多孔性 媒質에서 注入流速에 따른 메탄 하이드레이트生成條件
The Formation Condition of Methane Hydrate Depending on Injection Rate in Porous Media
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초록
근원암에서 발생한 메탄은 상부로 이동하면서 특정 온도-압력조건에서 물과 결합하여 하이드레이트로 변화한다. 최근 연구에 의하면 온도압력 조건 외에도 이산화탄소의 경우, 다공질 매질 내부에서의 가스 속도가 하이드레이트 형성 조건에 영향을 미치는 것으로 보고 되었다. 이 연구에서는 등압방법을 사용하여 다공성 매질에서 메탄의 주입 속도가 하이드레이트 형성 조건에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 주입유속은 질량주입조절기를 사용하여 0에서 160sccm로 조절하였다. 기억효과를 최소화하기 위하여 메탄 하이드레이트 생성 후, 해리 온도를 303K로 높이고, 염수 및 메탄가스를 다시 주입하여 유체분포를 초기화하였다. 실험 결과, 주입유속이 증가 할수록 하이드레이트 형성에 필요한 온도가 낮아졌으며 이는 다공성 매질 내부에서 메탄의 유속이 일종의 하이드레이트 형성의 억제제 역할을 하는 것으로 볼 수 있다. 이는 심부에서 심해저면으로 이동하는 메탄이 하이드레이트 층으로 성장하는 심도가 상승속도에 따라 변할 수 있다는 것을 보여준다.
Abstract
Uprising methane from the source rock can be formed into hydrate by physical combination with water under appropriate temperature and pressure condition. Besides them, it was found that the injection rate can affect the formation of hydrate in case of carbon dioxide. In this study, formation temperature of methane hydrate has been measured using isobaric method to investigate the effect of injection rate of methane on formation condition of methane in porous rock samples. The injection rates of methane were controlled using a mass flow controller from 0 to 160 sccm. To minimize Memory effect, system temperature increased to 303K for the dissociation of methane hydrate and re-established the initial saturation. The results shows that the formation temperature of hydrate decreases with increasing the injection rate of methane. This indicates that the velocity of methane in porous media may act as kinds of inhibitor for the formation of hydrate. Also, it implies that the depth of methane hydrate formations may be changed depending on the uprising velocities of methane through deep sub-seabed.
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