Modeling of Gas Hydrate Formation
YousifとYoungはガスハイドレートの抑制に関し、温度と溶解液の化学的性質の関係の精確なモデルを示した(文献3)。この研究においては、様々な温度と圧力下においてガスハイドレートが生成する温度の低下を確定するために、塩分とグリセロールの混合物が試験された。彼らが発見した溶解液の化学的性質のキーファクターは以下の通りである。
･ 溶解液中の塩分とアルコール分の見かけ分子量
･ 塩分とアルコール分の抑制物の個々のモル分留(mole fraction)
･ 抑制物の全モル分留(mole fraction)
興味深いことに、他の研究者が用いる水層の活動係数(activity coefficient)は、温度による抑制の程度を精確に予測する指標としては信頼性が低いことを発見している。彼らは多くの文献を検討し､各種モデルの計算結果も文献に紹介している。公表されたデータベースは、一般的によく用いられる塩分(NaCl、KCl、CaCl2、NaBr)やグリセロール、及びこれらの組合せの幅広い範囲を含んでいる。
温度による抑制の程度の予測結果と精確な実験データの比較により、筆者は絶対平均偏差(Absolute Average Deviation)は、誤差として許容できるレベルの1.97°F(1.09℃)と報告している。この結果、彼らは水べース掘削流体のガスハイドレート生成抑制能力を精確に予測するコンピュータモデルを構築できたことを示している。その後､溶解水や掘削流体中の他の抑制物に関する研究もなされている(文献4)。
Formation of Methane Gas Hydrates and Other Natural Gas Hydrates
文献には､ガスハイドレートが生成する温度と圧力に関する膨大な実験結果を含んでいる。これらめデータの多くはパイプラインのハイドレートによる閉塞に関する研究から得られたもである。結果として比較的低圧(0〜4,000psi、0〜276bar)の範囲のものが研究されている(文献5)。しかしながら､掘削作業がより大水深で行われるようになり、海底面における泥水の水頭圧の計算値が4,000psiを超えることも多くなってきた。
1949年にKobayashiとKatz(文献6)が11,240psi(775bar)までの圧力におけるメタンガスハイドレートの生成に関するデータを発表した。1960年にMcLeod, Jr他(文献7)が10,000psi(690bar)までの圧力におけるガスハイドレートの生成に関する研究成果を発表した。この研究の中で、メタン、エタン、プロパン、その他を含むガスの混合物では、高圧下の冷却によって様々な組成のガスハイドレートを生成することが分かった。データベースには比重が0.552〜0.643sgの範囲の10種類のガスの結果が含まれている。
Gas Hydrate Formation Prediction
温度移動の予測:この分野における先進的な研究を取り入れ、海底面で存在する状況下における塩分･アルコール分の溶解液と掘削泥水のハイドレート抑制能力を予測
