题目：天然气水合物降压热激法模拟开采方案优化研究及微生物作用下的硫酸盐还原实验

报告人：金光荣

时间：2014年3月5日 下午1:30

地点：吉林大学北区理化楼457会议室 

报告摘要1：天然气水合物降压热激法模拟开采方案优化研究

天然气水合物，是由水和气体形成的固体结晶化合物，深海和永久冻土带等高压低温环境的地质体是适合水合物形成和赋存的场所，其赋存的水合物多为甲烷水合物。天然气水合物储量超过所有常规的化石燃料的总和，被认为是未来的战略能源，美国、日本、印度、中国等均已开展有关天然气水合物开采潜力的研究。通过改变水合物储层的温压平衡条件，天然气水合物的开采主要有三种方法: 降压，将储层压力降到水合物平衡压力以下；热激法，或热激发法，将储层温度提升到水合物平衡温度以上；注入化学试剂，改变水合物稳定存在的温压条件。

本次研究基于南海神狐SH2钻孔水合物储层地质特点和压力温度条件，运用数值模拟方法开展了天然气水合物的单一垂直井降压热激法联合试开采的优化研究。为减少气体经上覆透水岩层泄露和过量的产水，生产井过滤器放置于生产井中部，热量被平均分配到过滤器以恒定功率注入而不是注入热水。模拟结果显示，顶底板附近水合物有隔水储气作用，大部分的甲烷气被束缚在水合物储层中，但后期可成为甲烷泄露通道。对底孔压力、热激发强度、初始水合物饱和度、储层渗透率四个参数的敏感性分析表明：底孔压力降低，产气速率相差不大，产水量增加；热激发增强或高初始水合物饱和度下，产气速率增大；本征渗透率影响流体运移和热传导，本征渗透率减小时，产气速率先增大后减小。

报告摘要2：微生物作用下的硫酸盐还原实验

海底渗漏的甲烷在微生物(甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌)作用下发生厌氧氧化，可形成一定范围硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化带。其反应过程为：，该反应中的甲烷作为电子供体，硫酸盐作为电子受体。可认为由(甲烷厌氧氧化)和(硫酸盐厌氧还原)两个半反应过程构成。其中硫酸盐厌氧还原过程产生的S2-可与环境中的阳离子反应生成相应的硫化矿物，研究其硫化矿物的生成过程具有重要意义。

SRB(硫酸盐还原细菌)是主导海底硫酸盐还原过程的微生物。本实验将微生物菌液注入到反应釜中，由于SRB在代谢过程中将硫酸盐为电子受体，将其还原为S2-，并伴随HCO3-的产生，通过测试溶液中水化学参数变化，即可分析微生物作用下硫酸盐还原过程的规律和硫化物的沉淀机理。实验结果显示，硫酸盐还原菌在反应釜中生长，并逐渐改变反应釜环境为偏还原环境，溶液中S^2-、HCO₃^-均有增加趋势，实验初步取得成功。

报告人简介：金光荣，吉林大学环境与资源学院地下水科学与工程专业在读博士研究生。2011年7月毕业于吉林大学环境与资源学院水文与水资源工程专业，获得学士学位；同年7月考取吉林大学环境与资源学院水文学与水资源专业硕士研究生；2013年9月经硕博连读方式转入地下水科学与工程专业就读博士学位。现从事天然气水合物生成分解实验和数值模拟方面的工作。

公开发表论文：

1. 许天福, 金光荣, 岳高凡等. 地下多组分反应溶质运移数值模拟: 地质资源和环境研究的新方法[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2012, 42(5): 1410-1425.

2. 金光荣, 许天福, 刘肖等. 天然气水合物降压热激法模拟开采方案优化研究[J].中南大学学报(已收录).