不同形式天然气水合物藏开采技术的选择研究综述

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1、学兔兔www.xuetutu.com第35卷第2期天然气勘探与开发不同形式天然气水合物藏开采技术的选择研究综述阮徐可杨明军李洋辉宋永臣梁海峰(1．“海洋能源利用与节能”教育部重点实验室·大连理工大学2．太原理工大学化学化工学院)摘要天然气水合物已越来越成为油气工业关注的热点。近年在资源领域的研究和实地勘探、试采以及模拟研究中得到较快发展。通过分析目前几种水合物开采技术的优缺点，探讨了不同天然气水合物储藏形式下的开采方式，并介绍了国外实地试采研究中几种开采技术的使用情况和国内水合物藏不同开采方式的模型模拟研究，为今后天然气水合物的开采和研

2、究提供了一定的方向和启示。图3表1参25关键词天然气水合物开采技术储藏方式实地试采技术选择0引言和约90％的大洋水域是可以形成天然气水合物的潜在地区。已发现的天然气水合物资源主要分布于海洋大陆架的陆坡、海底及海沟以及永久冻土区(图天然气水合物是一种在低温、高压条件下，由天1)。最近，中国的南海神狐海域及青藏高原祁连山然气与水结合所形成的外观似冰的白色结晶固体，它是由水分子组成的笼状结构中包裹着的天然气分子。地区均发现了水合物藏的存在。当天然气从水合物分解出来时，每单位体积的天然气水合物能产生150—180单位体积的天然气和0．8单位体积

3、的水[1】。由于天然气水合物中的主要成份为甲烷气，所以又可称为甲烷水合物。它在油气工业中最初引起人们的关注是因其在储运的管道及钻井中很容易形成，产生阻塞现象甚至导致管路及设备的损坏。后因前苏联在西伯利亚的麦索雅哈天然气气田中发现了水合物藏并对其进行了开采，才逐渐让人认识到其作为新型资源的巨大潜力。与传统油气资源不同，天然气水合物主要以固体形态存在，其开采方式也与现有的传统化石能源不图1目前已知及推断的海洋和冻土水合物分布区域示意图¨同，它需要尽可能地在原位进行分解后再采取，所以其开采难度相对较大。由于自然界中水合物的成藏目前自然界中发现

4、的水合物存在形式包括：条件复杂，开采中的不确定因数很多，所以目前其开①占据大的岩石粒间孔隙；②以球粒状散布于细粒采技术尚处于理论及试验研究阶段J。岩石中；③以固体形式填充于裂缝中；④大块固态水合物伴随少量沉积物。而发现的储藏形式主要是有1天然气水合物资源储藏特点及开采如下三种情形：(~)class1为整个储藏区，分为上下两方式选择区，上层为含水合物层，下层区为含游离气与水的两自然界中天然气水合物的稳定存在取决于温度、相区，这种情况下水合物层底部的温压条件与其相平压力及气一水组分之间的相互关系，这些因素制约着衡条件相一致；~class2同

5、样是两层区，不同之处是天然气水合物的分布。在地球上大约有27％的陆地水合物储层区下的一层为单一含水层，不含游离自由·基金项目：国家“863”计划重大项目“天然气水合物勘探开发关键技术”(编"~"：2006AA09A209)、国家科技重大专项“深水流动安全保障与水合物风险控制技术”(编号：2008ZX05026-004)联合资助。作者简介阮徐可，男，1983年出生，浙江绍兴人，博士研究生；主要从事天然气水舍物分解机理及其安全高效开采开发技术研究。地址：(116023)辽宁省大连市大连理工大学能源与动力学院。电话：13610950596。E

6、—mail：ruanxk1983@yahoo．en·39·学兔兔www.xuetutu.com天然气勘探与开发2012年4月出版气；~class3相对比较简单，整个储层区就是一个水激法、化学剂法以及二氧化碳置换法、气力提升等新合物赋存区(图2)。对于不同的天然气水合物储藏方法。其中，降压法是通过泵吸作用使生产井的压力方式，Moridis等就指出需要采用不同的开采方式。保持在储藏区温度相应的平衡压力之下，储藏区内的一直以来关于水合物应该采用的开采方式的研自由流体在压差作用下流出井口，导致储藏区域内压一一究从来没有停止过。对于天然气水合物开

7、采的基本力下降，当压力低于平衡压力时水合物就开始分解思路就是首先考虑如何将储藏在沉积物中的天然气(图3B，B’，B”)。热激法是将温度升高到水合物水合物分解，然后再将天然气采至地面。一般来说，储藏压力相应的平衡温度之上，造成水合物的分解人为地打破天然气水合物稳定存在的温、压条件造成(图3的A，A’，A”)。化学试剂法是利用化学抑制度一沮音℃一其分解(图3)，是目前开采天然气水合物中天然气资剂等改变储层水合物稳定存在的温压平衡条件，以使，一源的主要思路。现阶段提出的方法包括：降压法、热得水合物储层区的失稳而产生分解。储藏方式1储藏方式2储

8、囊方式3图2海洋或冻土地域中的甲烷水合物储藏方式示意圈采收过程】。所以，储藏方式1、2的水合物藏比较适一4—2合采用降压法开采。面对于热激法，比如注入热水、注人蒸汽、火烧储层、电磁加热、微波加热、钻柱加热等