天然气水合物相平衡研究的实验技术与方法
天然气气体水合物的开发与利用
天然气气体水合物的开发与利用天然气气体水合物是一种新型的天然气资源，目前已经成为进行深海自然气勘探的焦点。
故而天然气气体水合物的开发与利用对于满足现代化经济和人民生活的需要，支持经济发展，建设繁荣社会意义重大。
本文将介绍天然气气体水合物的科学概念、开发和利用现状、以及未来可持续利用途径。
一、天然气气体水合物概述天然气气体水合物（Natural Gas Hydrate，NGHs）是一种含天然气的冰晶，是由天然气分子和水分子自然结合形成的一种天然化合物，主要分布在大洋中的沉积物层和陆地地下。
天然气气体水合物是一种新发现的天然气储藏形式，具有储量巨大、分布广泛、温室气体排放低等特点。
目前全球可开采储量约有1,500-10,000万亿立方米，价值极高。
二、气体水合物的开采现状在现阶段，天然气气体水合物的开采存在很多困难，最主要的难题是水合物的稳定性。
它只在深海或深层地下的高压和低温环境下形成，一旦形成之后，对温度、压力和外界环境的微小变化都十分敏感，很容易造成不稳定甚至自爆等问题。
目前，天然气气体水合物的开采还没有能够完全解决这些问题。
三、气体水合物的利用途径天然气气体水合物的利用途径有很多种，目前主要有以下三种方案：（1）燃料利用：天然气气体水合物能够替代传统燃料，生成燃气，作为燃料使用。
它具有高能量效益、无碳排放、资源充足等优点。
（2）海上采矿：由于气体水合物储量巨大，海上采矿也是一种可行的方案。
矿山开采需要在水合物层下方钻井，采用挖掘设备进行采集。
（3）制备化学品：气体水合物中也含有一些重要的化学品，例如甲烷、丙烷、乙烯和丙烯等，这些物质可以进行化学加工，制备成为有价值的化学品。
四、未来可持续利用途径未来气体水合物的开发和利用需要在可持续的基础上进行。
环境保护、岩石矿产资源保护、以及社会责任都要纳入考虑的范围。
分析未来的趋势，可持续的气体水合物开发和利用应该主要围绕以下四点展开：（1）技术创新：寻求更先进、更安全的采矿技术，以及设备更新、工艺创新等。
国内天然气水合物相平衡研究进展
国内天然气水合物相平衡研究进展摘要：分析了目前国内天然气水合物相平衡领域的五大主要研究热点，认为含醇类和电解质体系中天然气水合物的相平衡是研究中最活跃的领域，而多孔介质中天然气水合物的相平衡研究是未来天然气水合物相平衡研究的热点和难点问题。
关键词：天然气；水合物；相平衡；替代能源Review of the Phase Equlibria on The Natura1 Gas Hydrate athomeAbstract: According to the literature investigation at home，the five main researeh hot spots for the phase equllibria are analysed.The phase equilibria in aqueous solutions containing electrolytes and/or alcohol is the most active in all the research fields.While the Phase equilibria in natura1 Porous media is one of the essential hot spots and difficult problems during the phase equllibria researeh in future.Key words: natural gas；hydrate；phase equilibria ；alternative energy1、前言天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点，是21世纪继常规石油和天然气能源之后最具开发潜力的清洁能源，在未来能源结构中具有重要的战略地位。
由于天然气水合物处于亚稳定状态，其相态转换的临界温度、压力和天然气水合物的组分直接制约着天然气水合物形成的最大深度和矿层厚度。
盐类体系中天然气水合物相平衡条件的研究
式中: T 为含盐类物质时水合物形成温度 ; T ! 为 不含盐类物质时水合物形成温度; H 为水合物分解 热 ; n 为单位水合物所含分子数。 利用 P itzer 活度系数模型并引入 Debye- H uck el修正项来计算 aW
[ 4]
: ) ( 6) ( 7)
18vm lnaW = ( 1+ z - 、 z+ ∀ 1 + m∀ 2+m 1000 A #I 其中: ∀ 1= 0. 5, ∀ 2= 1+ 1 . 2I 别为离子的正负电荷数; 项系数 ; I 为离子强度。 含盐体系的 H /nR 可表示为: ∃1 I 2 H = nR 1+ ∃3p + ∃ p 4 ln
, 通过实验发现 , 一旦水合物在盐类体系中 然而
KC l 0 0 0 4. 99 0
达到其相平衡条件 , 水合物生成的诱导时间较纯水 体系中大大缩短。例如 : 在温度为 273 . 57~ 282 . 59 K 的情况下, 纯水中水合物生成的诱导时间大约为 400~ 500 m in , 而相同情况下盐类 体系中水合物生 成的 诱导时 间缩短 为 4 h 以内。这是 由于 N aC 、 l C aC l 2 等在水解过程中, 形成水合离子 , 促使水合物 的前驱体尽快形成 , 从而起到促进晶核形成的作用, 缩短了诱导期。从另一方面来说 , 盐类物质对水合 物生成也有一定的促进作用。
[ 1]
, 因此 ,
本实验考察了在油气田开采和运输 中常见的四种 盐 : 钠盐、 钙盐、 镁盐、 钾盐 ( NaC l 、 C aC l M gC l2、 KC l) 2、 对水合物生成条件的影响。
1 实验研究
1 . 1 实验装置
测定水合物的相平衡 条件。水合 物的形
天然气水合物相平衡的实验研究
天然气水合物相平衡的实验研究
近年来，由于自然天然气的瓶颈，水合物的研究愈来愈受到重视。
天然气水合物相平衡(Gas Hydrate Phase Equilibria, GHPE)是多个研究和应用领域的重要研究领域之一，其研究不仅可以促进天然气储备，而且还可以在开采过程中为海洋环境带来环境问题。
针对GHPE实验研究进行全面性研究，有助于改善GHPE理论，并且可以为理论和应用提供重要的参考，以期更优化的利用天然气和降低海洋环境的影响。
GHPE实验研究主要分为描述性研究和动力学研究。
描述性实验的目的是了解天然气水合物（GH）系统的稳定性以及其形成和溶解条件。
动力学意义上的研究针对表征GH系统过程中GH形成和溶解速率等动力学过程，研究了影响GH形成和溶解速率和条件机制。
由于GHPE实验研究是对天然气与水结合构成的固体难以仿真，因此在实验中使用各种仪器仪表和设备，如温度和压力控制装置、常规和毛细管大孔隙半定容量反应器、包装瓶、高分辨率热重分析仪、宽温度范围的X射线衍射仪、声学、电化学、磁场和色谱等，来识别、表征GH的物理特性，充分发挥这些仪器和装置的功能作用。
通过反复测试，研究人员得出GH系统其中每个组分的计算方法以及其体系各组件之间的交互作用。
GHPE实验研究和分析数据可以帮助我们提出来开采气源的最佳条件，以实现最大程度的利用，且最大程度的减少海洋污染的可能，也可以有效的传递我们的对GH 的理解和未来的研究方向。
因此，GHPE实验研究具有重要的理论和应用价值。
未来，将建立更精确、全面、工程可行的GHPE实验研究方法、技术，以实现GH利用的优化，并最大限度的减少GH开采过程中海洋环境的冲击。
评价天然气水合物的关键技术和方法
理想化水和水合物模型
黑色为水饱和的薄层， 白色为水合物饱和的薄层； 蓝色箭头示意垂直地层斱向电阻率， 红色箭头为大多数电阻率测井测量 的平行地层斱向电阻率。
1.2 声波测井
• 声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判断地层地质特性的测井 斱法。相对孔隙空间中的流体，纯水合物具有较高的压缩波速度和剪 切波速度，这就导致所测得的含水合物储层波速度也相应隙连通性对声波测 量也会产生一定的影响。从原理上看，如果収射极和接收极之间有固 体路径(如骨架、冰或水合物)的存在，压缩波的声波时差几乎丌叐孔 隙、空隙、孔洞或者裂缝等的影响，但剪切波的能量和波幅叐裂缝、 空隙等影响徆大。
• 204 航次的1244D 孔及1244E 孔的LWD测井及CWL 测井 质量都非常好。根据高电阻率、高声波速度及RAB 图像 异常识别出40～127 mbsf 深度处存在天然气水合物。 RAB图像还揭示了被天然气水合物充填的裂缝的存在证据。 其中的NMR 数据被传送到岸上处理,用于估算束缚水体积 和自由流体体积幵不中子、密度和岩心估计的孔隙度迚行 了对比。
谢谢 丌足之处，还请大家谅解！
随钻测井数据处理流程
1.1电阻率测井
电阻率测井是一类通过测量地层电阻率来研究井下地层性质的测井斱 法。由于水合物具有“排盐效应”，导致纯水合物具有较高的电阻率。 因此，不冰类似，在电阻率测井解释模型中，水合物被看成丌导电组 分。当地层中有水合物存在时，地层电阻率将明显升高，一般是饱和 水层电阻率的50倍以上。，地层的电阻率除和水合物含量有直接关系 外，还和其所处的地质环境有一定的联系。为适应各种复杂的水合物 地层，电阻率测井技术丌断向前収展。传统的电阻率测井只测地层电 阻率的水平分量，对非均质地层而言这显然是丌够的，后者要求测井 仪具有3个正交収射极和3个正交接收极，以便确定电阻率各张量分量。
天然气水合物相平衡及其表面张力影响研究
东南大学硕士学位论文天然气水合物相平衡及其表面张力影响研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：***20050301第一章绪论基础科学研究的任务在于解释气体水合物对地球气候和环境的影响及对其它地壳过程的影响机制，了解气体水合物的数量、分布区域和储藏结构，了解水合物的形成条件及稳定性所依赖的温度压力、化学成分和存在环境。
建立气体水合物形成、分解的地球化学、化学物理及数学模型，包括对地球陆圈和生物圈产生的影响和后果。
气体水合物的开发利用将涉及两个全球性的问题：①作为能源，将满足人类对能源的需求，气体水合物还是大鼍淡水的来源；②作为“温室气体”，在全球生态平衡中，气体水合物是最敏感但又十分脆弱的环节之一，不合理的开发，会给大部分地球生命物种带来危害。
§１．２天然气水合物的性质与资源分布§１．２．１天然气水合物的基本性质１８图１一Ｉ天然气水合物实物图天然气水合物（又称可燃冰）是由天然气与水分子组成的白色结晶物质，赋存于海底与极地冻土带沉积物孔隙中，是从物化性质到赋存状态均不同于传统油气矿藏的新型能源。
具有能量密度高、分布广泛、规模巨大、埋深较浅、成藏物化条件好的特点，被认为是Ｆ世纪潜力巨大的化石燃料的替代资源。
天然气水合物一般以白色冰状固态晶体形式稳定存在于高压低温的条件下，在常温常压下很容易分解成气体和液态水，在空气中极易点燃！因而也被喻为“易燃冰”、“可燃冰”或“暖冰”。
它是一种特殊的包含化台物，具有特殊的组成与结构。
在由水分子通过化学键构成的刚性笼形晶格中，大都各自包孕着一个气体（天然的气体水合物中主要是甲烷，人工气体水合物中可以是其它的气体，如Ｃ０２、烃等）分子。
其中的水分子被称为主体分子，包孕在主体分子所形成的笼状结构中的气体分子被称为客体分子。
天然气水合物是在低温高压条件下，由水和气体组成的冰态物，其结构特点为结晶水晶格的笼形结构寄主了气体分子。
天然气水合物存在三种基本晶体结构：立方体心结构的Ｉ型，菱形立方结构的ＩＩ型，六方结构Ｈ型。
天然气水合物相平衡实验研究
Ｋ ／ ｈ、 升 温速 率 为 ０ ． ３ Ｋ ／ ｈ 、 在 较 低 温 度 时 至 少 稳 定 ０ ． ５ ｈ的段式 启 动 ， 并 开启 磁力搅 拌 系统 。
作者简介 ： 王生 平 ， 男， 硕 士生 ， 研 究方 ｒ ｕ 】 为 天 然 气 管
其 是海 上油 气 田的 开发 和油 气的 深海 管 输
道安全运行 。
１ 概 述
水 合物 是水 ห้องสมุดไป่ตู้小 分子 气 体 （ ｃ Ｈ 、 ｃ Ｈ 。 、 Ｃ Ｏ 、 Ｎ
等） 在 一定 温 度 、 压 力 条 件 下 形 成 的 一 种 非 化 学 计 量性 的笼 形 晶体 化 合 物 。 。 ， 外 观 类 似 冰 霜 。迄 今
型 水合物 。水分子 通 过氢键 结 合形 成具 有笼 形结 构 的孑 Ｌ 穴， 天然 气分 子 在 范 德华 力作 用 下 被 包 络 在 水 分子 的笼 形 孑 Ｌ 穴 中， 并 维 持 笼 子 的稳 定 性 。 。天
温箱（ 内含旋转可视 水合反 繁 、 磁力搅拌 系统 、 ｒ
摇泵） 、 温 度 压 力 测 量 采 集 系统 、 冷 光 源 、ｌ 作 平
（ １ ． 北京 市 燃气 集 团有 限责 任公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ３ ５ ；２ ． 北 京 永逸舒 克 防腐蚀技 术有 限公 司 ，
北京 １ ０ ０ ０ ２ ９ ）
摘 要 ： 在 旋 转 可视 水合 反 应 釜 中采 用 定容 法 完成 不 同组 成 的 天 然 气水 合物 相 平 衡数 据 实
管道 中发 现 水合物 ， 自此 同 １ 人 】 外 ： 哲埘 管 道 Ｌ Ｉ ， 的 水
天然气管道中水合物影响因素及防控研究
天然气管道中水合物影响因素及防控研究天然气一直是人类的重要能源之一，其在工业、民用、交通等方面都有广泛的应用。
而天然气的运输方式也有多种，其中管道运输成为最主要的一种方式。
然而，天然气管道中混入的水合物却给管道的安全运行带来了诸多挑战。
本文将就天然气管道中水合物的形成原因、影响因素以及目前的防控研究展开论述。
一、水合物的形成原因水合物是指天然气分子和水分子在一定条件下结合而成的晶体物质，形如冰块。
在天然气管道中，当管道内部压力下降或温度下降时，管道中的水气混合物就会产生水合物，水合物越积聚，压力就会逐渐增大，最终可能引发管道事故，给人们带来极大的安全隐患。
因此，了解水合物的形成原因就显得尤为重要。
水合物的形成原因主要有以下两个：1、压力下降在天然气管道中，若气体压力下降，水分子就会跟随着气体分子减少而产生凝聚，逐渐形成水合物。
例如在管道发生泄露时，管道内部气体压力会快速下降，导致水分子和天然气分子结合形成水合物。
2、温度下降在天然气管道中，若气体温度下降，管道内的水气混合物会逐渐形成水合物，尤其是在温度低于0℃时，水合物的生成速度更快。
因此，对天然气管道的温度控制尤为重要。
二、影响因素除了上述两个因素以外，还有其他因素也会影响水合物的形成。
下面将就一些重要的影响因素进行介绍。
1、水分子浓度在气体中水分子的浓度越高，则气体形成水合物的速度也越快。
2、压力当管道中气体压力越大，水和天然气分子的混合度也就越难以形成水合物，而压力降低则反之。
3、温度当管道温度越低，水合物的生成速度则越快。
因此，对天然气管道的温度进行严格控制，可以减缓水合物的生成速度。
4、天然气成分在不同类型的天然气中，其成分组成也不一致，这就会导致水合物的生成速度也可能会不同。
比如说，液态天然气中甲烷和乙烷等组成比例不同，则生成水合物的速度也会有所差异。
三、水合物的防控研究尽管天然气管道中的水合物形成具有一定的规律以及因素，但其形成规律是个极其复杂的过程，许多科学家正在进行水合物的防控研究。
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其 勘查 开发 有重 要的 指导 作用 。 水 合物 相平 衡 的测 定方 法 主要有 观察法 和 图形法 ， 前 者适 用于清 晰可 辨 的反应体 系 ， 而后 者 对一 些可 视性 差 、 不 易观 察 的体 系是唯一 的方 法 。 已有 的水合 物相平 衡 的实验 研 究主要 集 中 在 水溶 液体 系 中 ， 而强调 在 沉积 物体 系 中的实验 相对 较少 。 在沉 积物 中水 合物 的相平 衡研 究 的 难 度 很大 ， 主要 原 因是 对 沉 积物 中生 成 的小 体 积水 合 物 的成 核 、 微 晶过 程 的 探 测技 术 尚不成
矗
孙志高等＿ ４ 在可视化的蓝宝石釜中分别用图 皇 形法（ 定压法） 和观察法（ 恒温压力搜索法 ） 对 甲烷 ｉ
体 系的水合 物相 平衡 条件进 行 了测 量 ， 结果 表 明 ，
用 观 察 法 得 到 的 甲 烷 水 合 物 相 平 衡 数 据 与
Ｓ ｌ ｏ ａ ｎ 的 数据 吻 合较 好 ， 而 图形 法 的数 据偏 差 略 大 。Ｔｏ ｈ ｉ ｄ ｉ 等 人 认 为观 察法 用于单 元体 系相 平 衡 实验 时 结 果较 为准 确 ， 而 图形 法 在 多元 高 浓 度 实验 体 系中结 果更 准确 。 图 １为不 同 的实验 室 在不 同 的实验 装置 上 测 得 的水溶 液 中 甲烷水 合物 生成 的温 、 压 曲线 。 本 文 测 定 的 甲烷 水 合物相 平衡 数 据与 梅东 海等 人 ＿ ２ 的
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１ 期
刘 昌岭 ， 等： 天 然 气水 合物 相 平 衡 研 究 的 实 验 技 术 与 方 法
１ ５ ５
数据 十 分接近 ， 且 与经典 的 数据 ＿ ５ 吻合 很好 。本 文的 实验 装置 为钛钢 球 形反 应釜 ， 最大 容 积 可
下 降 。接 着缓 慢提 高反 应釜 中温 度 （ 可 分几 步进行 ， 每 一步 都应有 充 足的 时间使其 达 到平衡 ） ，
使 反 应 釜 中 的 水 合 物 完 全分 解 ， 则Ｐ — Ｔ图 中水 合
物 分解 结 束 点 （ 即交叉 点） 即 为水 合 物 的 相 平 衡
点［ 。 、
定 温测量 在水 合物 相平衡 定 温测量 过程 中反 应釜 中的 温度保 持不 变 ， 通 过增 加／ 降低反 应 釜
中的 压 力使水 合物 形 成／ 分解， 压力 的增 加 ／ 降低 可通 过 改变 反 应釜 中 气体 量 或气 体 容积 来 实
现。 通过 改 变反 应釜 中气体 量 的方法 来调 节 压力不 能用 于 多组 分 系统 ， 因为在 改变 气体量 的过
合 物的 生成 ／ 分 解 信息 。水 合物相 平衡 的研 究是 天然 气水合 物研 究 的基础 ， 为天 然气 水合 物的 开发 利 用提供 基本 的物理 化 学参 数 。 早 期 的天然 气 水合 物相 平衡 研究 主要 为 油气 工业 服 务 ， 如 防止 输油 管道 被 天然 气 水 合物
解， 确 定 水合物 在某 条件下 的 相平衡 数据 。用 观察法 测量 相平 衡 的判断 定的水 合物 在反 应釜 中形 成 ， 保持 １ 个 参数 不变 ； 然 后通过 降 低 压力或 升 高
温 度使水 合 物分解 ， 当研 究体 系中仅有 极 少数 的水 合物 晶 体存 在 ， 这 时保 持反 应 釜 的参 数 （ 压 力、 温度） 不变 ， 如果 反 应 釜 中水 合 物 能 存 在 ３ ～４ ｈ ， 则 保 持 反 应 釜 内温 度 不 变 ， 使 压力 降 低 ０ ． ０ ５ ＭＰ ａ ， 此 时如 果 反应 釜 内的水 合物 完 全溶 解 ， 则反 应 釜 中压 力 、 温 度 可看 成 该体 系的相 平
合 物相 平衡 条 件 的研 究 ， 着 重 探 讨 了 电阻 法 、 超 声法 及 ＴＤ Ｒ 法 等探 测 技 术 。 实 验 装 置 的 发 展 完 善 和 探 测 技 术 的提 高 ， 将 极 大 地 推 动 沉 积 物 中天 然 气 水 合 物 的相 平 衡 条 件 的研 究 。 关 键 词 ： 天 然 气 水 合 物 ；相 平 衡 ； 水 溶 液 ；沉 积 物 ； 实 验 技 术 中图法分类号 ： Ｐ ５ ９ ； Ｐ ６ １ ８ ． １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — １ ５ ７ ４ （ ２ ０ ０ ４ ） ０ １ — １ ５ ３ — ０ ６
海等人＿ ２ 采用的实验 装置是全透 明的 、 容积可变 的蓝宝石反 应釜 ， 其容积 可在１ ３ ． ６ ～１ ０ ０ ｃ ｍ。 的范 围 内变化 。 这 种小体积 的实验装置对研 究液体 中的水合物相平 衡很方便 ， 但对 研究沉积物 中水合
物的相平衡 却无能为力 。
２ 沉 积 物 中天 然 气 水 合 物 相 平 衡 研 究 的 实验 技 术 与方 法
水 溶液 是 指 由纯水 与 各种 化学 添 加剂 （ 如盐 类 、 乙醇 、 已二 醇等 ） 组 成 的单 元或 多 元体 系 。
・
基金项 目： 国 家 高 技 术 研 究 发 展计 划“ 天 然气 水 合 物 探 测 技 术 ” 课 题 资 助
收 稿 日期 ： ２ ０ ０ ２ — １ ２ － ２ ６ ； 修 订 日期 ： ２ ０ ０ ３ — ０ ５ — ２ ６ 作 者简 介 ： 刘 昌岭 （ １ ９ ６ ６ 一 ） ， 男， 高 级工 程师 ， 在 职 博 士 生 。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｃ ｌ ＠ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ． ｃ ｎ ｇ ｂ ． Ｃ Ｏ ｎ ｒ
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第３ ４卷
第１ 期
中 国 海 洋 大 学 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＯＣＥＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳＩ ＴＹ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ
３ ４（ １ ）： １ ５３ ～１ ５ ８
２ ０ ０ ４年 １月
Ｊ ａ ｎ．，２ ０ ０ ４
研 究 简报
天 然 气 水 合 物 相 平 衡 研 究 的实验 技 术 与方 法
刘昌岭 ， 业渝光ｈ ， 张 剑 ， 刁少波
（ １ ．青岛海洋地质研究所， 山东 青岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ；２ ．中国海洋大学 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ３ ）
摘
要： 介 绍 了 水 溶 液 中天 然 气 水 合 物 相 平 衡 研 究 的 各 种 实 验 技 术 及 测 定 方 法 ； 对 于 沉 积 物 中 水
达１ ０ ０ ０ ｃ ｍｓ ， 使用 光纤 照 明摄像 系统 在计算 机 上直接 观 察反应 釜 内液体 的变 化 ， 用 光通过 率 记
录 水溶 液 中水合 物的 形成 ／ 分解过 程 ， 避 免 了 肉眼观察 产生 的误 差 ＿ ７ ］ 。该 实验 装置 能够满 足 在
纯水 、 海水 、 孔 隙水溶液 中以及在沉积 物 中水合物 生成／ 分解相 平衡研究 的基 本实验要求 。 而 梅东
天 然气 水合 物 在世 界范 围 内广泛 存 在 ， 已发 现的 天然 气 水合 物 主要 存 在于 北极 地 区的 永 久 冻土 区和 世界范 围内的海底 、 陆坡、 陆基及 海 沟 中。 自然 界 中天然 气 合物 的稳定性 取决 于
温度、 压力及 气一 水 组分 之 间的相互 关 系 ， 受这 些 因素 制约 ， 天然 气水 合物 仅分 布于 岩 石 圈的浅 部， 地表 以下 不超 过 ２ Ｏ ０ ０ ｍ 的 范 围内 。根 据相 平衡 理论 ， 当海 底沉 积物 中 生成水合 物时 ， 孔 隙 水 中溶 解气 体 的浓度应 等于 相平 衡 时气体 的浓 度值 。如果 溶液 中溶 解气 体 的浓度超 过平 衡浓
衡 数据 引 。
图形法 是 ２ ０世 纪 ５ ０年代 发展 起 来的 １种测 量 水合 物相 平衡 的手 段 ， 分 为定 压 、 定 容和 定 温３ 种 方法 。 该方 法 保持 ３个参 数 （ Ｐ， Ｖ， Ｔ） 中某 １ 参 数不变 ， 改 变其余 ２ 个 参数 ， 使水 合物形 成 ｝ 食 鼹
图 １ 水溶 液 中 甲烷 水合 物 生成 的温 、 压 曲 线
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔｈ ｅ Ｐ— Ｔ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ
程 中可能 会改变 气体 的成 分 。
定压 测量 定 压法就 是 在相平 衡测量 过程 中保 持反 应釜 中的 压力 不变 ， 水合 物的形 成 ／ 分解 通 过增 加／ 降低反 应釜 中的温 度 来实现 。压力的 保持 可通过 改变 反 应釜 中气体 量来 实现 ， 也可 通
过 改变反 应釜 的容 积来 实现 。 同理 ， 通 过 改变反 应 釜中气 体量 的方 法来调 节 压力不 能用 于多 组
天 然气 水合 物是 在 一定 条件 （ 合 适 的温度 、 压力 、 气 体 饱和 度 、 水 的盐 度 、 ｐ Ｈ 值等 ） 下 由水
和 气体组 成 的类冰 的 、 非化学 计量 的 、 笼形结 晶化 合物 。天然 气水 合物 的 生成过 程 ， 实 际上是 １
个水 合 物一 溶液一 气体 三相平 衡 变化 的过 程 ， 任何 能 影响相 平 衡 的因素 都 能影响 水 合物 的生 成／ 分解 过 程 。因此 ， 研 究 各种 条件 下水 合物 一 溶液 一 气体 的三 相 平衡 条件 及其 影 响因 素 ， 可提 供 水