本书总结了CO2置换法开发天然气水合物相关的热力学、动力学、置换强化方法等研究成果,旨在为天然气水合物法开发及CO2封存提供参考。全书共分为7章。第1章总结并分析了国内外天然气水合物开发方法技术研究进展,着重介绍了CO2置换法开发天然气水合物在热力学、相平衡、化学平衡、动力学等方面的研究现状。第2章阐述了CO2-CH4体系下的水合物相平衡实验方法及结果,重点介绍了基于拉曼光谱数据所提出的CO2和CO2+CH4混合气生成水合物时在大小孔穴中的占据机理以及改进的Chen-Guo水合物模型。第3章研究了水合物存在条件下CH4和CO2在水溶液中的溶解度,重点阐述了基于Chen-Guo水合物模型、van der Waals-Platteeuw模型和拓展的PT状态方程结合建立的用于计算高于三相平衡压力条件下CH4和CO2在液相中溶解度的模型。第4章阐述了CO2置换CH4水合物中CH4的实验方法及结果,着重介绍了NaCl溶液体系(0.5%-1%)、十二烷基硫酸钠(SDS)体系CO2置换CH4水合物中CH4的置换过程。第5章介绍了用于描述CO2置换CH4水合物中CH4的动力学模型,计算了纯水体系、NaCl盐水体系和表面活性剂SDS体系的置换动力学数据。第6章探讨了CO2置换CH4水合物强化方法,考察了置换初始时刻在CO2和CH4水合物界面加入一定量的表面活性剂对置换效率的影响。第7章概括了气体水合物在气体分离与存储、溶液浓缩分离、蓄冷等前沿领域的应用进展。