天然气 水合物 利用闪蒸法测定溶液体系溶解度编制说明

《天然气水合物利用闪蒸法测定溶液体系溶解度》

编制说明

一、任务来源及工作简要过程

本标准是为了制定天然气水合物体系溶液溶解度的测量规范，旨

在增强不同实验室及操作人员获取水合物溶液体系气体溶解度的规

范性，促进物性数据库标准统一化。形成具有自主知识产权的气体溶

解度测量标准，指导应用单位依据本标准开展含水合物溶液体系气体

溶解测定及分析。计划名称为“天然气水合物利用闪蒸法测定溶液

体系溶解度”，计划编号为×××××。

以下为起草工作的简要过程：

2022-09-01至2022-10-31，组织开展立项前的文献调研等

前期准备工作，分析总结文献资料；

2022-11-01至2022-12-31，起草标准主要内容大纲及章、

条的目次，确定标准适用性范围；

2023-01-01至2023-03-31，确定天然气水合物溶液体系气

体溶解度测定总体设计，制定标准化闪蒸法气体溶解度分析实验流程；

2023-04-01至2023-08-31，展开不同相态区（V-L、L-H）

溶液体系气体溶解度测定分析，确定水合物动态分解进程中溶液体系

溶解度规律，验证闪蒸法气体溶解度测量规范的可靠性和可行性；

2023-09-01至2023-12-30，整理天然气水合物利用闪蒸

法测定溶液体系溶解度测量分析结果，改进和完善测量实验和数据处

理规范流程方法，整合标准报告，组织培训，申请报批。

本标准起草单位：中海油研究总院有限责任公司、中国石油天然

气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院、大连理工大学、中

国石油大学（北京）、西南石油大学、华南理工大学、四川宏华石油设

备有限公司。

本标准主要起草人：

二、编制原则

（1）天然气水合物利用闪蒸法测定溶液体系溶解度标准尚属

国内空白，对比和依据深海天然气生产运输相关方法，以及相关气体

溶解度的测定方法进行。

（2）引用国内外相关通用标准，并总结国内外不同研究机构开

展气体水合物溶液体系溶解度测量需求。为海洋天然气水合物沉积物

中溶解气含量分析和深水输运管道多相流动溶液体系气体溶解特性

分析提供理论依据。

（3）按照GB/T1.1-2020给出的规则起草。

三、采标情况

无。

四、主要试验验证情况和预期达到的效果

天然气水合物有分布广、资源量大、能量密度高、清洁环保等特

点，其所蕴含有机碳总量约为现有化石能源的两倍，是未来全球能源

发展的战略制高点。其中我国天然气水合物资源主要集中在南海，资

源量远期预测约有800亿吨油当量，储量极为丰富。

天然气水合物体系甲烷溶解特征是预测海洋天然气水合物形成、

赋存、分布与演化的直接体现，为水合物开发策略的选择提供理论基

础。此外，海洋天然气水合物已探明储量中有19%为溶解气，开采过

程中甲烷气体泄漏是水合物资源开发面临的灾难性难题，监测未饱和

海水中甲烷溶解度，可有效避免资源开发中气体泄漏事故。可靠的天

然气水合物溶液体系溶解度测定方法有助于揭示气体溶解科学共性

问题，是海洋天然气水合物储量预估和安全评价工作顺利开展的关键。

然而气体溶解相关理论研究尚未得到有效实验验证，亟需制定有效的

天然气水合物溶液体系气体溶解测定流程及规范。

天然气水合物利用闪蒸法测定溶液体系溶解度基于自主搭建

的气体溶解特性分析系统，实现了复杂相态条件、广泛温压范围内气

体溶解度的精准分析。获得不同相态区（V-L、L-H）溶液体系气体溶

解度，及天然气水合物生长动态过程中气体溶解度动态变化规律。

主要试验验证情况：

利用闪蒸法开展不同温度、压力条件下的水合物溶液体系气体溶

解度测定实验，解析不同相态区（V-L、L-H）温度和压力对溶液体系

气体溶解度的影响规律；全历程跟踪恒压恒温体系气体水合物动态生

长过程，揭示水合物生长时间与气体溶解度的动态关联机制。

预期达到的效果：

搭建水合物体系气体溶解度测量实验台，获得低温高压环境含

水合物三相溶液体系。

填补国内空白，规范天然气水合物利用闪蒸法测定溶液体系溶

解度的测量方法流程。

揭示科学共性问题，揭示不同相态区（V-L、L-H）溶液体系

气体溶解规律，动态分析水合物生长与气体溶解度的关联机制。

提升科学成果工程应用价值，量化分析不同工况以及组份下，

对水合物溶液体系气体溶解度的影响。

相关技术手段也可广泛应用于海洋天然气水合物沉积物和深

水输运管道多相流动溶液体系体系涉及的流体工质。

五、与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本标准所引用的标准均为现行标准，与现行相关法律、法规、规

章及相关标准没有冲突、是相互协调的，与其他行业的标准无矛盾、

交叉现象，且可为行业内其他相关标准的制定提供有力的技术支撑。

六、贯彻标准的要求和措施建议

本标准规定了天然气水合物利用闪蒸法测定溶液体系溶解度

等内容，其他溶液体系气体溶解度测定可参照本标准相关内容执行。

为了使标准得到更好更有效的实施，应组织相关管理人员、技术

人员和操作人员进行标准宣贯培训，使所有的技术人员和操作人员都

能灵活掌握本标准的详细条款和具体要求，并在实际工作中得到认