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甲烷水合物(methane hydrate),它是由气体分子和水分子通过范德华力和氢键相互作用形成的一种似冰状、非化学计量的、笼型晶体化合物,是迄今最具价值的矿产资源之一。若想将水合物储运天然气技术尽早实现工业化应用,则要求甲烷水合物的生成速率必须大幅提高以适应工业生产的要求。因此,提高水合物的生成速率对于水合物法在天然气储运领域的应用具有重要研究意义。为了提高甲烷水合物的生成速率及储气量,本次实验研究了饱和MgSO4、FeSO4、CuSO4溶液在6MPa、2℃条件下对甲烷水合物生成速率的影响,获得了相应的实验数据。对实验数据进行分析可知,在6MPa、2℃条件下,饱和MgSO4、FeSO4、CuSO4溶液与纯水体系相比均可大幅降低实验相平衡压强,增加气体消耗量,水合物在饱和盐溶液中的生成速率也有明显提高,且提高效果由弱到强。在自然环境中,水合物大多赋存于海底沉积层或永久冻土带的沉积层孔隙中。本次实验采用了四种相同粒径的Al(OH)3、Zn(OH)2、Fe(OH)2和Cu(OH)2颗粒模拟自然界中的多孔介质环境,探究了多孔介质的表面性质对甲烷水合物生成的影响。实验发现在反应结束后,多孔介质体系相比于纯水体系可以加快水合物的成核速率并提升水合物的气体消耗量和储气密度,且四种颗粒中Al(OH)3颗粒的促进效果最好。此外,实验还考察了多孔介质渗透率对水合物生成过程的影响。实验发现在反应结束后,甲烷水合物的相平衡压强与多孔介质的渗透率成反比,而气体消耗量和储气密度则与渗透率成正比。除此之外,实验还将四种多孔介质颗粒分别与500mg/L的SDS进行了复配,考察了多孔介质+SDS的复配体系对甲烷水合物生成过程的影响。实验发现在反应结束后,复配体系中的相平衡压强均低于纯多孔介质体系,且甲烷水合物生成的压降曲线较纯多孔介质体系明显向左偏移。因此可以认为,多孔介质+SDS的复配体系对水合物生成的促进效果明显,是一种加快水合物生成速率并提高气体消耗量和储气密度的有效方法。