫--開義后 甲燒和二氧化碳混合氣體物質(zhì)的量，ne-一開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305中混合氣體物質(zhì)的量。
[0091] 開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305中甲燒物質(zhì)的量可由下式計(jì)算：
[0092] Zn7RT 陽(yáng)093] 式中，V2--保溫儲(chǔ)氣瓶305內(nèi)腔體積，Π7--開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305中甲燒物質(zhì) 的量，P4-一開采并除去二氧化碳后保溫儲(chǔ)氣瓶305內(nèi)體系壓力。
[0094] 則開采后天然氣總的物質(zhì)的量為： 陽(yáng)0巧]
[0096] 式中，n?-一開采后甲燒總的物質(zhì)的量，ns-一開采后甲燒和二氧化碳混合氣體物 質(zhì)的量，ne--開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305中混合氣體物質(zhì)的量，η,-一開采后保溫儲(chǔ)氣瓶305 中甲燒物質(zhì)的量。
[0097] 則開采生成的天然氣物質(zhì)的量為：
[009引 Δ η二叫-打1 陽(yáng)099] 式中，An--開采生成的天然氣物質(zhì)的量。
[0100] 置換法開采水合物的分解速率為：
[0101]
[0102] 式中，V--置換法開采水合物的分解速率，t--置換法開采水合物所用時(shí)間。 陽(yáng)103]通過(guò)氣體增壓累205改變注入二氧化碳?jí)毫Γ瑑?yōu)選置換開采水合物的壓力參數(shù)。[0104] 改變泥漿性能及流速，探究泥漿循環(huán)對(duì)置換法開采水合物的影響。
[01化]改變注液裝置206中液體連通器內(nèi)的溶液離子種類和濃度，探究不同離子和濃度 對(duì)置換法開采水合物的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，包括：反應(yīng)單元、輔助單元和測(cè) 定單元；其特征在于：反應(yīng)單元模擬水合物儲(chǔ)層環(huán)境，為水合物的生成與分解提供場(chǎng)所，模 擬注熱開采水合物法、降壓開采水合物法以及C02置換開采水合物法，同時(shí)通過(guò)計(jì)算水合物 分解速率，分析各個(gè)區(qū)域水合物分解情況，進(jìn)而評(píng)價(jià)優(yōu)化鉆采方法；輔助單元為反應(yīng)單元提 供氣源、液源，并模擬不同的鉆采水合物方法；測(cè)定單元用來(lái)測(cè)量不同鉆采方法下水合物的 分解速率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在于： 反應(yīng)單元，包括：恒溫箱、反應(yīng)釜、鉆桿、第一儲(chǔ)液容器；反應(yīng)釜設(shè)置在恒溫箱內(nèi)，恒溫箱頂 部設(shè)置支架，支架夾持鉆桿；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有所需的沙石，恒溫箱溫度可控，以模擬不同溫度 的儲(chǔ)層環(huán)境。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：反應(yīng)釜頂端設(shè)有進(jìn)氣孔、進(jìn)液孔、排氣孔，排氣孔居中；進(jìn)氣孔和進(jìn)液孔位于排氣孔兩 偵h鉆桿由排氣孔下入反應(yīng)釜內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：第一儲(chǔ)液容器通過(guò)輸送管線與鉆桿頂端相連，輸送管線上自第一儲(chǔ)液容器至鉆桿方向 依次設(shè)有泥漿栗、流量計(jì)和單向閥，排氣孔通過(guò)返回管線與第一儲(chǔ)液容器相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：反應(yīng)釜設(shè)有電阻抗傳感器、第一壓力傳感器、第一溫度傳感器，電阻抗傳感器、第一壓力 傳感器、第一溫度傳感器均與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；電阻抗傳感器在反應(yīng)釜內(nèi)縱向均 分三層，每層均置17個(gè)；每層的圓心處設(shè)置一個(gè)電阻抗傳感器，以圓心處電阻抗傳感器為 起點(diǎn)，延伸出八個(gè)徑向，相鄰徑向間呈45°角，每個(gè)徑向上除圓心處電阻抗傳感器外等距離 設(shè)置兩個(gè)電阻抗傳感器，即除圓心處電阻抗傳感器外，其余電阻抗傳感器位于兩個(gè)同心圓 上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：輔助單元，包括：真空栗、真空表、高壓甲烷氣瓶、高壓二氧化碳?xì)馄?、氣體增壓栗、注液 裝置、第二儲(chǔ)液容器、加熱裝置；真空栗通過(guò)管線與進(jìn)氣孔相連，管線上自真空栗至進(jìn)氣孔 方向依次安有第一控制閥和真空表；氣體增壓栗通過(guò)輸送管線與進(jìn)氣孔相連，輸送管線上 自氣體增壓栗至進(jìn)氣孔方向依次安有第三控制閥、第三壓力傳感器；高壓甲烷氣瓶上裝有 第一針閥，第一針閥通過(guò)輸送管線與氣體增壓栗相連；高壓二氧化碳?xì)馄可涎b有第二針閥， 第二針閥通過(guò)輸送管線與氣體增壓栗相連。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：注液裝置通過(guò)輸送管線與反應(yīng)釜上的進(jìn)液孔相連，輸送管線上自注液裝置至進(jìn)液孔方 向依次安有第二壓力傳感器、第二控制閥；注液裝置由液體連通器和手動(dòng)栗組成，液體連通 器盛裝設(shè)定的配置溶液，通過(guò)手動(dòng)栗將配置溶液注入到反應(yīng)釜中。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：第二儲(chǔ)液容器通過(guò)輸送管線與鉆桿頂端相連，輸送管線上自第二儲(chǔ)液容器至鉆桿方向 依次安有恒壓恒速栗、第四控制閥、加熱裝置。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的監(jiān)測(cè)不同鉆采方法下水合物分解區(qū)域的裝置，其特征在 于：測(cè)定單元，包括：調(diào)壓閥、氣液分離器裝置、密閉排液容器、稱重裝置、保溫儲(chǔ)氣瓶、三通 閥；排氣孔通過(guò)輸送管線與三通閥相連，輸送管線上自排氣孔至三通閥方向依次安有第四 壓力傳感器、調(diào)壓閥；第四壓力傳感器測(cè)量排出氣體時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)實(shí)時(shí)的壓力，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥將 反應(yīng)釜內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力維持在設(shè)定的固定值，通過(guò)三通閥控制流體的流動(dòng)和流向；氣液分離 器裝置與三通閥相連，三通閥將排出的流體導(dǎo)入氣液分離器裝置中進(jìn)行氣液分離；氣液分 離器裝置下部開有液孔，液孔通過(guò)輸送管線與第三儲(chǔ)液容器相連；第三儲(chǔ)液容器盛裝分離 出的液體；氣液分離器裝置上端開有氣孔，氣孔通過(guò)輸送管線與密閉排液容器的頂端相連； 密閉排液容器通過(guò)輸送管線與第四儲(chǔ)液容器相連，輸送管線伸入密閉排液容器內(nèi)腔且靠近 底部，第四儲(chǔ)液容器放置于稱重裝置上，稱重裝置與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；密閉排液容 器通過(guò)排水法測(cè)量氣液分離后氣體的體積，第四儲(chǔ)液容器盛裝排水法排出的水，稱重裝置 測(cè)量排出水的質(zhì)量，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于采集、儲(chǔ)存并分析實(shí)時(shí)的質(zhì)量數(shù)據(jù)；保溫儲(chǔ)氣 瓶通過(guò)輸送管線與三通閥相連，保溫儲(chǔ)氣瓶上安裝有第二溫度傳感器和第五壓力傳感器； 保溫儲(chǔ)氣瓶容積已知不變，以改變體