天然气水合物导热特性和导热机理研究

天然气水合物开发和利用已成为世界各国共识，天然气水合物导热系数是天然气水合物基础热物性之一，而迄今为止，天然气水合物导热系数数据还较分散、不系统，天然气水合物的导热支配规律还没有完整的理论描述，亟待深入研究。本项目以天然气水合物的导热为研究对象,研究不同结构类型的天然气水合物在含气率、温度、压力等多因素作用下的导热特性和导热机理。具体内容包括：分别通过实验测试和分子动力学模拟计算获得较为完整、较为系统的天然气水合物导热系数，为建立天然气水合物导热系数参考数据库提供基础数据；理论分析与计算天然气水合物在结构类型、含气率、温度、压力等多因素作用下的导热特性，探求天然气水合物宏观导热支配规律的定量表达和模型预测；研究天然气水合物导热在分解自保护区内的异常性，阐明自保护效应下的天然气水合物导热机理。本项目旨在揭示天然气水合物导热规律，完善天然气水合物导热理论，为天然气水合物的开发利用提供理论指导。

天然气水合物开发技术的研究进展从根本上依赖于高品质的物性数据的获取和对天然气水合物物化性质的深刻认识。可靠的热物性数据对于模拟自然界天然气水合物的成藏和天然气水合物勘探、开采具有重要意义。本项目采用实验测试和MD模拟计算研究天然气水合物导热特性和导热机理。 建成了一套原位生成和测试的水合物导热实验系统，开发了全新的水合物合成实验方法；完成了稳态、非稳态条件下的天然气水合物导热系数的测试和模拟计算研究工作；考察了外界温压、晶穴占有率等对天然气水合物导热性能的影响。探讨了烃类水合物导热的相似性；获得了天然气水合物导热的微观机理，并对天然气水合物导热的玻璃态特性给出了合理的解释。本项目执行期间发表与投稿相关期刊论文共计7篇，其中发表SCI收录论文2篇，EI收录论文5篇，投稿并正在审稿英文SCI论文1篇；参加和投稿国外会议1篇，展板展示2次；申请国家专利1项；培养硕士研究生1名。本项目的研究结果可为水合物的勘探、开采、储运以及其他应用过程提供基础数据，同时本项目的研究方法和研究过程也为该类问题的进一步研究提供了经验。