水合物生成诱导期研究进展

敬加强，杨 航，张 帅，单雨婷，李珲玲

（1.西南石油大学 石油与天然气工程学院，四川 成都 610500；2.油气消防四川省重点实验室，四川 成都 610500；3.国家管网公司油气调控中心，北京 100013；4.中国西南油气田燃气分公司，四川 成都 610017）

气体水合物是一种笼型晶体，其形成过程是主体分子通过氢键与气体相连，并将气体包裹在晶格中。根据结构类型分类，气体水合物可分为sI型、sII型和sH型。一般情况下甲烷、乙烷和二氧化碳（CO2）等客体分子形成sI型水合物；丙烷、异丁烷、四氢呋喃（THF）和环戊烷等客体分子形成sII型水合物[1,2]；sH型水合物的生成则通常需要两种客体分子的共同作用。水合物通常在低温、高压条件下生成，在海洋油气输运过程中，海底环境为水合物生成提供了低温条件。水合物生成不仅会降低输运效率、提高输运成本，还会增加堵管风险，威胁输运安全。目前有关水合物的基础研究仍不成熟，其结晶成核研究多集中在水合物生成诱导期，而诱导期是水合物晶核孕育与生长的过程，直接影响水合物的生成[3]。

深水与极地水合物极具开发价值，倍受油气行业青睐，其开发研究势头强劲，因此，有必要充分了解与认识水合物生成与沉积机制。本文围绕水合物生成诱导期的相关研究方法、影响因素及其预测模型，对最新研究动态进行了调研和评述，可供同类技术的进一步深入研究参考。

1 水合物生成诱导期的实验方法

由经典成核理论可知，物质在一定温度条件下的溶解度是恒定的，当其溶液处于过饱和状态时，体系的平衡将被打破，吉布斯自由能减小，进而形成临界晶核[4]。然而，在晶核达到临界尺寸前，体系宏观特性的改变难以直观察觉，这种现象被称为诱导效应，并将该过程对应的时间称为诱导时间或诱导期[5]。根据水合物生成诱导期（简称“诱导期”，下同）的测量和观察方法，可将其分为宏观诱导期和微观诱导期[6]。微观诱导期将诱导期定义为从相平衡态开始到第一个临界晶核出现的时间；但由于临界晶核难以被观测，研究人员通常以相平衡态为起始时刻、以出现大量可视晶体为终了时刻，并将二者之间经历的时间定义为宏观诱导期。同时由于实验装置限制和肉眼观察偏差，因此常以某些宏观特性的突变现象为诱导期终了时刻，比如体系温度突升、压力陡降、黏度骤升和流量锐减等现象[7]，如图1所示。

图1 宏观诱导期确定方法[7]

虽然宏观诱导期容易通过实验数据绘图观察，但与微观诱导期相比显然存在延迟性。

水合物生成实验材料主要由主体和客体两部分组成。其中主体即水；常见的客体分子包括甲烷、乙烷、丙烷和CO2等气体以及THF、环戊烷等液体。此外，原油、柴油、白油等油品和甲醇、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）以及十二烷基硫酸钠（SDS）等助剂对水合物生成具有一定影响。水合物生成实验方法主要有恒温升压、恒压降温和恒体积降温3种。水合物生成实验装置按反应器类型主要可分为反应釜、环道和试管3类；按观察方式可分为不可视、半可视和全可视3类。实验方法和装置分类如表1所示，其中不可视装置常见于早期水合物研究，仅能通过温度与压力曲线突变来判断水合物是否生成，已基本被淘汰；半可视装置是目前最常用的水合物生成实验装置，在技术上也较为成熟；而全可视装置则是水合物实验装置未来的发展趋势。

表1 水合物生成实验方法和装置

半可视实验装置可分为可视窗式装置和间接可视装置两类，其中前者主要有半可视反应釜和半可视环道两类。半可视反应釜主要通过在反应釜上开可视窗实现部分可视，如图2(a)所示；半可视环道实验装置则一般在管道连接处设置可视窗或设置可视管段，如图2(b)所示，但其承压能力较低，通常不超过10 MPa，与不锈钢管的承压能力相差较大。在水合物实验时，可视窗式装置观察范围受限，可能存在水合物优先在视窗范围外生成或分解的现象。为避免这种现象的出现，国内外学者在充分考虑装置可行性与经济性的前提下，研发出一种X射线成像反应釜装置和方法，以实现间接可视。比如，Pillers等[8]研制的铝制反应釜，其内部结构如图3所示，该装置通过X射线和CT两种成像手段实现釜内水合物半可视观测，并在大气压力下冷却温度分别为-20 °C和-15 °C时，测试分析体积比为1:1的环戊烷和水（蒸馏水，含质量分数为5%的甲酸铯）的混合体系，并分别通过图像与釜内温度分析它们的水合物生成区域，二者的结果是一致的，但两种方法均为定性分析，无法实现水合物的定量观测。

图2 带可视窗的反应釜(a)和环道法兰连接可视窗(b)

图3 水合物生成反应釜结构[8]

全可视装置是水合物实验研究的发展趋势。对反应釜而言，全可视反应釜出现较早，釜材为蓝宝石[9]，但由于造价较高，蓝宝石反应釜的体积通常较小，且无法模拟管流过程。近年来，大连理工大学已搭建全可视水合物环道[10,11]，如图4所示，其环路总长50 m，管径为45 mm。其中直管段总长20 m，耐压8 MPa，其材质为透明高分子聚合物管；弯管总长20 m，其材质为不锈钢管，且设有立式盲管，可在0°～180°内旋转，主要用于考察水合物生成与堵管。采用该装置，在4 MPa、3.5 °C、混合流速为0.5 m/s下，测试分析了天然气（组分及其质量分数为：甲烷90%、乙烷5%、丙烷5%）和去离子水体系的水合物生成和停输-再启动特性。结果发现，当初始液体的体积分数较高时，会引起入口堵塞；反之，则堵塞范围更大且速度更快；当混合体系在环道内流经盲管时，其中的水合物颗粒将因盲管所处的支流位置而流入其中，却因盲管无出口而无法流出，从而在静态环境下开始积聚并逐渐堵塞盲管入口，且位置较低的区域更易生成水合物；环道停运时间越长，水合物堵塞环道的风险也越大，其再启动越难，环道减压是其解堵的有效方法。

图4 大连理工大学全可视水合物环道[11]

综上，越来越多的研究者着眼于完善水合物实验装置，近年来水合物实验装置逐渐由不可视朝着可视方向发展。

2 水合物生成诱导期的影响因素

诱导期从反应物质和宏观特性上区分，主要受参与水合物生成反应的主体分子、客体分子、水合物生成驱动力特性和不参与反应物质等因素共同影响。

2.1 主体分子

参与水合物生成反应的主体分子为水分子，其通过乳状液体系含水率和记忆效应影响诱导期。研究表明，油包水型乳状液普遍存在于油-气-水多相混输中[12,13]。因此，考虑到工程实际，常在油包水型乳状液体系下研究含水率对诱导期的影响。郑海敏[7]采用反应釜，在1.6 MPa、2.5 °C与300 r/min下，测试了含水率（体积分数，范围为10%～100%）对10#柴油、去离子水与CO2混合体系水合物生成诱导期的影响，结果显示，诱导期随含水率升高而降低，这与王山榕[14]的研究结论相同。

水合物的记忆效应是指在具有水合物生成历史和结冰历史的水相中生成水合物时，诱导期会显著缩短的现象[15]，有关该机理的主要认识基本上是一致的。但仍存在分歧，主要包括残留结构假说[16,17]和客体过饱和假说[18]。其中残留结构假说的认可度较高，该假说认为，水合物分解时会有部分结构残留导致水合物更易生成，但其微观结构尚未被观测和证实。然而，客体过饱和假说源于长时间尺度上的分子动力学模拟，该假说认为，水合物在生成过程中气体分子被困在水合物笼中，在水合物解离后会析出直径为（0.1～10.0）× 103nm的小气泡，称其为纳米气泡（MNBs）。研究者认为，MNBs是记忆效应存在的原因，并通过透射电子显微镜（TEM）观测到解离溶液中存在MNBs[19,20]。

记忆效应主要受解离温度（过热度）、解离时间和解离压力3个因素影响，目前研究主要集中在过热度和解离时间上。在一定条件下，记忆效应可以被消除。Wang等[21]在6 MPa、0.5～3.5 °C下，研究了温度和解离时间对多孔介质中甲烷水合物记忆效应的影响，结果表明，实验温度高于2 °C、压力为6 MPa时存在记忆效应，且记忆效应会缩短诱导时间；而较长的解离时间和较高的解离温度可消除记忆效应。Wu等[22]采用高压反应釜，研究了甲烷（纯度99%）在4～8 °C和5～7 MPa下水合物生成的记忆效应，结果表明，当解离温度高于25 °C时，记忆效应就消失了。Takeya等[23]研究了过冷度为8.6 °C下的CO2水合物记忆效应，结果表明，当解离温度超过25 °C时，记忆效应消失；Li等[24]采用蓝宝石反应釜，在12 MPa、0 °C下，研究了解离温度和解离时间对质量比为9:1的甲烷-丙烷体系水合物记忆效应的影响，结果显示，记忆效应在过热度为14° C下解离60 min后消失，且缩短时间与水合物生成水相的次数无关。

综上所述，含水率上升可缩短诱导期，一般认为在一定条件下可消除记忆效应，但有关记忆效应的产生机理至今尚未达成共识。因此实验研究水合物生成时，可通过升温消除其记忆效应，以节约材料和时间。

2.2 客体分子

不同客体分子的水合物生成诱导期存在一定的差异。目前，客体分子多以甲烷、C1～C3混合气体、CO2、THF和环戊烷等为主。Skovborg等[25]研究了甲烷、乙烷及其混合气（质量比为9:1）的水合物生成诱导期，结果表明，诱导期对搅拌速率和驱动力的依赖性很强。吕晓方等[26]在0～3 °C、2.5～3.0 MPa下，研究了初始压力、载液量和流量对CO2流动体系水合物诱导期的敏感性，结果表明，其敏感性从大到小的顺序为流量＞初始压力＞载液量。Daraboina等[27]在8.1 MPa、2 °C下，采用高压反应釜，分析测试了甲烷、乙烷、丙烷（体积分数分别为93%、5%、2%）和去离子水体系在水合物抑制剂PVP、HIW85281（组成未知的动力学抑制剂）、AFP-I（I型抗冻蛋白）和AFP-III（III型抗冻蛋白）干预下的水合物生成诱导期，结果表明，HIW85281抑制效果最好。Javidani等[28]制备并研究了THF与氧化铝纳米颗粒（Al2O3）及氧化石墨烯（GO）纳米片的混合溶液对甲烷水合物生成诱导期的影响，结果显示，当混合溶液中THF质量分数由5%增加到15%时，甲烷水合物生成的诱导期明显缩短，且同时添加纳米颗粒与THF的不同混合溶液均使其诱导期呈缩短趋势。Sun等[29]采用试管法研究了THF水合物诱导期，结果发现，诱导期服从对数正态分布，当过冷度增加时，诱导期缩短且随机性减弱。Chen等[30]用临界时间代替诱导时间，研究了含蜡油包水乳状液-环戊烷体系的动力学和流变学，结果表明，临界时间和诱导时间相同，且均有随机性，但可用对数正态分布较好地拟合；临界时间的对数平均值随含水率的增加而减少，随油包水乳液中蜡含量的增加而增大。

综上所述，由于环戊烷水合物和丙烷水合物具有相似的结构和性质，但与传统水合物生成的苛刻低温与高压环境不同，环戊烷水合物在常压下即可生成，既可降低高压反应釜的购置费，又可消除高压实验研究的潜在危险，还不存在水合物在取样与微观观测过程中的分解问题，这为水合物的实验模拟提供了新思路及新方法。

2.3 驱动力

水合物生成驱动力是其诱导期研究中最基本、最广泛的课题，按驱动力的性质可将其分为内驱动力和外驱动力。根据宏观诱导期的定义，水合物实际生成时体系温度-压力点应位于水合物相平衡线上方，其中在一定生成压力下实际生成温度与相平衡温度的差值被称为过冷度；而在一定生成温度下实际生成压力与相平衡压力的差值被称为过饱和度，如图5所示。

图5 过冷度与过饱和度

事实上，过冷度与过饱和度也就是同一相平衡条件下内驱动力的不同说法。此外，外驱动力是指改变气水接触程度且影响水合物生成诱导期的外加作用，如反应釜内磁力搅拌器的搅拌作用和环道模拟中的多相流动等。

内驱动力多集中在过冷度研究。李刚等[31]采用高压反应釜，研究了甲烷-NaCl（质量分数为1.96%）的水溶液体系在不同过冷度下的诱导期，结果表明，诱导期随过冷度减小而延长，当过冷度从5.5 °C降至2.6 °C时，体系的水合物生成诱导期由186 min增长到1968 min。宋光春等[32]用高压反应釜测试分析了不同初始压力和温度下天然气、0#柴油及去离子水体系的水合物生成诱导期，结果表明，温度和压力对诱导期的影响体现在过冷度上。Mu等[33]采用间歇式搅拌反应器，研究了6.48～8.76 MPa、1～5 °C下油包水乳状液中甲烷水合物生成诱导期，结果表明，在含水率为20%的条件下，诱导期随过冷度增加呈下降趋势，当过冷度从4.0°C升至8.1 °C后，诱导期从106 min缩短至12 min，减幅达89%。

然而，外驱动力研究主要表现在反应釜的搅拌作用和环道内的多相流动作用分析。结果表明，外驱动力对水合物生成诱导期的影响较复杂，搅拌和流动不仅会增大气液接触面、促进水合物生成与缩短诱导期，还会产生摩擦生热现象，导致温控器降温性能变差，延长降温过程中水合物生成的诱导期[34]。因此，还需通过恒温升压法进一步研究与证实摩擦生热对水合物生成诱导期的影响。

综上所述，内驱动力对水合物生成诱导期的影响主要表现在过冷度上，且过冷度越大、诱导期越短；而外驱动力对诱导期的影响程度则有待进一步深入研究。

2.4 不参与反应物质

除水合物生成的主体分子与客体分子及其温度、压力特性会影响诱导期外，其他物质在水合物生成过程中也将影响诱导期，主要包括油水乳状液重有机物和助剂等不参与反应的物质。

2.4.1 油水乳状液重有机物

对于含蜡和沥青质等重有机物的油-水-天然气体系，水合物生成的同时还存在蜡晶和沥青质的析出，因此蜡晶、沥青质与水合物共存时的相互作用研究对海洋油气开发与输运具有指导意义。现有研究主要集中在蜡晶和水合物的耦合作用方面，但蜡晶的存在对水合物生成的影响机理和影响程度尚无定论。柴帅[35]在5.8 MPa和7.0 MPa、3 °C、蜡质量分数为0%～2%的条件下，测量分析了LP-14#白油、去离子水、天然气和Span20（乳化剂）+复配型阻聚剂体系的水合物生成诱导期，结果显示，蜡晶对水合物生成具有抑制作用，其效果呈先增大后减小的趋势。雍宇[36]的类似研究发现，蜡晶析出的放热效应对温控系统的降温有阻碍作用，且析出的蜡晶减小了气水接触表面积。Chen等[37]认为，蜡晶吸附在水滴上，通过提高水合物成核的传质阻力可延长诱导期；Mahabadian等[38]采用多相闪蒸计算法，建立了蜡-水合物热力学模型，结果表明，水合物生成可提高蜡的熔化温度，蜡能够促进水合物生成。胡倩等[39]研究了CO2、2#白油与去离子水体系中质量分数为0～3.5%的蜡含量对其水合物生成诱导期的影响，结果表明，蜡晶的存在会缩短诱导期，且蜡含量越高、减幅越明显；先析出的蜡晶可能为水合物生成提供成核位置。Zi等[40]研究了蒽酮紫-97（VO-97，模拟沥青质）对甲烷水合物生长的影响，结果表明，沥青质抑制了水合物生长，且随着沥青质含量增加，抑制作用减弱。Zhang等[41]在CO2、去离子水和10#白油体系下研究了蜡和沥青质（提取自委内瑞拉渣油）对水合物成核和分解的影响，结果表明，随蜡晶和沥青质含量的增加，水合物生成诱导期延长，且沥青质对水合物成核的阻滞作用比蜡晶更强；蜡晶可提高乳状液黏度，抑制气体向水相转移过程，沥青质则通过占据水合物成核位置来抑制水合物生成。

综上所述，目前含蜡和沥青质体系的水合物生成也是本领域研究的热点，但因实验材料、实验装置和实验方法的差异，研究结论并不完全一致，且研究水平尚处于起步阶段，实验数据较少且主要来源于模拟油体系。因此，后续尚需通过介观和微观研究获取更广泛的实验数据，以证实蜡晶和沥青质对水合物生成诱导期的影响。

2.4.2 助剂

由于制备水合物时需要缩短诱导期，而保障流动安全则需要延长诱导期，因此水合物生成促进剂和抑制剂应运而生，由于其不参与反应但影响反应速率的性质与化学变化中的助剂类似，因此将促进剂和抑制剂统称为助剂。按使用剂量划分，可将助剂分为热力学助剂和动力学助剂。热力学助剂通过改变水合物生成相平衡条件来影响水合物生成，需要的剂量较大；而动力学助剂将改变水合物成核时间，且用量少，故动力学助剂已成为近年来相关研究的热点[42,43]，其重点主要集中在多孔介质上。研究表明，多孔介质不仅可以促进水合物生成过程中的传质与传热[44,45]，而且可以为微生物提供生存环境并促进其分泌微生物酶[46]。

根据多孔介质的化学组成，可将其分为硅基和碳基两类。其中硅基多孔介质主要包括SiO2（玻璃砂、石英砂、硅砂）和分子筛；碳基以碳纳米管和碳酸钙为主。多孔介质的类型和粒径不同，对水合物生成的促进作用也不同。王山榕等[47]研究了不同孔隙粒径玻璃砂对水合物生成诱导期的影响，结果发现，孔径越小，水合物生成过程中耗气速率越快，耗气量越大。尹斯文等[48]研究碳酸钙和SDS协同体系对水合物生成诱导期的影响发现，协同体系可以显著缩短诱导期，且比纯SDS体系的储气速率和储气效率更好。Song等[49]研究了掺杂原始碳纳米管（pCNTs）和氧化碳纳米管（OCNTs）的SDS溶液对甲烷水合物生成的影响，结果显示，与纯SDS体系相比，碳纳米管的加入会缩短诱导期，加快水合物生成速率，且当掺杂的碳纳米管质量浓度为0.1 mg/mL时，OCNTs的促进作用更显著；但较高的碳纳米管质量浓度将削弱其促进作用。张娜等[50]研究了5A分子筛中CO2水合物生成诱导期规律，结果表明，5A分子筛可扩大气水接触面，缩短水合物生成诱导期。

按助剂性质，可将其分为化学助剂和生物助剂。化学助剂主要是指通过化学反应合成的助剂，通常难以自动降解；而生物助剂是指存在于生物体内的天然化合物，可以从动物、植物、微生物中提取与合成，能够实现生物降解，具有低碳环保的优点。Yaqub等[51]将生物助剂分为抗冻蛋白、淀粉、纤维素、树胶和果胶5类，并认为生物聚合物性能与分子侧链官能团的结构有关，且通过延长诱导期可抑制水合物的成核和生长。Liu等[52]在中国南海水合物储层采集样品中提取出包括10种蛋白质大分子和2048种代谢分子，并用低场核磁共振技术（Low-field nuclear magnetic resonance technique）观测水合物生成过程，结果表明，代谢分子能显著促进水合物生成，且水合物储层天然样品中大分子蛋白质具有与动力学抑制剂相同的作用；而生物抑制剂的作用机理可归结为蛋白质和多糖官能团的亲水性，其中，羧基、羟基和酰胺等官能团与水分子结合形成氢键，可减少自由水含量，降低水合物成核几率，抑制水合物生成。

综上所述，随着人们对环境保护意识的增强，绿色环保助剂备受青睐。目前单一助剂的研究已比较完善，但工程应用还需要结合实际情况比选。动力学助剂具有用量低的优势，生物助剂兼具高效和环保的特点，但目前相关研究较少且还处于理论阶段，尚无工程应用。多孔介质存在于水合物生成的自然环境中，因此，研究多孔介质对水合物生成的影响机理并利用多孔介质促进水合物生成具有工程指导意义。

3 水合物生成诱导期的预测模型

水合物成核的随机性所导致的诱导期在一定范围内存在波动，因此，主要采用多次实验取平均值的方法或根据诱导期的统计学规律确定其取值。根据水合物生成驱动力分析，可将水合物诱导期预测模型分为Natalajan模型和Kashchiev模型。

3.1 Natalajan模型

Natarajan等[53]认为，水合物成核与盐的结晶过程类似，并将其归因为溶解气在溶液中的过饱和；同时，通过实际溶解气逸度和气-水-水合物三相平衡逸度的差值量化过饱和度，即水合物生成驱动力。据此可建立诱导期预测模型，如式(1)所示。

式中，tind为诱导期，min；为气相逸度，Pa；feq为平衡逸度，Pa；K、m为线性回归常数。为计算方便，对两边同时取对数，即可得到诱导期和过饱和度的线性关系，如式(2)所示。

Kang等[54]基于Natarajan模型与Freundlich等温吸附理论，建立了PVP和PVCap两种动力学抑制剂存在条件下的诱导期预测模型，如式(3)所示。

式中，KF为Freundlich常数；CKHI为动力学抑制剂的物质的量分数，%；n为单个抑制剂分子占水合物晶核位点数。

Liu等[34]基于Natarajan模型，研究了蜡晶存在条件下的传质和传热对水合物诱导期的影响，通过水力学和传热学的耦合建立油-气-水-蜡多相流拟等温条件下水合物生成诱导期预测模型，如式(4)所示。

式中，K、a、b、c为线性回归常数；p为系统压力，MPa。

3.2 Kashchiev模型

Kashchiev等[55-57]与Natarajan等[53]都认为，水合物在溶液中的结晶过程与无机盐在水中沉淀类似，但将驱动力定义为新相与旧相的化学势差值，并分别给出等温、等压条件下直接成核（IN）和渐进成核（PN）的诱导期表达式，其中，渐进成核在等温条件下的诱导期预测模型如式(5)所示。

式中，ti为诱导期，min；S为过饱和比，可根据逸度求得；K、B为线性回归常数；m为与生成方式有关的参数，可在文献[55-57]中查得。

与此同时，在式(5)的基础上，建立了添加剂存在条件下的诱导期预测模型，如式(6)所示。

式中，ti,a为添加剂存在条件下的诱导期，min；为去除添加剂占据的成核点位后剩余点位的吸附常数；为被添加剂阻断的生长点位的吸附常数；Ca为添加剂浓度，mol/m3。

Wang等[21]利用统计学方法研究了多孔介质内甲烷水合物生成诱导期，发现对数正态分布适合描述诱导期，并用式(5)预测诱导期，结果表明，多孔介质内水合物为非均质成核。

Chen等[36]针对含蜡油包水型乳状液的油气体系，假设：（1）气体溶解在油包水型乳状液中；（2）蜡晶析出使水合物成核面积减小；（3）蜡晶不为水合物成核提供成核位点。作者基于以上假设，并应用Freundlich等温吸附理论，建立了体系的水合物生成诱导期预测模型，如式(7)所示。

式中，tind_withwax为含蜡体系诱导期，min；KF为Freundlich常数；n为单个蜡晶在水合物晶体表面占据的位点数；Cwax为蜡晶初始质量分数，%。

综上所述，目前有关水合物生成的诱导期预测主要依据实测数据的拟合，仅适应研究特定的体系条件，缺乏普适性。因此，尚需建立基于各种不同实验条件下的完整实测数据库，探索具有普适性的预测方法及理论，并从不同角度完善水合物生成诱导期的预测模型。

4 结语与展望

在海洋油气输运过程中，水合物生成将降低油气输运效率、提高油气输运成本。因此有关水合物生成诱导期的研究对深水油气开发利用具有一定的指导意义。本文以科研工作者的理论和实验研究为基础，综述水合物生成诱导期的最新研究动态。围绕宏观诱导期和微观诱导期，解析水合物生成诱导期的内涵，简述了不可视、半可视和全可视3类水合物实验装置的主要性能特点及发展趋势；分析了水合物生成诱导期的影响因素及预测模型，发现诱导期主要受驱动力、主体分子、客体分子和不参与反应助剂的影响，其预测模型分为Natalajan模型和Kashchiev模型。

目前有关水合物生成诱导期的影响因素研究已比较完善，但因诱导期具有随机性与不确定性，故在机理、预测模型及工程应用等方面存在较大挑战。未来研究可从以下方向突破：（1）开发生物型促进剂和抑制剂，兼顾经济效益与环境保护，为水合物生成和抑制提供经济高效、清洁环保的助剂；（2）有关蜡晶与水合物耦合的研究较少，但已成为目前相关研究的热点，亟待揭示蜡晶与水合物相互促进或抑制的主要影响因素及作用机理；（3）完善水合物生成诱导期的现有预测模型，建立更具普适性的诱导期预测模型，为攻克深水天然气水合物开采与输送技术瓶颈奠定理论基础。