Natural Gas

PI: Hamid Arastoopour (ChBE/MMAE)

全球对来自水合物的资源级天然气的估计范围从10%到10%不等,000万亿立方英尺(tcf)大于100,000 tcf. In recent years, 5.7万亿立方英尺的技术可采页岩气资源为美国提供了相当大的经济刺激和减少煤炭消费的经济手段. 这意味着水合物资源的潜在影响将导致非常显著的国际经济增长. 为了更好地了解水合物储层的甲烷产量, 需要开发数值模拟工具来预测储层中气和水的流动模式. 开发可靠的控制方程和模拟程序的主要挑战是水合物储层是松散的. 目前已有的油藏模拟是基于固结油藏的，并不适用于水合物油藏. 在本研究项目中，我们建立了一种新的四相流模型并进行了数值模拟. 固体粘度和固体压力的本构模型已经被开发出来，以模拟水合物解离和砂流时沉积物强度的变化. Additionally, 在水合物解离和出砂过程中，储层固有的孔隙尺度不均匀性被放大, 导致均质渗透率模型与实验结果明显偏离. Therefore, 建立了另一种本构模型来量化孔隙尺度的非均匀性，并模拟储层中高渗透区域的演化. 我们对甲烷产量的数值模拟预测与阿拉斯加JOGMEC Mallik 2L-38井的产量数据进行了很好的对比.

PI: Hamid Arastoopour (ChBE/MMAE)

Natural gas storage can be accomplished in three ways: compressed natural gas (CNG) with low capacity and fast discharge; adsorbed natural gas (ANG) with higher capacity and low rate of desorption; and liquefied natural gas (LNG) with very high capacity and high cost, with some challenges in handling, transportation, and safety. 我们建立了一个实验装置，能够在高压下使用不同的材料(包括活性炭)测量天然气在不同多孔材料(ANG)上的吸附速率和程度. 我们的实验结果表明, at the same pressure, 活性炭吸附的天然气容量是压缩天然气的两倍以上.

PI: Carrie Hall (MMAE)

该项目旨在通过实施高效内燃机概念，研究如何高效、清洁地利用天然气进行运输. In particular, 该小组研究了在双燃料发动机结构中使用天然气的策略，在这种结构中，天然气可以与传统的柴油或汽油燃料同时运行. 这种策略可以更有效地利用天然气，但也可能导致燃烧过程中的变化. 理解和控制这些有问题的天然气燃烧变化一直是这项工作的主要焦点.