天然气水合物勘探技术综述
水合物综述3
水合物研究进展综述一、水合物的结构天然气水合物是一种笼形晶格包络物。
在水合物中，水分子形成一种点阵结构，气体分子则填充于点阵间的孔穴。
形成点阵的水分子之间由较强的氢键结合，而气体分子和水分子之间的作用力是范德华力。
1951年von stackelberg 和Muller 采用X射线衍射实验方法对水合物的结构测定后发现，水合物的结构有I型和II型两种，每种结构的水合物晶格单元均包含一定数量的大小不同的两种孔穴。
[1]最近，Ripmeester等人采用核磁共振及粉末衍射的实验方法发现了第三种水合物结构H [2]，即在稳定的H 型结构水合物中，烃类大分子占据晶格的大孔穴，必须同时有小气体分子占据晶格中的两个小孔穴，H型水合物改变了人们长期以来对气体水合物的认识，它表明一些烃类大分子在有小分子存在的情况下，也可以生成水合物。
结构I型属于体心立方结构，可由天然气小分子在深海形成，结构II型属于金刚石晶体立方结构，可由含分子大于乙烷小于戊烷的天然气或石油形成，结构H型属于六面体结构，可由挥发油或汽油等大分子形成。
[3]构成水合物孔穴的多面体有十二面体、十四面体、十六面体和二十面体四种，十二面体分为512和435663两种。
512和51262 构成I型结构水合物，512构成小孔穴，51262构成大孔穴。
II型结构是由512和51264构成，512构成小孔穴，51264构成大孔穴。
而H型结构水合物是由512、435663与51268构成。
512、435663分别构成两种小孔穴，51268构成大孔穴，每种晶体结构及其参数如表1、图1所示。
二、水合物的生成机理从分子水平上去阐述水合物的生成机理，目前仍旧处于起步阶段。
[5]中外许多研究人员都提出了一些自己的观点。
石油大学（北京）陈光进、郭天民认为：水合物的生成过程首先是络合过程，其次是溶解过程。
当气体分子溶解于水中，受到水分子的包裹，形成一些包腔。
包腔的体积取决于气体分子的体积，为了维持壁上水分子的氢键的饱和度，包腔的体积不随气体分子体积的变化而做连续变化。
天然气水合物综述
天然气水合物综述杜娟，宋维源辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新（123000）E-mail：nlan@摘要：天然气水合物的研究目前在国内外已经成为研究的热点，本文综合了国内外关于天然气水合物的研究资料，对天然气水合物的5个主要研究内容：物理性质、研究历程、成因、赋存以及开发技术作了系统的、简要的阐述，并提出了天然气水合物研究的发展方向及研究趋势，文章对于以后的天然气水合物的研究者的研究可以作为一个较为全面的参考。
关键词：天然气水合物，物理性质，成因，研究进程，赋存，开发技术中图分类号：TE5现在人们普遍认为天然气水合物是自然界赐予人类21世纪的新型能源，天然气水合物在自然界大量存在，已经是不争的事实。
但由于它属于非常规能源，且它的研究涉及到地球物理学、流体力学、地貌地质学等众多学科，因而天然气水合物的研究是一个复杂多变的过程，所以对它的研究必须是系统和具体的。
此外，我国冻土总面积居世界第三位，海域辽阔，因此，研究天然气水合物是非常有必要的[1-2]。
1 天然气水合物的物理性质和分类1.1 天然气水合物的物理性质天然气水合物，又叫做“可燃冰”、“ 固体瓦斯”、“ 气冰”、英文名为Natural Gas Hydrates(以下简称为NGH)。
通常是在特定的高压(﹥0.6 Mpa)低温(﹤300K)条件下由天然气和水形成的类冰状非化学剂量型笼型化合物[3]。
形成NGH的主要气体是甲烷，当甲烷含量超过气体总量的99.9%时又可称为甲烷水合物。
NGH的分子式可以表示为CH4·n(H2O)，从理论上讲，n值可以是5.75或者 5.67，但是实际上一般为6.3～6.6 [4]。
在这种化合物中，水分子(主体分子)通过氢键作用形成具有一定尺寸空穴的晶格主体，较小的气体分子(客体分子)则包容在空穴中，主客体分子之间则由范德华力来相互作用，从而形成温压变化易分解、遇火可燃烧的外观雪花或松散的冰状的固态化合物。
天然气水合物典型特征综述
关键词 ：天然气水合物 ； 现状； 特征
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｇ ａ ｓ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ； ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｑ ｕ ｏ ； ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ － ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３） １ １ － ０ ０ ３ ２ — ０ ２
・
３ ２・
价 值 工 程
天然气水合物典型特征综述
Ｓ ｕ ｍｍ ａ ｒ ｙ ｏ ｎ Ｔｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｇａ ｓ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ
樊浩 Ｆ ＡＮ Ｈａ ｏ
（ 中 国 石油 辽 河油 田海 南 油 气勘 探 分 公 司 ， 盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０）
对此 ， 从原 材 料和 配合 比开 始 ， 严格把 关， 进 场 的每 一 批 原 责砼 的养各种原材料 的含水 率， 及
时调 整 配 合 比 ， 保 证合 格 的 Ｃ Ａ 砂 浆 投 入 使 用 。 生 产 设备
３ 结 语 高 速 铁 路 的 高 标
１ 国内外天然气水合物勘探现状 １ ． １国 外 天然 气 水 合 物勘 探历 史 及 现 状 １ ９ ６ ５年 在 俄
作 者简介 ： 樊浩 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男， 湖北潜江人 ， 硕士 ， 中级 工 程 师 ， 现 水合物。 与此同时， 美国 科 学 家 也在 研 究 海 底地 震 的 时候 ， 从 事海 洋 油 气 勘 探 。
因为它的外形就像是冰 一样 ， 但是可 以点燃。从化学结构 的角度看， 天然 气 水 合 物 是 甲烷 等可 燃 气 体 分子 外 面 包 裹 罗斯 西 西 伯 利 亚 的麦 索 亚 哈 油 气 田 的 永 久 冻 土 层 首 次 发
青海木里多年冻土区天然气水合物调查研究进展综述
世界陆上寒冷永冻土中的天然气水合物主要分布在西伯利亚� 阿拉斯加和加拿大的北极圈内， 如美 � 国的阿拉斯加北坡 � 加拿马更些三角洲 M a l l i k 井和俄罗斯的 M e sso a kha气田等 �自多年冻土区发现天 然气水合物以来， 围绕其地质成因 � 地球物理和化学勘探方法� 资源评估 � 对气候变化和环境的影响和天 然气水合物开采方面的研究也随之展开［1 - 4］�我国是世界上第三冻土大国， 在青藏高原和大兴安岭地 区存在着大片冻土区， 研究显示青藏高原的祁连山� 羌塘盆地及东北大兴安岭漠河盆地等冻土区具备较 好的天然气水合物形成条件， 并有可能形成天然气水合物［5- 9］�2008 年 11 月， 我国首次在青海木里地 2009 年再次钻获到天然气水合物实物样品 ， 区多年冻土区钻获天然气水合物实物样品 ， 使我国成为世 界上第一个在中低纬度冻土区发现天然气水合物的国家［10 - 12］�
1, 2, 3
,
2
,
1, 3
,
1, 3
,
100083 ;
1, 3
( 1. 青海大学， 青海 西宁
810016; 2. 中国地质大学 ( 北京 ) ， 北京
3. 青藏高原北缘新生代资源环境重点实验室， 青海 西宁
8 10016)
� � � � � 摘要 : � � ����� ���� � � �� �, �� ���� � � � � � � � �� � �� , � ��� 关键词: ����� ; � �� � ; �� 中图分类号: P618.13 文献标志码 : A �; �� 文章编号 : 1006 - 8996 ( 2013 ) 02 - 0035- 05
天然气水合物的勘探、开采及环境效应研究进展
亿 爹 与 生 物 互 程 ２０， Ｉ４ ０１ ０７Ｖ ＿ ． ０ ２ Ｎ ０
Ｃｈ ｍｉｔｙ ＆ Ｂｉ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｒｎ
综述 善论一
天 然 气 水 合 物 的 勘 探 、 采 及 环 境 效 应 研 究 进 展 开
梅 平， 刘华 荣 ， 陈 武， 惠小敏 （ 江大学化 学与环 境 工程 学 院 ， 长 湖北 荆 州 ４ ４ ２ ） ３ ０ ３
摘 要 ： 然 气 水合 物 是 ２ 世 纪具 有 良好 前 景 的 重要 潜在 能 源 ， 于其 重 大的 资 源 前 景 和 环 境 效 应 ， 到 了全 球 的 天 １ 基 得
学计 量的笼 形结 晶化 合物 ＿ 。在水 合 物 中 ， 分 子 形 １ ］ 水 成三 维的 鸟笼状 网形结 构 ， 甲烷 等烃 类 分 子被 捕 集 到
网状 水分子 之间形 成气水合 物 。水分子 （ 主体 分子 ） 之 间的作用力 为氢键 ， 分子 和烃类 分 子 之 间 的作 用 力 水 为 范 德 华 力 。形 成 水 合 物 的 分 子 有 ： Ｃ Ｈ 、 ＣＨ 、
高度 关 注 。 对 天然 气 水 合 物 的性 质 及 储 量 、 探 技 术 、 采技 术 以及 环 境 效 应 进 行 了综 述 。 勘 开 关键 词 ： 然 气 水合 物 ； 质 ； 量 ； 探 ； 天 性 储 勘 开采 ； 环境 效应
中 图分 类 号 ： １ ． Ｐ ７ ４ ４ ＴＱ ５ ７ １ ４ ．
ｒｆ ｃｏ ， Ｓ ＿ 。Ｂ Ｒ一 般呈 现 出高 振 幅 、 ｅｌ ｔｒ Ｂ Ｒ） ］ Ｓ ｅ ５ 负极 性 、 平 行 于 海 底 和 与海 底 沉 积 构 造 相 交 的特 征 ， 易识 极
天然气水合物开采技术研究进展
天然气水合物开采技术研究进展天然气水合物是指天然气和水分子在高压、低温下形成的结晶体，是天然气的一种新形式。
天然气水合物的丰富储量和广泛分布，在能源领域具有非常重要的战略意义。
目前，天然气水合物开采技术研究已经取得了一些进展，本文将从四个方面进行分析。
一、天然气水合物开采技术研究现状天然气水合物开采技术一直是石油天然气领域的研究焦点，当前主要包括以下方面：1、水合物钻探技术：研究水合物在钻探过程中的动力学行为和物理性质，并开发出适合于水合物探测的传感器、仪器等设备。
2、水合物开采技术：通过人工或自然措施改变温度、压力、浓度等环境因素，使水合物分解，达到开采目的。
3、水合物输送技术：在水合物开采后，需要将天然气输送到加工厂进行加工处理，目前研究正在进行中。
4、水合物加工技术：水合物加工技术是将开采的水合物转换成生产能用的商品气体，主要涉及水合物裂解、去除杂质、压缩储存等方面。
二、天然气水合物开采技术研究现状目前，世界各国均在加速水合物开采技术的探索，例如日本在2013年成功进行了深层水合物开采实验，韩国也在2016年成功进行了大规模天然气水合物探测试验。
而我国则于2017年成功进行了天然气水合物试采。
在这些实践中，研究者们不断探索优化开采技术，提高开采效率。
1、温度管理技术天然气水合物开采需要在压力较高的环境下进行，为使水合物分解，需要通过温度管理技术来控制水合物的热解温度。
目前，研究者们主要通过水淬、电热、压缩利用等方法来达到控制温度的目的。
2、压裂技术在水合物开采过程中，如果仅仅靠温度变化来改变水合物体积、压力，开采效率较低。
因此，需要依托压裂技术，通过向水合物区域注入压缩空气、水等物质来达到改变水合物体积的目的。
3、高效减阻剂技术在输送天然气的过程中，水合物会因发生极性相互作用而粘附在输送管道及設备表面，严重影响输送效率。
高效减阻剂技术可将水合物与管道表面分离，提高天然气输送效率。
三、天然气水合物开采技术成果目前，天然气水合物开采的有效储量还未被准确评估。
天然气水合物研究进展与开发技术概述
未来发展方向
未来发展方向
随着科技的不断进步，天然气水合物的研究和开发将迎来更多的发展机遇。 未来，天然气水合物的研究将更加深入，涉及的领域将更加广泛。在开发技术方 面，将会发展更加环保、高效、低成本的技术，如微生物法、化学试剂法和纳米 技术等。同时，加强天然气水合物全产业链的研发和优化，推动其在能源、化工、 制冷、航空航天等领域的应用。
研究进展
研究进展
天然气水合物是指在一定条件下，甲烷等气体分子与水分子形成的笼形化合 物。其形成和稳定主要受温度、压力、气体成分和盐度等多种因素影响。近年来， 随着地球科学、地质工程、能源工程等领域的发展，人们对天然气水合物的研究 逐步深入。
研究进展
目前，全球范围内天然气水合物的研究主要集中在以下几个方面：（1）形成 机理与分布规律；（2）物理性质与化学性质；（3）开采技术与经济性；（4） 环境影响与安全性。尽管取得了许多重要成果，但仍存在许多挑战，如天然气水 合物的稳定性和开采过程中的环境风险等。
天然气水合物储运技术的研究现状
2、高效开采技术研究：针对天然气水合物的开采，研究者们开发出了一系列 新型的高效开采技术，如水平井技术、多分支井技术等，大大提高了开采效率。
天然气水合物储运技术的研究现状
3、储运安全技术研究：针对天然气水合物储运过程中的安全问题，研究者们 通过模拟和分析不同情况下的风险因素，提出了一系列有效的安全防技术概述
天然气水合物储运技术概述
天然气水合物，又称可燃冰，是由天然气（主要是甲烷）与水在高压、低温 条件下形成的笼形结晶化合物。由于其储存量大、燃烧清洁、开采成本低等优势， 被视为一种具有巨大潜力的能源。然而，这种化合物的非稳定性以及难以运输的 问题，一直是阻碍其开发利用的主要难题。因此，天然气水合物的储运技术成为 近年来研究的热点和难点。
综述天然气水合物分离
西南石油大学天然气水合物的开采分离方法综述一、课题国内外现状天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
形成天然气水合物有三个基本条件：温度、压力和原材料。
一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。
因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。
目前，30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探，最近两年开采试验取得较大进展。
我国计划于2015年在中国海域实施天然气水合物的钻探工程，将有力推动中国“可燃冰”勘探与开发的进程。
日本2013年3月12日成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷，成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。
日本希望2018年开发出成熟技术，实现大规模商业化生产。
采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。
该机构利用地球深处探测船“地球”号，从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入330米，到达可燃冰层后，通过把可燃冰中的水分抽出降低其压力，使水和甲烷分离，然后提取出甲烷，整个过程约用了4小时。
因从20 世纪80 年代开始，美、英、德、加等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底天然气水合物的调查研究和评价工作，同时美、加、印度等国已经制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划。
特别是日本和印度，在勘查和开发天然气水合物的能力方面已处于领先地位。
世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。
产业洞察网《可燃冰市场调研与发展趋势研究报告》显示1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。
天然气水合物的开采技术
天然气水合物的开采技术随着全球能源需求的不断增长，传统的石油和天然气资源正在逐渐减少。
在这种情况下，人们开始关注新型能源资源的探索和开发。
其中一种备受关注的新型能源资源就是天然气水合物。
天然气水合物是一种在海洋底部和地下埋藏的天然气资源。
它主要由甲烷和水分子组成，可以被看作是天然气和水的一种混合物。
在本文中，我们将讨论天然气水合物的开采技术。
天然气水合物的开采技术主要有两种：第一种是通过在水合物层上方注入高压液体，使天然气水合物分解成天然气和水。
这种方法称为“热力破坏法”。
这种方法的优点是操作简单、效率高、成本低。
但是，这种方法有一个风险，就是在水合物分解过程中释放出的甲烷会增加大气中甲烷的含量，从而加剧全球变暖的现象。
第二种方法是通过将热量传递到水合物层，从而使其中的甲烷蒸发成为气态。
这种方法称为“压力平衡法”。
这种方法的优点是不会释放甲烷到大气中，不会对环境造成负面影响。
但是，这种方法需要高能耗和高成本的设备，需要对现有技术进行改进，以降低成本。
在进行天然气水合物开采的过程中，还涉及到以下两个重要的技术：第一项技术是关于安全问题的。
天然气水合物开采过程中会涉及到高压和低温，如果操作不当就会引发安全事故。
因此，开采过程需要进行严格的安全防护。
比如，使用优质的管道和阀门、加强安全培训、做好紧急预案等。
第二项技术是关于环境问题的。
开采天然气水合物会对地下和海洋环境带来一定的影响。
因此，开采过程需要采取一系列措施，以减小环境影响。
比如，在开采过程中使用环保设备、实行环保措施等。
天然气水合物的开采技术是一个综合性的问题，需要从多个方面进行考虑。
只有通过技术创新，持续改进，才能实现天然气水合物的高效开采和利用。
同时，我们也需要时刻关注天然气水合物开采对环境和人类健康的影响，做到开采和保护的平衡。
总之，天然气水合物是一种潜力巨大的能源资源，目前仍处于开采阶段。
通过不断的技术研究和创新，我们有望在未来几十年内实现天然气水合物的商业开发，为全球能源供给做出更大的贡献。
天然气水合物开采技术与挑战
天然气水合物开采技术与挑战近年来，随着各国对能源的需求不断增大，天然气水合物的开采技术也日益成熟。
但与此同时，天然气水合物的开采也面临着诸多挑战。
本文将从技术、环境和经济等多个角度探讨天然气水合物开采技术及其挑战，并简要介绍国内外天然气水合物开采现状。
一、技术挑战目前，天然气水合物的开采技术主要有两种，一种为直接采掘，即在海底钻井、生产、输送；另一种则为间接采掘，即通过水平井/斜井等方式产气。
但无论是直接采掘还是间接采掘，都存在许多技术挑战：1.开采难度大天然气水合物的开采存在多种难度，如水合物密接度较大，难以直接进行开采和钻井；气体释放过程中易引起溃塌。
2. 海底环境复杂海底环境条件恶劣，腐蚀现象明显，海水深度大，水温低，不利于设备运行和维护，增加了开采难度。
3. 受天气条件影响直接采掘需要在海上进行，容易受到海浪、风暴和其他自然灾害的影响，安全风险较大。
4. 开采成本高由于天然气水合物的开采技术难度大、成本高，导致开采成本较高，需要考虑经济可行性。
二、环境挑战天然气水合物主要存在于海底，因此，其开采过程对海洋环境的影响是不可避免的。
具体表现如下：1. 海底生态环境破坏直接采掘和间接采掘都会对海底生态环境造成一定程度的破坏，如浮游生物和底层生物的生存环境受到破坏。
2. 排放污染物开采过程中会产生大量的废水、废气和废渣，其中含有多种有害物质，如重金属、有机化合物等。
这些废物的排放将对海洋环境造成不良影响。
三、经济挑战天然气水合物的开采面临的经济挑战主要有两个方面：1. 投资大，回报慢由于天然气水合物的开采技术难度大，需要大量的资金投入，而且开采周期长，回报慢，往往需要数年才能收回投资。
2. 市场不确定性随着天然气水合物的大规模开采，市场供应将会增加，而需求没有同步增长。
这将导致天然气水合物的价格下降，直接影响企业的盈利能力。
四、国内外天然气水合物开采现状目前，全球约有35个国家在天然气水合物技术研究和开采方面进行了一定的探索和实践。
天然气水合物资源分布及勘探开发进展
藏较浅。在深海 ， 水合物矿藏一般存于海底以下 ｏ～ １ ０ 米 的沉 积层 中， 多数 赋存于 自表层 向下厚 ０ ５ 且
５ ０～ ０ 的沉 积 层 中。列如 在 加 拿 大西 北 Ｍ ｃ— ０ ８０米 ａｋ
ｅｚ 三角洲永冻土带， ｎｉ ｅ 水合物矿藏赋存于 ８０１～ １． １１２３ ０． 米处 ， 天然气 水合物 地层厚 １１ 。 含 １米
摘 要 ： 绍了天然气水 合物的特点 、 介 资源分布和资源量 以及 勘探开发技术进展 ， 分析 了天然气水 合物勘探开 发利用 的风 险 ， 出了开发利用天然气水合物 的建议 。 提 关键词 ： 天然气水合物 资源 勘探开发
１ 概 述
存在 于实验室 ， ９ １ ３年才在 墨西 哥湾大 陆斜坡 发现其 ９ 天然产物 。Ⅱ 型和 Ｈ型水合物 比Ｉ 型水合 物更稳定 。
研工作 。
维普资讯
邵仲妮． 天然气水合物资源分布及勘探 开发 进展
２ 天 然气 水合 物 的资源 分 布及 资源 量
２ １ 天 然气水 合物 的资 源分 布 ．
续表 １ 地 点 中美洲海沟（ 尼加 拉瓜海） 中美洲海沟（ 危地 马拉海） 中美洲海沟 （ 墨西哥海） 圭马斯海盆（ 墨西哥、 加州湾 ） 加利福尼亚海盆伊尔河海盆 Ｃ ｓｅｄａ ａｓａ ｉ海盆 （ 俄勒 冈海 ） Ｃ ｓｅｄ ａｓａｉ ａ海盆 （ 温哥华岛海域） 阿留申海沟东部 （ 阿拉斯加海 ） 阿留申海沟中部 （ 阿拉斯加海 ） 阿留申海盆 （ 白令海 、 俄罗斯海域 ） 白令 海陆坡 （ 白令海 、 阿拉斯加海域 ） 谢 尔绍夫海 山（ 白令海 、 俄罗斯海域 ） 鄂 霍茨克海 （ 幌筵岛 、 俄罗斯海域） 鄂霍茨克海 （ 页岛东ｊ海域） 库 Ｅ 鄂 霍 茨 克 海 （ 走 海 一千 岛 海 盆 西 缘 ） 纲 塔塔路海槽 （ 日本海北部） 日本海东缘 （ 奥尻海山） 日本海东缘 （ 西津轻 海盆 、 奥尻海 盆后
天然气水合物开采技术
天然气水合物开采技术天然气水合物是一种新兴的能源资源，它可以替代传统石油和天然气，成为未来能源领域的主要来源。
由于其储量丰富，而且含量稳定，天然气水合物被认为是一种充满潜力的资源，但是由于其开采难度较大，开采技术也相对复杂。
本文将分享一些目前应用的天然气水合物开采技术。
1. 常规水平钻探常规水平钻探是一种基于传统石油开采的方式，通过钻探设备在海底进行，以获取天然气水合物储层的数据。
这种方法比较简单，由于在海底的环境下操作，所以需要钻探设备具有足够的耐腐蚀性能，以确保钻探设备能够在极端天气和海洋环境下运作。
不过这种方法却存在一定的限制，由于水合物储层往往是深埋在海底以下，这种开采方式的效率相对较低，而且成本相对较高。
2. 气体旋流法气体旋流法是一种新型的天然气水合物开采技术，它可以有效解决常规水平钻探的缺陷。
气体旋流法基于一个简单的原理，利用高速气流旋转和冲击力破坏天然气水合物储层结构，并将储层内的天然气释放出来。
这种技术可以提高开采效率，降低成本，在未来有望成为一种主要的开采方式。
3. 洁净隔离技术洁净隔离技术是一种未来重点研发的天然气水合物开采技术，它可以有效地实现天然气和水合物的分离和纯化。
这种技术可以减少环境污染，提高天然气水合物的纯度，从而提高其经济价值。
与此同时，洁净隔离技术还可以防止水合物被氧化和热解，避免不必要的资源浪费。
4. 微生物耦合方法微生物耦合方法是在天然气水合物开采领域探索的一种新型技术，其原理是通过添加细菌和病毒来促进水合物分解和提取。
这种方法可以在不改变天然气水合物储层化学成分的情况下，迅速将煤层气释放出来，从而提高开采效率和经济效益。
此外，微生物耦合方法不会对环境产生负面影响，是一种环保的开采技术。
总结天然气水合物是未来能源领域的一个潜力非常大的资源，开采技术不断取得进展，加上政策方面对于绿色能源的支持，未来天然气水合物有望成为主要的能源来源之一。
当前，常规水平钻探和气体旋流法是目前应用比较广泛的开采技术，而洁净隔离技术和微生物耦合方法是未来需要加强研究的新型技术，未来水合物开采将逐渐转向低成本、高效率、环保、绿色的方向。
天然气水合物的开采技术
天然气水合物的开采技术天然气水合物是一种储量丰富的天然气资源，被誉为“天然气的未来之源”。
其主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷等烃类气体。
天然气水合物存在于深海沉积物中或极低温高压条件下的陆相沉积物中，是一种在自然条件下形成的冰样晶体，外观呈现为白色或浅蓝色。
由于其储量巨大，开采天然气水合物一直是能源领域的研究热点之一。
本文将介绍天然气水合物的开采技术及其相关内容。
一、天然气水合物的形成与分布天然气水合物是在适宜的温度和压力条件下，天然气分子与水分子结合形成的晶体物质。
它主要分布在深海沉积物中，也存在于极低温高压条件下的陆相沉积物中。
天然气水合物的形成需要同时具备适宜的温度、压力和气体组成条件，因此其分布具有一定的局限性。
二、天然气水合物的开采方法1. 压力平衡法压力平衡法是目前应用较为广泛的一种天然气水合物开采方法。
该方法通过控制井筒内外的压力平衡，使天然气水合物逐渐释放出来。
具体操作过程是在井筒中注入热水或其他热介质，通过加热使天然气水合物发生热解，释放出其中的天然气。
这种方法的优点是操作简单，成本较低，但存在能耗较高的缺点。
2. 化学添加剂法化学添加剂法是利用化学物质的作用降低天然气水合物的稳定性，促使其分解释放天然气的一种开采方法。
通过向天然气水合物层注入特定的化学添加剂，改变水合物晶体结构，使其失去稳定性，从而释放出天然气。
这种方法对环境影响较小，但需要选择合适的化学添加剂，并且对水合物层的物理化学性质要求较高。
3. 微生物法微生物法是利用特定微生物在天然气水合物层中生长繁殖，产生代谢产物与水合物发生作用，从而破坏水合物的结构，释放出其中的天然气。
这种方法对环境友好，但需要选择适合生长的微生物菌种，并且操作周期较长。
4. 电热解法电热解法是利用电加热的方式对天然气水合物进行加热，使其发生热解释放天然气的一种开采方法。
通过在井筒中设置电加热装置，对水合物层进行加热，使水合物分解释放出天然气。
综述文章的格式
1.1研究意义2008 年11 月5 日，由中国地质科学院矿产资源研究所、勘探技术研究所和青海煤炭地质局105 勘探队施工的“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”DK-1孔取得重大突破，成功钻获天然气水合物实物样品（卢振权等，2010a，2010b；祝有海等，2009，2010）。
随后2009-2011年在祁连山冻土区又先后完成DK2、DK3、DK4、DK5、DK6、DK7、DK8等七个钻孔的施工，其中在DK2、DK3孔中发现天然气水合物实物样品，在DK4、DK5、DK6、DK7、DK8孔中见到天然气水合物异常显示。
钻探结果显示，天然气水合物及其异常现象主要产出在冻土层下130~400m之间，其层位属于中侏罗统江仓组（祝有海等，2010），呈肉眼可见的白色冰状薄层（混有泥浆时为烟灰色）出露在岩层的裂隙中，或呈肉眼难辨的微细浸染状产在岩层的孔隙中（卢振权等，2010a，2010c；祝有海等，2009，2010），前者得到室内激光拉曼光谱仪检测结果的证实（刘昌岭等，2010），后者通过岩心中不断冒出的气泡、水珠和红外测温中的分散状低温异常证实存在这类水合物（祝有海等，2010）。
卢振权等（2010a）运用体积法对钻探区约0.4 km2的范围的天然气水合物资源量进行了估算，认为总的资源量约为94.2×104m3天然气，钻探区所在的木里地区天然气水合物潜在天然气资源量2710.92～2991.36亿m3，显示出祁连山冻土区天然气水合物具有很大的资源潜力。
2011年7月-9月，由中国地质科学院矿产资源研究所、勘查技术研究所和吉林大学等单位在DK8孔中开展了降压法和蒸汽热采法开采天然气水合物的验证工作，取得较好效果，为下一步在该地区进行天然气水合物的连续开采试验，甚至是工业开采奠定了基础。
虽然祁连山冻土区天然气水合物的勘探取得了重大突破并获得试开采试验的初步成功，但钻获天然气水合物的钻井分布区域有限，钻探及研究表明，天然气水合物在垂向上分布不连续，且产出层段在不同钻孔中横向上难以对比（卢振权等，2010b；祝有海等，2010；王平康等，2011），即祁连山冻土区天然气水合物在储层中的分布规律目前还不清楚，那么是不是该区天然气水合物储层内在本质上的非均质性直接决定着天然气水合物的不均匀分布呢？另一方面，钻探及研究表明，祁连山冻土区天然气水合物肉眼可见于不同岩层裂隙中，并得到室内激光拉曼光谱仪检测结果的证实（刘昌岭等，2010），而不同砂岩孔隙中仅见到一些与天然气水合物密切相关的异常，且很难在室内激光拉曼光谱仪中检测到，那么除了裂隙外，天然气水合物是不是还大量产出在不同岩层孔隙中呢，即孔隙结构与孔隙连通性的不同是不是直接影响到天然气水合物在砂岩孔隙中的分布呢？这两个问题已经成为制约该区天然气水合物勘探和试开采开发方案制定的瓶颈之一，而这两个问题的核心即与天然气水合物储层结构息息相关。
天然气水合物的开采与利用技术
天然气水合物的开采与利用技术从上个世纪开始，地球所拥有的能源资源日益受到争夺。
一方面，传统的石油、天然气等能源储备越来越稀缺；另一方面，气候变化的问题也日益凸显。
因此，寻求一种新的、更加环保的、可持续的能源替代方案成为了全球的一个重要议题。
天然气水合物便是其中一种具备极大潜力的新型能源。
1. 天然气水合物的概述天然气水合物（natural gas hydrate）是一种以天然气和水形成的晶体物质。
通常情况下，它们存在于海底地表下的冷水环境中，也有一部分形成于陆地地球表面。
据估算，全球天然气水合物的储量约为13万亿立方米，是石油和天然气储量的数倍。
2. 天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术还处于不断发展之中。
当前，它主要分为以下几个方面：（1）海洋水合物开采目前，大部分天然气水合物储藏在深水海底中，因此海洋水合物的开采技术是目前研究的主要方向。
一种广泛采用的方法是通过钻探钻井，在水合物储层中打洞，从而释放天然气。
不过，这种方法产量较低，只适合于少量储量的发掘。
另一种方法则是利用热力学的原理进行开采。
将水加热，从而分解水合物中的甲烷，进而回收天然气。
不过，这种方法需要大量的能源，并且存在着严重的环境风险。
（2）陆地水合物开采陆地水合物的开采相对较容易。
常用的方法是在深井中打洞，将水合物开采出来。
由于陆地水合物储藏量较少，因此这种开采方式主要适用于一些小规模的天然气储存。
3. 天然气水合物的利用技术需要注意的是，天然气水合物开采的难点不仅在于开采工艺，还包括由于天然气水合物的采掘可能会对环境带来的严重影响。
因此，面对此类能源储备的利用，我们需要采用一些更为环保的技术。
（1）替代传统燃料天然气水合物含有的甲烷可以被用作燃料，可以作为煤炭和碳氢化合物的可再生替代品，从而减少对传统石油煤炭资源的依赖。
此外，它还可以作为工业制备原料和肥料的源头，用于动力机械和交通运输。
（2）提高储存和运输效率天然气水合物是一种不稳定的物质，具有较低的压缩性和高的稳定性，且在常温下容易自行分解。
天然气水合物调查和研究现状
天然气水合物调查和研究现状引言天然气水合物是一种在高压、低温条件下形成的结晶体，由天然气分子和水分子组成。
它具有高含气量、高燃烧效率和丰富的资源潜力，被视为未来能源领域的重要替代品。
本文将对天然气水合物的调查和研究现状进行综述，包括其形成、开采技术、环境影响以及前景展望。
1. 形成机制天然气水合物的形成需要同时具备一定的压力和温度条件。
在海底的沉积物中，天然气与水结合形成水合物晶体，这是因为海底的高压和低温环境满足了水合物形成的条件。
此外，天然气水合物也存在于极地地区的冻土层中。
2. 开采技术目前天然气水合物的开采技术还处于初级阶段，但已经取得了一定的进展。
目前常用的开采方法包括压力释放法和化学添加剂法。
压力释放法是通过减小水合物所处的压力，使其解离释放天然气。
化学添加剂法则是通过添加特定的化学物质，改变水合物的稳定性，使其解离释放天然气。
这些开采技术还存在一些问题，如高成本、环境影响等，需要进一步研究和改进。
3. 环境影响天然气水合物的开采对环境可能会造成一定影响。
首先，开采过程中可能会产生大量的废水和废气，对水质和大气造成污染。
其次，开采后的地下空洞可能会引起地质灾害，如地面塌陷。
此外，天然气的燃烧也会产生二氧化碳等温室气体，对气候变化产生影响。
因此，在开采天然气水合物的同时，应该注重环境保护和可持续发展。
4. 前景展望天然气水合物作为一种新型的天然气资源，具有广阔的应用前景。
首先，天然气水合物具有高含气量，可以成为天然气的重要替代品。
其次，天然气水合物的资源量丰富，可以提供长期的能源供应。
此外，天然气水合物的开采技术还有待进一步完善和发展，未来可能会有更成熟的技术应用于实际生产中。
综上所述，天然气水合物具有巨大的发展潜力，对能源领域和环境保护具有重要意义。
结论天然气水合物是一种具有巨大潜力的能源资源，其调查和研究在不断进行中。
我们需要进一步拓展对于天然气水合物形成机制的了解，改进开采技术以提高生产效率，并注重环境影响的控制和可持续发展。
天然气水合物的开采技术
天然气水合物的开采技术天然气是一种重要的能源资源，它被广泛应用于工业、交通和生活等领域。
而天然气水合物作为一种新兴的可开采天然气资源，具有巨大的潜力和价值。
本文将介绍天然气水合物的开采技术，以及其在能源领域的应用前景。
什么是天然气水合物？天然气水合物是一种由天然气分子和水分子结合而成的固态化合物。
它形成于深海底部或寒冷的沉积盆地中，通常存在于深海的冷水层沉积物中。
天然气水合物的主要组成是甲烷，它是一种重要的能源物质。
与传统的天然气资源相比，天然气水合物具有更高的储量和能量密度，是未来能源开发的重要方向之一。
天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术主要包括以下几种方法：热解法热解法是目前应用最广泛的天然气水合物开采技术之一。
该方法利用热能将天然气水合物中的水分解为水蒸气和甲烷，从而释放出可用的甲烷气体。
热解法具有开采效率高、设备简单等优点，但同时也存在着能耗高、环境污染等问题。
减压法减压法是另一种常用的天然气水合物开采技术。
通过降低水合物所在区域的压力，使其转变为气态，从而释放出甲烷气体。
减压法相对于热解法来说，能耗更低、环境影响较小。
但是，减压法需要克服水合物稳定性带来的技术难题，因此在实际应用中还存在一定的挑战。
溶解法溶解法是一种较新的天然气水合物开采技术，它利用适当的化学物质将水合物溶解成天然气。
这种方法具有高效、环保等优点，并且可以同时提取水合物中的其他有价值的物质，如稀土元素。
然而，溶解法的工艺和设备要求较高，目前仍处于研究和试验阶段。
天然气水合物的应用前景天然气水合物的开采和利用对于解决全球能源需求、实现能源结构的清洁转型具有重要意义。
其具有丰富的资源储量、高能量密度、相对较低的碳排放等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
天然气水合物可以用作替代传统煤炭和石油的清洁能源，推动全球能源的可持续发展。
然而，天然气水合物开采和利用也面临一系列的挑战和问题。
如何降低开采成本、解决环境污染、提高开采效率等都是需要解决的关键问题。
冻土区天然气水合物地球物理勘探方法
2016年9月9日冻土区天然气水合物地球物理勘探方法陆程地球物理勘探方法简称物探，它主要包括重力、磁法、电法、放射性、地震和地球物理测井等勘探方法。
任何一种物探方法的有效性都受到地质、地球物理条件的限制。
针对冻土区天然气水合物最具代表性的物探方法包括音频大地电磁法和地球物理测井法两种。
1.音频大地电磁法音频大地电磁测深法是一种较成熟的勘探地球物理技术，其基本原理是根据地壳中不同岩层之间、岩石和矿石之间存在的电磁性质差异，利用地球上广泛分布的高频率范围的天然变化电磁场，进行中浅部地质构造研究的一种频率域电磁测深法。
由于这种方法不需要人工建立场源，具有装备轻便、成本低、勘探深部和分辨率适中等特点。
根据纯水合物的岩石物性与孔隙流体、大陆边缘不含水合物与游离气沉积物的岩石物性对比,一般认为沉积物中水合物的存在可造成纵波速度、横波速度的增加、密度减小或基本不变、电阻率增加、热导率减小。
相对正常沉积地层，天然气水合物表现出明显的高阻特征，而冻土带也呈现高阻特征。
因此，采用音频大地电磁法存在较好的物性前提条件。
在冻土区开展音频大地电磁测深调查，旨在查明永冻土分布、厚度及地下构造特征，分析天然气水合物成藏环境，为冻土区天然气水合物资源潜力调查与评价提供技术支撑。
2.地球物理测井法地球物理测井法是根据地球物理资料来提取钻孔剖面中可能含有天然气水合物带的物理特征，包括井径、中子伽马、电阻率、自然电位、声波以及中子孔隙度、密度等测井方法。
早在20世纪60年代~70年代，这种方法就用来预测北极永久冻土区内油气田钻井剖面中的天然气水合物富集带，现已成功应用于极地和深海天然气水合物的勘探中。
同时需要指出的是，测井资料也是研究井点附近天然气水合物的主地层沉积环境及演化的有效手段。
测井在水合物探测与储量评价领域发挥着重要作用，并且随着以勘探天然气水合物为目的的钻井增多，测井日益受到重视。
由于天然气水合物对沉积物具有胶结作用，使得沉积物比较致密，渗透性差，孔隙度低，在测井曲线上也有异常显示。
天然气水合物开采技术的研究现状
天然气水合物开采技术的研究现状天然气水合物是一种蕴含丰富甲烷的沉积物，其有着天然气的能量密集性和液态天然气的高效性，因此一直被视作具有极高潜力的清洁能源。
世界各国都在积极开展天然气水合物的勘探工作，但是开采天然气水合物的技术仍面临很多挑战和困难。
本文将介绍天然气水合物的开采技术研究现状。
一、天然气水合物开采技术的研究意义天然气水合物被认为是未来能源的重要组成部分，具有极高的经济和环境效益。
相较普通天然气而言，天然气水合物在资源储量方面的潜力更大，据估计，天然气水合物的储量是普通天然气的数倍。
而且，天然气水合物的开采不会对环境产生污染，能有效缓解对传统能源使用所面临的环境问题。
此外，利用天然气水合物作为能源还可以降低对石油和煤炭等传统能源的依赖，有助于促进国家的能源多元化和可持续发展。
二、现有的天然气水合物开采技术目前，天然气水合物的开采技术主要分为以下几种。
1. 带水层开采法该方法利用水合物与沉积物随着水深增加在温度和压力等自然条件下发生相变，通过加热来恢复油气。
但这种方法生产成本较高，开采难度较大。
2. 直接用井筒吸采法该方法是将井筒钻进水合物层内，通过给井筒注水，使水分析增加、压力降低，沿着井筒管道吸取天然气水合物。
这种方法成本较低，但随着井筒深度增加和温度和压力条件的变化，水合物易发生解除，导致开采难度的增加。
3. 热激发开采法该方法是通过注入高温高压流体来热激发天然气水合物，使其发生相变，从而将油气释放出来。
虽然这种方法成本相对较高，但开采效率高，且不会对环境产生污染，因此被认为是未来天然气水合物开采的有力竞争者。
三、天然气水合物开采技术研究存在的问题及展望1. 技术成熟度不高。
与传统油气开采相比，天然气水合物开采技术要更加高级和复杂，现有技术并不能有效解决其开采过程中面临的各个问题。
2. 安全隐患较大。
天然气水合物开采过程中存在较大的安全隐患，如果处理不当可能会对海洋环境产生严重的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京大学学报(自然科学版),第40卷,第6期,2004年11月Acta Scientiarum NaturaliumUniversitatis Pekinensis ,V ol.40,N o.6(N ov ,2004)述 评R eview 1)国家自然科学基金资助项目(40274040)收稿日期:2003210210;修回日期:2004204219天然气水合物勘探技术综述1)刘 影 史 (北京大学地球与空间科学学院,北京,100871)摘 要 天然气水合物是一种潜在的巨大能源,发展天然气水合物勘探技术,准确确定天然气水合物的分布与蕴藏量,对我国天然气水合物产业的建立有至关重要的作用。
目前,国际上天然气水合物调查研究已呈现多学科、多方法的发展趋势,而国内天然气水合物勘探刚刚起步。
总结了国内外地质、地球物理、地球化学等天然气水合物勘探技术,并介绍了我国天然气水合物的研究现状。
关键词 天然气水合物;地球物理勘探技术;地球化学勘探技术中图分类号 P 740 引 言天然气水合物,又称笼形化合物(Clathrate ),是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH 值等)下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。
其天然气成分有CH 4、C 2H 6、C 3H 8、C 4H 10等同系物以及C O 2、N 2、H 2S 等。
其中当甲烷分子含量超过99%时称为甲烷水合物(Methane Hydrate )。
在陆地,天然气水合物产于永冻层地区200～2000m 深处[1]。
在大洋,天然气水合物在沉积物中稳定深度为0～1000m [2]。
天然气水合物的能量密度很高,据理论计算,1m 3饱和天然气水合物在标准条件下可释放出164m 3的甲烷气体,是其他非常规气源岩(诸如煤层气、黑色页岩)能量密度的10倍、常规天然气能量密度的2～5倍,因此它是一种优质高效的燃料,可作为优质能源[2,3]。
据第28届国际地质大会资料,全球天然气水合物中天然气储量为218×1014m 3,是目前世界上已探明的普通天然气储量114×1014m 3的2倍[5],因而是一种潜在的巨大能源。
同时,由于天然气水合物具有特殊亚稳定状态的成矿系统,增温或减压会使捕获的气体释放,导致海底滑塌和滑坡等地质灾害,而且释放出的甲烷是一种重要的温室效应气体,其温室效应为C O 2的20倍。
可见天然气水合物在资源、环境、灾害3个方面均处于非常重要的地位[2～8]。
发展天然气水合物勘探技术,准确确定天然气水合物的分布与蕴藏量,对天然气水合物产业的建立有至关重要的作用。
目前天然气水合物勘探主要利用地球物理方法,如地震反射法中的BSR 技术、测井技术、钻孔取样技术等等。
地球化学方法也是重要的天然气水合物勘探方法。
489 第6期刘 影等:天然气水合物勘探技术综述 1 天然气水合物地球物理勘探技术目前,各国采用的地球物理勘探方法主要有地震,测井,热流测量,钻井取芯,海洋电磁法探测技术等。
1.1 地震勘探法地震勘探是目前进行天然气水合物勘探最常用的、也是最重要的普查方法。
地震方法的原理是利用不同地层中地震反射波速率的差异进行目的层探测。
由于声波在天然气水合物中传播速率比较高,是一般海底沉积物的2倍(大约为313kmΠs)[9],故能够利用地震波反射资料检测到大面积分布的天然气水合物。
1.1.1 BSR技术海洋天然气水合物存在的一个重要地震剖面特征是似海底反射层(BSR),它代表天然气水合物稳定带的基底,BSR之上为天然气水合物稳定带。
因为天然气水合物稳定带之下的沉积物中经常渗透有一定量的水,同时还可能饱含受上层天然气水合物层屏蔽的气体,而地震波在水和气中的传播速率都比较低(水中的速率大约为115kmΠs),故地震波在天然气水合物稳定带以下地层中传播速率也相应较低,一般为114～115kmΠs。
由于地震波在天然气水合物稳定带和BSR之下地层中传播速率的明显差异形成一个较强的波阻抗反射面,产生较强振幅的反射波;同时,由于天然气水合物稳定带基底在一定的区域内总是出现在大致统一的深度,故来自这个反射界面的正常地震波也就大致平行于海底,因而称为似海底反射面[9]。
BSR常分布于海底地形高地之下或陆坡之上,且随水深的增加而增加,随地温梯度的变化而变化[3]。
BSR反射波极性与海底极性相反,这也是可能存在天然气水合物的标志。
目前,在秘鲁海槽、中美洲海槽、北加利福尼亚和俄勒冈滨外,南海海槽及南极大陆和贝加尔湖都发现了BSR的存在。
同时通过深海钻探已证明这些具有BSR的地层确实存在天然气水合物[10]。
天然气水合物存在带的另一个重要地震特征被称作“空白”(blanking)。
“空白”是地震波强反射的标志。
由于天然气水合物的固结作用,赋存天然气水合物的地层密度近乎“均一”,因而穿透其中的反射波往往变弱,在BSR之上出现“空白带”,此“空白带”层段有时与正常沉积层的反射波斜交或近乎平行。
空白反射效果在整个天然气水合物黏结层中都会出现,可用以估算天然气水合物的赋存量[3,9～12]。
值得注意的是,BSR与天然气水合物稳定带基底并不存在一一对应的关系。
出现BSR不一定有天然气水合物存在,例如成岩变化也能产生类似BSR的现象。
但成岩深度与计算出的天然气水合物稳定带深度不符,由此可将它们区分开来[3]。
不存在BSR,有时也会有天然气水合物存在[11,13]。
由于地震波在冰胶结永冻层的传播速度与天然气水合物层的传播速度相当,所以在永冻土地区,天然气水合物层在地震剖面上就不会有明显的异常出现。
因而,BSR技术不能用于永冻土地区天然气水合物勘探,而测井技术可用于永冻土地区天然气水合物勘探[14]。
1.1.2 速度和振幅结构(VAMPS)速度和振幅结构(Velocity and Am plitude Structures)在地震记录上由直接在“下拉”现象之上的有限“上拉”现象组成。
VAMPS的出现表明存在天然气水合物和下伏的游离气体。
在不变形背景中的一般平缓起伏的沉积物的地震剖面上,BSR难以“拾取”,但VAMPS却可以识别确589 北京大学学报(自然科学版)第40卷 定是否存在天然气水合物,如白令海盆地。
在有广阔、平缓起伏沉积物的大洋盆地中,如有天然气水合物则最有可能出现VAMPS。
VAMPS被认为是直接在深气源之上形成的天然气水合物引起的[15,16]。
1.1.3 垂直地震剖面VSP利用VSP资料可以判别地层是否存在天然气水合物及提供天然气水合物储量参数。
在美国东南大陆边缘布莱克海台[11],加拿大Mackenzie三角洲进行了纵波激发的零偏、非零偏的VSP勘探,横波激发的零偏VSP勘探,得到了纵波速度、横波速度的垂向分布,标定了地震层位[17]。
1.2 测井技术由于天然气水合物对沉积物的胶结作用使得沉积物比较致密,孔隙度减小,渗透和扩散强度降低,不仅在地震剖面上有明显的特征显示,而且在测井曲线上也有异常显示。
因而地球物理测井技术成为天然气水合物勘探中一种有效的手段。
测井技术主要用于:(1)确定天然气水合物、含天然气水合物沉积物在深度上的分布;(2)估算孔隙度与甲烷饱和度;(3)利用井孔信息对地震与其他地球物理资料作校正。
同时,测井资料也是研究井点附近天然气水合物的主地层沉积环境及演化的有效手段。
可见,测井在天然气水合物探测与储量评价领域发挥着重要的作用,并且随着以勘探天然气水合物为目的钻井增多,日益受到重视。
1.2.1 常规测井方法在大洋沉积环境,测井响应容易识别天然气水合物或含天然气水合物带。
沉积物测井性质的一般范围见表1。
表1 沉积物测井性质的一般范围[19]T able1 C omm on ranges of in situ log properties沉积物V PΠ(km・s-1)V SΠ(km・s-1)RΠ(Ω・m)ρΠ(g・cm-3)ΦΠ%γΠAPI块状天然气水合物312～316116～117150～2001104～110620～5010～30含天然气水合物沉积物117～315014～116115～1751170～21035～7030～70饱和水沉积物115～2100175～110110～310117～21035～7050～80含气沉积物114～116014～017115～315111～11550～9030～80 通常,天然气水合物存在层段的常规测井数据具有以下特征[18,19]:电阻率测井(双感应):与饱和水的地层相比,天然气水合物层位表现出具有相对高的电阻率偏移,一般是水电阻率的50倍以上。
自然电位测井:与含游离气的层位相比,天然气水合物层位负偏移幅度相对较低。
井径测井:天然气水合物层位显示特大的井眼尺寸,这是由于天然气水合物分解导致岩石稳定性破坏引起的。
声波时差测井:与饱和水或游离气的层位相比,含天然气水合物层位声波时差降低,约比水低131μΠm。
中子孔隙度测井:含天然气水合物层位中子孔隙度略有增加,这与含游离气层位中子孔隙度明显降低恰好相反。
密度测井:含天然气水合物层位与饱和水的层位相比,密度略有降低。
γ射线测井:由于形成天然气水合物的水为纯水,水合物层段的API值要比相邻层段明显增高。
1.2.2 特殊测井方法在永冻层中出现的冰与天然气水合物有相似的物理性质,因而表现出相似的测井特征,使689 第6期刘 影等:天然气水合物勘探技术综述 得应用测井响应识别和评估天然气水合物和天然气水合物带变得复杂化。
此外,在钻井和测井过程中由于热侵入造成的井孔周围天然气水合物迅速分解可能导致含天然气水合物层的测井响应与含气层的测井响应相似,使定量估计天然气水合物变得更加复杂,这就要求采用一些特殊的测井技术来提高天然气水合物识别、评价质量。
介电测井:由于冰和天然气水合物的介电常数有显著差异(在273K条件下,冰的介电常数是94,而天然气水合物为58),所以介电测井可能成为在永冻层识别天然气水合物的一种可行方法[20,21]。
钻井同时记录(logging2while2drilling,简称LW D)技术:将传感器置于钻头上方,这样,在钻头切穿地层之后数分钟内就可以测得孔隙度、电阻率、自然伽马和其他测井参数。
LW D技术与传统测井方法相比主要有以下优点:(1)在不稳定的海洋钻孔中可得到高品质的数据;(2)在整个钻井过程中都可测得数据,尤其是临近洋底的重要的浅层层段,这段数据用传统测井方法无法得到;(3)几乎在钻井同时测量,孔隙度和渗透率没有发生明显改变;(4)可得到随深度连续变化的数据,用来校正由于不能100%进行岩心恢复造成的采样偏差[22]。
地层微电阻率扫描技术(FMS):采用地层微电阻率扫描技术可得到井壁高分辨率的电阻率特征图像,从而得出岩层中反映天然气水合物性质和结构的信息。