天然气水合物资源开发现状及最新进展
天然气水合物研究与开发
天然气水合物研究与开发天然气水合物是一种新型的燃料资源,其储量相当丰富,可成为未来能源转型的重要后备力量。
目前,天然气水合物研究与开发已经成为全球能源科技的热点。
一、什么是天然气水合物天然气水合物,是一种以天然气和水形式结合的化合物,也称为天然气冰或脆冰。
它的分子结构是由天然气分子和水分子构成的六边形晶格结构,其中天然气占70%左右,水分子占30%左右。
由于这种化合物在常温常压下呈脆性,有如冰块,因此被称为水合物。
天然气水合物分布广泛,主要分布在浅海和大陆架上,特别是北极地区、南海和日本海等开垦较少的区域。
据估算,全球天然气水合物储量超过14万亿立方米,其中中国的海域储量最高,达3400亿立方米以上,是世界最大的天然气水合物资源国家。
二、天然气水合物研究与开发现状天然气水合物研究和开发虽然起步较晚,但近年来取得了密集的进展。
目前,全球主要的天然气水合物开发国家包括日本、美国、加拿大、印度、中国等。
在日本,多家大型能源公司已经积极投资天然气水合物的开发研究。
日本已经建立了一系列天然气水合物研究机构,主要研究领域包括天然气水合物开采、运输、存储等方面。
美国和加拿大也在积极开展天然气水合物研究工作,主要集中在研究天然气水合物的资源量和开采技术等。
美国已经成立了多个天然气水合物研究中心和联合实验室,而加拿大则在开采海域天然气水合物方面颇具优势。
在印度,天然气水合物研究和开发也备受重视。
印度天然气公司和国家天然气水合物公司联合投资,开展天然气水合物研究和开采工作。
中国也将天然气水合物作为战略能源资源来进行研究开发。
自2013年以来,中国天然气水合物开发基地建设进展迅速,中国海油、中海油、中化集团等多家国内大型能源公司也进行了天然气水合物研究和开发工作。
三、天然气水合物的优缺点与传统燃料相比,天然气水合物具有许多优点。
首先,天然气水合物储量丰富,可作为未来的主要能源资源;其次,天然气水合物燃烧释放出的二氧化碳排放量较低,不会对环境造成较大污染;最后,天然气水合物与液化天然气相比,其产生的碳排放量更少,能源利用效率更高。
全球及中国天然气水合物开发现状分析
全球及中国天然气水合物开发现状分析一、全球天然气水合物试采现状分析天然气水合物(Natural Gas Hydrate,NGH)是水和甲烷气体形成的非化学计量性笼状晶体物质。
它的形成不仅需要时间和空间,还需要气源、水以及低温和高压的条件,因而主要在冻土层以下和海底陆坡生成。
其在自然界中大量存在且分布广泛,已在全球的79个国家超过230个区域发现天然气水合物。
目前国际上先后在俄罗斯麦索雅哈、加拿大马更些三角洲、中国祁连山、美国阿拉斯加北坡冻土区和日本南海海槽、中国南海神狐地区进行过开采试验。
2020年,中国进行了第2次试采,使用了包括水平井+降压法等在内的一系列先进技术。
此次试采创造了产气总量86.14×104m3、日均产气量2.87×104m3两项世界纪录,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。
二、中国天然气水合物开采现状分析目前已在中国南海、东海及青藏高原发现天然气水合物样品5处,发现地质、地球物理、地球化学等赋存标志7处,并在其他地区发现一系列异常标志。
天然气水合物资源量是指地层(沉积物)中所蕴藏的水合物资源总量,不管发现与否以及能否被开发利用。
依据工作程度可将资源量分成已发现资源量和待发现资源量两部分,并可进一步细分成潜在资源量、理论资源量、推测资源量、推定资源量、可采资源量和探明资源量等。
储量则指经过合理评价得出的有经济开发价值的天然气水合物量,依地质工作程度可细分成推测储量、推定储量、可采储量和探明储量等。
三、中国天然气水合物开采技术现状分析目前,中国海域天然气水合物开采技术包括降压法、原位破碎抽取法、CO2置换法、加热法及注入抑制剂等,其中降压法和原位破碎抽取法是主要研究方向,试采试验都取得较好效果。
目前,国内外海域天然气水合物开采技术均未成熟,普遍存在单井产量低、开采成本过高、开采效率低等问题,难以支撑商业化开采,各种天然气水合物开采方式的优缺点对比如下:四、中国深海水合物开发理论与技术趋势海洋水合物开发作为国家能源重大发展战略,不仅是国家经济社会发展的重大现实需求,也是能源发展方式转变的重大现实需求,其开采技术具有意义重大和难度巨大的双重属性,在国家层面具有战略性和革命性特征,在技术层面具有前沿性和竞争性特点。
天然气水合物资源开发挑战与前景
天然气水合物资源开发挑战与前景天然气水合物(Gas Hydrates)是一种结晶化合物,由天然气和水分子在特定的温度和压力条件下形成。
在地球深海和极地地区广泛存在,被认为是地球上最丰富的可燃冰资源。
天然气水合物的开发潜力巨大,然而,其开发面临着一系列的挑战。
本文将探讨天然气水合物资源开发的挑战,并展望其前景。
天然气水合物开发面临的挑战主要包括技术挑战、经济挑战和环境挑战。
首先,技术挑战是天然气水合物开发面临的主要问题之一。
天然气水合物的开采和提取技术相对复杂,需要克服高压、低温、高含固相等恶劣条件。
由于水合物在较低温度下会失去稳定性,开采过程中需要通过降低温度或增加压力来防止水合物分解。
此外,水合物的输送和储存也是一个技术上的挑战,因为水合物具有较低的密度和高的体积。
解决这些技术难题需要开发新的开采和提取技术,提高天然气水合物的开发效率和经济性。
其次,经济挑战也是天然气水合物开发的重要问题。
当前的天然气市场价格相对低廉,而天然气水合物的开发成本相对较高。
天然气水合物开发需要大量的投资和技术支持,包括钻探设备、生产设备和运输设备等。
此外,由于天然气水合物资源分布在深海和极地地区,开发成本更高。
因此,如何降低开发成本,提高投资回报率,成为天然气水合物开发需要解决的经济问题。
最后,天然气水合物开发也面临着环境挑战。
天然气水合物的开采会涉及到海洋生态系统和大气环境的保护。
在开采过程中,可能会对海底生态系统造成破坏,同时水合物释放的天然气还可能对气候变化产生影响。
因此,可持续的开发和利用天然气水合物资源的方式需要综合考虑生态环境保护和碳排放减少。
然而,尽管面临着这些挑战,天然气水合物开发在能源领域仍然具有巨大的前景。
首先,天然气水合物资源丰富,储量可观。
根据各种估计,全球天然气水合物资源量远远超过传统天然气资源,远超过石油储量的两倍以上。
这意味着天然气水合物有着巨大的潜力成为未来能源的重要来源。
其次,天然气水合物是一种清洁能源,相比于传统能源资源,其燃烧过程中排放的二氧化碳和其他有害气体较少。
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。
天然气水合物开采现状与挑战
天然气水合物开采现状与挑战天然气水合物是一种新型的天然能源资源,被广泛认为是未来能源领域的重要矿产资源。
它是天然气与水分子在适当的压力和温度条件下结合形成的晶体固态物质,通常存在于深海和极低温环境中。
天然气水合物的开采虽然面临着诸多挑战,但随着技术的发展和能源需求的增长,对天然气水合物的开采和利用持续增加。
天然气水合物的开采现状可以说还处于起步阶段。
目前,全球已探明的天然气水合物资源主要分布在北极、南海、日本海和美国海域等地。
其中,日本和美国是天然气水合物研究和开发最为活跃的国家之一。
日本是全球天然气水合物储量最丰富的国家,而美国则以其海洋天然气水合物研究领域的先进技术而闻名。
另外,中国也积极参与天然气水合物的研究和开发,目前已取得一些重要进展。
然而,天然气水合物的开采面临着许多挑战。
首先,天然气水合物的开采技术相对复杂,需要克服高压高温环境、海底条件限制等问题。
其次,天然气水合物属于深海开采,需要投入巨大资金和海洋工程技术。
此外,天然气水合物的开采过程中可能释放大量的甲烷气体,该气体是一种强效温室气体,对气候变化具有重要影响。
同时,天然气水合物的开采还需面对国际海洋法的约束和保护环境的责任。
为了克服这些挑战,科学界和工业界已经展开了广泛的研究和创新。
一方面,各国加大了沿海天然气水合物的勘探和开发投入,加快了技术的发展和成熟度。
例如,日本开展了亚洲首个海上天然气水合物试采,取得了一定的成果。
美国则在开发海洋天然气水合物方面进行了大规模的研究和示范项目。
另一方面,研究人员也在努力寻找更有效的开采技术和解决方案。
比如,通过改良气体吸附剂、超临界水煮法等技术,以提高天然气水合物的开采效率。
此外,国际合作也是解决天然气水合物开采挑战的重要途径。
各国可以分享经验、互相学习,共同应对开采过程中遇到的技术和环境问题。
在此基础上,建立公平和可持续发展的国际规则,保护海洋环境和资源,确保天然气水合物的可持续开发和利用。
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。
天然气水合物开发的现状与前景展望
天然气水合物开发的现状与前景展望天然气水合物是一种新兴的能源,被认为是未来能源的主要来源之一。
它是水与天然气分子在高压、低温条件下结合形成的一种物质。
随着石油、天然气等传统能源储量的逐渐枯竭,天然气水合物的开发成为了全球范围内的热门话题。
现在,让我们来了解一下天然气水合物开发的现状和前景。
一、天然气水合物开发的现状天然气水合物作为一种新兴的能源,其开发及利用技术还不够成熟。
目前,全球已确认的天然气水合物储量超过2000亿立方米,而中国拥有的天然气水合物储量更是高达14000亿立方米。
尽管找到了大量的天然气水合物储量,但发展水合物开采技术依然是一个长期的过程。
目前,有关天然气水合物开发的研究主要集中在三个方面:一是开采技术方面,二是运输和储存方面,三是利用技术方面。
在开采技术方面,天然气水合物的开采需要的高压、低温条件给水合物挖掘带来了很大的挑战。
也因此,目前开采技术比较笨拙,成本较高。
但随着技术的不断发展,相信完善的开采技术会降低开采成本,提高生产效率。
在运输和储存方面,为了避免水合物在运输或储存过程中发生变形和解离,需在加压和降温条件下储存和运输。
这也会增加成本。
在利用技术方面,天然气水合物的甲烷含量高,是一种优质的燃料,其燃烧产生的二氧化碳排放量明显少于燃煤燃气等传统燃料。
但是,由于天然气水合物开采技术不成熟,需全方位储存和运输,这也给利用带来了巨大的困难。
二、天然气水合物开发的前景展望天然气水合物开发在全球石油资源日益枯竭的背景下备受关注。
其广阔的开采空间与巨大的储量让人们对其前景充满期待。
首先,天然气水合物的开采效益可想而知。
目前,天然气水合物是人类已知的最大的未被利用的天然气储存库,开采天然气水合物将给全球的能源供应带来巨大的促进作用,解决能源短缺的问题。
而且,天然气水合物的燃烧是无害的,不会对环境造成威胁,符合环保产业发展的要求。
这都为天然气水合物的发展、推广与应用提供了广泛的空间。
天然气水合物开采技术的发展现状
天然气水合物开采技术的发展现状天然气水合物是一种高效利用燃料资源的新兴能源,它的开采技术在我国已有一定的历史。
目前,随着相关技术的不断发展和完善,我国的天然气水合物开采技术也在不断提升,未来的前景十分广阔。
天然气水合物的地质特点天然气水合物是在海洋深处和极地底部的低温高压条件下形成的,通常位于水深500~1000米、海底温度0~10°C的层位。
其形成方式类似于冰结晶,由甲烷、水和少量的其他气体(如二氧化碳、氦、氢等)在适宜的压力和温度下形成晶体状结构。
与天然气和石油相比,天然气水合物的资源规模非常庞大。
据估计,全球天然气水合物储量约为290万亿立方米,相当于传统地下天然气储量的数十倍。
可见,天然气水合物是未来燃料产业的发展方向之一。
国内天然气水合物的开采状况我国的天然气水合物开采工作始于20世纪90年代,主要集中在爱国者海盆、珠江口盆地和南海等地区。
随着国内外相关技术的进步,我国在天然气水合物的开采和利用方面取得了不少进展。
目前,我国已经掌握了一系列天然气水合物的开采技术,包括水平井开采、大规模试采、加热法开采、自然漏气开采等。
其中,水平井开采是一种较为成熟的技术,已经成功应用于我国三江盆地和珠江口盆地的实施试验中。
在实际开采过程中,相应的生产设备也得到了不断的改进和完善。
例如,开采船的设计和制造、海底管线的布设和连接、气液分离和储存设备等,都得到了不断的提升和改善。
未来天然气水合物开采技术的发展趋势随着全球能源需求的不断增长,未来天然气水合物的开采将会成为燃料产业的发展方向之一。
在此过程中,我国需加快技术研究和开发,积极探索更有效、更安全的开采技术。
一方面,我国可以进一步完善水平井的开采技术,并深入研究其他开采方法的适用性及可行性。
另一方面,也可以加强配套技术和设备的研发和生产,优化开采流程,提高生产效率和安全性。
未来还有一个重要趋势是实现天然气水合物的太空开采。
由于天然气水合物储量广大而位置分散,因此在上层海洋的开采不太现实。
天然气水合物资源的开发利用
天然气水合物资源的开发利用天然气水合物是一种新兴的天然气资源,也被称为“冰燃料”。
它以水的形式存在,在高压和低温的条件下形成,是一种结晶的、类黑色固体物质,其中包含着天然气分子。
随着全球天然气产量逐渐减少和对清洁能源需求的增加,水合物资源的开发利用成为国际上一个备受关注的热点。
本文将从以下几个方面来探讨天然气水合物资源的开发利用。
一、天然气水合物资源的状况天然气水合物被广泛分布于大洋中的海底和极地海域,是一种富含能源的重要天然气资源。
据测算,全球水合物储量约为1.5万亿立方米,是世界天然气资源总储量的数倍。
其中,日本、中国、美国等国家都有较为丰富的水合物资源储量。
但由于其开采难度和成本较高,目前全球尚未对其进行大规模的商业开发利用。
二、天然气水合物的开采技术天然气水合物由于存在于深海等艰苦的环境中,因此其开采难度和风险明显高于传统的天然气资源。
目前,普遍采用的天然气水合物开采技术主要有两种:下行式钻井与钻井完井联合体技术。
下行式钻井是在水合物层通过钻井作业,然后将管道连接到井口和固定平台上,最后通过管道输送天然气。
钻井完井联合体技术是利用专用的水合物采集器吸收水合物,然后再通过管道输送天然气。
虽然两种方法各有优劣,但是技术难度都比较大,在开采中需要不断创新和完善。
三、天然气水合物的市场前景天然气水合物作为一种新兴的能源资源,其市场前景非常广阔,具有巨大的经济增长潜力。
首先,天然气水合物的储量丰富,能够满足全球能源需求的日益增长。
其次,天然气水合物的燃烧产生的二氧化碳和其他有害物质较少,与传统化石燃料相比,可以降低环境污染和温室气体的排放。
此外,随着技术的不断进步和成本的降低,天然气水合物的开采利用成本将逐渐降低,有望成为一种更为可行的清洁能源。
四、我国天然气水合物开发利用现状我国是天然气水合物资源比较丰富的国家之一,目前也在积极开展有关的开发利用工作。
截至2021年初,我国已经建成南海天然气水合物试采井,取得了明显进展。
天然气水合物的研究现状
天然气水合物的研究现状一、引言天然气水合物(气烟团结物)是一种在海洋和极地等寒冷条件下形成的天然气与水分子结合形成的固态物质,被誉为“能源界的黑马”。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力,在能源领域具有广泛的应用前景。
二、天然气水合物的形成机理天然气水合物的形成主要是由于天然气在寒冷的海底和土壤中长期存在而形成。
气体分子在寒冷的环境中容易与水分子形成水合物,形成水合物后,则使水合物的晶体结构发生变化,形成具有网络结构的天然气水合物。
三、天然气水合物的储量与分布天然气水合物被认为是未来能源开发的重要方向之一,其储量巨大,被称为气体领域的“碳水化合物”。
据国际能源署评估,全球天然气水合物资源量可达455万亿立方米,相当于标准煤200年的储量。
目前,天然气水合物的主要分布地区在北极、南极、北太平洋和印度洋等区域。
四、天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术目前还相对不成熟。
目前主要采取的方法是钻井开采,通过钻井、注水、注气等方法将天然气水合物从海底或土壤中开采出来。
五、天然气水合物的应用前景目前天然气水合物的应用前景十分广泛,包括替代煤、替代油、替代石油天然气、替代核能等方面。
此外,天然气水合物还可以用于制氢。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力,在未来的能源市场上将具有重要的地位。
六、结语天然气水合物的研究和开发对于我国的能源安全和国民经济发展具有重要的战略意义。
为了推动天然气水合物的开发,中国政府正在积极制定相关政策,为天然气水合物的研究和开发提供支持和保障。
未来天然气水合物必将成为我国能源领域的重要战略资产。
天然气水合物开采技术的发展状况和前景展望
天然气水合物开采技术的发展状况和前景展望近年来,天然气水合物作为一种新型能源被广泛关注,其具有丰富的储量、高能量密度、清洁环保等优点。
天然气水合物以冰蜡状的形式存在于海洋和陆地沉积物中,开采技术具有极高的难度,但随着技术的不断进步,天然气水合物的开采已经不再是梦想,逐渐成为现实。
本文将就天然气水合物开采技术的发展现状、技术趋势以及未来展望进行探讨。
一、天然气水合物开采技术现状天然气水合物的开采技术可分为三种:地面开采、水下开采和深水开采。
1.地面开采地面开采主要是通过地下冷却技术,即在水合物层埋入一定的冷却管,在管外侧的温度逐渐降低至水合物热稳定范围时,水合物变形破裂,并在管内进一步形成为气态烃类,然后抽采其中的天然气。
这种开采方法的缺点是成本高、效益低,而且只能在浅层沉积物中使用,且对于海洋环境的影响较大,因而应用范围较小。
2.水下开采水下开采就是在水下减压下将水合物瓦斯导出,然后通过管道将其转移至生产平台。
通过对水合物沉积层的大规模直接采集,可以大大降低水合物瓦斯的开采成本,具有生产效益较高的优点。
水下开采技术已经得到了部分钻探勘探和采掘实验的证明,但是在实际应用中还面临许多挑战,如开采难度大、生产线路长、设备易受环境影响等问题。
3.深水开采深水开采是一种较为新的开采方式,利用下潜作业器械直接在水合物层中挖掘,然后将物料同步导向生产平台或采集站,其优点经济性好、开采效率高。
这种技术虽然目前还没有达到生产实际的阶段,但是未来前景十分广阔。
二、天然气水合物开采技术趋势1.海洋平台目前,天然气水合物储量大部分存储于海洋平台,因此开采技术的发展趋势也将向海洋平台发展。
传统的天然气水合物开采技术有许多限制,而海洋平台也面临着许多挑战,需要通过合理设计,创新优化,提高技术效率。
2.温度适应性天然气水合物开采技术需要具有一定的温度适用性,因为海洋深度不同受到地心引力不同的作用,不同深度所面临的海底温度也不一样。
2024年天然气水合物开采市场分析现状
2024年天然气水合物开采市场分析现状1. 简介天然气水合物是一种在特定温度和压力条件下形成的油气储层,其中天然气以水合物形式存在。
天然气水合物资源丰富,潜力巨大,具有高能量密度、低温排放等特点。
天然气水合物的开采市场一直备受关注,本文将对天然气水合物开采市场的现状进行分析。
2. 市场规模天然气水合物开采市场的规模不断扩大。
目前全球已发现的天然气水合物储量估计超过数万亿立方米,其中大部分储量分布在深海地区。
根据国际能源署(IEA)的预测,未来几十年内,天然气水合物可能成为世界主要的能源来源之一。
3. 市场发展趋势在天然气水合物开采市场,存在以下发展趋势:3.1 技术进步天然气水合物开采技术一直处于不断发展的阶段。
随着海洋工程技术和油气勘探技术的进步,开采技术逐渐成熟,越来越多的水合物储层得以开发。
新兴技术如深海定向钻井、水合物溶解开采等也为水合物开采提供了更多可能性。
3.2 投资增加天然气水合物资源的潜力吸引了越来越多的投资者。
各国政府和能源公司纷纷加大对水合物开采的投资。
例如,日本和中国等国家在深海地区进行了多次试验开采,以探索商业化开发的可行性。
3.3 市场竞争加剧随着天然气水合物开采技术的不断成熟和市场的潜力逐渐被认可,市场竞争加剧。
各国能源公司和国际能源巨头均将天然气水合物开采作为未来的发展方向,加大投资力度争夺市场份额。
同时,技术创新和合作也成为提高竞争力的重要因素。
4. 市场挑战天然气水合物开采市场面临一些挑战:4.1 成本高昂天然气水合物开采的成本比传统天然气开采更高,在技术研发、设备建设、作业环境等方面都需要更多的投入。
这使得许多潜在投资者对水合物开采的经济可行性持怀疑态度。
4.2 环境保护天然气水合物开采过程中可能对环境产生一定影响。
例如,水合物开采可能导致海底地质变化、水质污染等问题。
在开采过程中,需要采取有效的环境保护措施,以减少对海洋生态环境的影响。
4.3 市场不确定性天然气水合物市场目前仍处于开拓阶段,市场前景和商业化开发的可行性仍存在一定的不确定性。
2024年天然气水合物市场分析现状
2024年天然气水合物市场分析现状1. 引言天然气水合物是一种具有巨大潜力的能源资源,在全球能源市场中具有重要的地位。
本文将对天然气水合物市场的现状进行分析,包括市场规模、市场需求、供应和价格等方面。
2. 市场规模天然气水合物是一种富含天然气的固态物质,其蕴藏量巨大。
根据研究数据,全球天然气水合物储量可能达到数万亿立方米,远远超过常规天然气的储量。
然而,目前全球开发和利用天然气水合物的能力仍相对较低,市场规模较小。
3. 市场需求天然气水合物具有高能量密度和清洁燃烧特性,被认为是一种理想的替代能源。
随着全球能源需求的增长和对清洁能源的需求不断增强,对天然气水合物的需求也得到了提升。
目前,天然气水合物市场主要供应工业生产和居民用气两方面的需求。
工业生产需要大量的能源供应来满足生产和运营的需求,而居民用气则主要用于热水供应、采暖和燃气灶等日常生活用途。
随着工业化和城市化进程的推进,对天然气水合物的需求将进一步增加。
4. 市场供应目前,天然气水合物的开发技术还相对不成熟,且成本较高。
全球仅有少数国家在天然气水合物的开发和利用方面取得了一定的进展,其中包括日本、中国、美国等国家。
由于天然气水合物的开采难度大、技术要求高,目前全球供应量相对较低,无法满足市场需求。
然而,随着技术的不断进步和成本的降低,预计未来几年天然气水合物的供应量将逐步增加。
5. 市场价格天然气水合物的价格受多种因素影响,包括市场供需关系、开采成本、技术进展等。
由于目前天然气水合物市场规模相对较小,供应量有限,价格较高。
然而,随着天然气水合物技术的成熟和供应量的增加,预计未来市场价格将逐渐下降。
此外,全球对清洁能源的需求不断增加,也有望推动天然气水合物的市场价格上升。
6. 结论天然气水合物作为一种具有巨大潜力的能源资源,在全球能源市场中具有重要的地位。
市场规模虽然较小,但随着技术的不断发展和成本的降低,天然气水合物的市场可能会得到进一步扩大。
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。
天然气水合物的研究现状与开发前景
天然气水合物的研究现状与开发前景天然气水合物是一种重要的天然气资源,具有高能量密度和环保特性,是未来能源发展的重要方向之一。
目前,全世界普遍关注天然气水合物的研究与开发,离开了天然气水合物的开发,未来的能源供给将面临巨大的风险。
天然气水合物是一种化学物质,在超低温和高压的环境下,天然气分子与水分子形成了稳定的结晶体,形成了天然气水合物。
天然气水合物是一种混合物,含有约90%的甲烷和其他的烷烃和少量的氮气和二氧化碳等气体。
目前,全球的天然气水合物资源储量估计为1.3×10¹⁶ m³,相当于常规天然气资源储量的数倍,其中海洋天然气水合物资源占主要部分,可能存在于全球各大洋的海洋沉积物中。
而除了海洋天然气水合物外,陆地上也存在天然气水合物,如中国黑龙江省松花江地区的恒山东、华阳等,逾350个天然气水合物钻井点。
天然气水合物的开采利用并不容易,需要克服很多技术难题。
但近年来,全球的天然气水合物研究成果大幅增加,相关技术也得到了极大的发展。
目前,国内外都对天然气水合物的研究开展了大量的工作,积累了大量的经验和数据。
以下是天然气水合物的研究现状与开发前景分析:一、天然气水合物的研究现状1.开采技术的研究目前,开采利用天然气水合物的主要技术包括采出法、渗滤法、溶解提取法、熔化提取法、热水蒸汽驱替法、水力喷射法、微生物转化法等,同时,水平井、多相流、气水分离等技术也是研究重点。
2.天然气水合物的开发实验国内外的研究机构通过实验室和大规模开发试验对天然气水合物开发和操作进行了验证。
目前,日本在深海天然气水合物的研究和开发技术方面处于世界领先,但由于技术难度和安全性等问题,目前全球尚无商业化建设。
国内目前正在进行陆地天然气水合物勘探,储量巨大,但开发技术尚不成熟。
3.天然气水合物的数值模拟通过数值模拟,可以更好地了解天然气水合物的特性、分布规律和开采模式等。
目前,国内外已经开展了许多天然气水合物数值模拟研究,但模拟结果存在不确定性,需要结合实验和现场数据进行校准。
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储量丰富的天然气资源,被誉为“燃气之王”,具有巨大的经济价值和战略意义。
然而,由于其特殊的地质环境和化学性质,天然气水合物的开采一直是一个技术难题。
本文将介绍天然气水合物开采技术的现状和发展趋势。
一、天然气水合物的特点天然气水合物是一种在高压高温条件下形成的冰样物质,由天然气分子和水分子在适当的温度和压力下结合而成。
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。
天然气水合物广泛分布于深海沉积物和极地地区的陆相沉积物中,是一种重要的非常规天然气资源。
天然气水合物具有以下特点:1. 储量丰富:据估计,全球天然气水合物资源量约为10万亿立方米,是传统天然气资源的数倍甚至数十倍。
2. 分布广泛:天然气水合物分布于全球各大洲的深海和极地地区,是一种具有全球性战略意义的能源资源。
3. 开采难度大:天然气水合物的开采受到地质条件、化学性质等多方面因素的限制,技术难度较大。
二、天然气水合物开采技术现状目前,全球对天然气水合物的开采技术已经取得了一定进展,主要包括以下几种技术:1. 压降法:通过降低水合物层的压力,使其解聚释放天然气。
这种方法适用于陆相沉积物中的天然气水合物开采。
2. 加热法:通过加热水合物层,使其温度升高,从而破坏水合物结构,释放天然气。
这种方法适用于深海沉积物中的天然气水合物开采。
3. 化学添加剂法:向水合物层注入化学添加剂,改变水合物的化学性质,促使其解聚释放天然气。
4. 微生物法:利用特定微生物在水合物层中生长繁殖,产生代谢产物破坏水合物结构,释放天然气。
三、天然气水合物开采技术的发展趋势随着科技的不断进步和对能源资源的需求增加,天然气水合物的开采技术也在不断发展。
未来天然气水合物开采技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 高效节能:未来的天然气水合物开采技术将更加注重能源利用效率和环保性,采用更加节能环保的开采方法。
2. 智能化技术:随着人工智能、大数据等技术的发展,未来的天然气水合物开采将更加智能化、自动化。
天然气水合物资源勘探与开发技术研究进展
天然气水合物资源勘探与开发技术研究进展天然气水合物,是天然气分子与水分子在一定温度和压力条件下形成的固态化合物,具有巨大的潜在能源储量。
近年来,随着人类对能源需求的不断增长以及传统石油和天然气资源的减少,天然气水合物逐渐成为全球能源行业关注的焦点。
天然气水合物资源的勘探与开发技术也在不断发展和突破,为解决能源问题提供了新的可能性。
一、天然气水合物资源勘探技术的研究进展天然气水合物资源的勘探是实现其可持续利用的基础。
当前的天然气水合物勘探技术主要包括露天采样、岩石物理探测和钻探试验等。
其中,露天采样是目前应用最广泛的一种方法,通过收集从海洋底部冒出的天然气水合物样本,来研究其分布、组成和物理性质。
岩石物理探测技术则通过测量反射波和传播速度等数据,间接推断天然气水合物的存在和含量。
钻探试验则是直接钻取样本来验证和评估地下水合物的储量。
这些技术的不断发展完善,为天然气水合物资源的精确勘探提供了可靠手段。
同时,利用现代地球物理勘探技术也取得了一定的突破。
例如,通过声波测井技术可以得到水合物层的密度、压力和声波速度等信息,帮助确定水合物储层的分布和特征。
电磁测井技术则可以测量电阻率、磁化率等物理参数,从而推测水合物的存在。
二、天然气水合物资源开发技术的研究进展天然气水合物资源的开发是将其转化为可利用能源的关键环节。
目前,主要的开发技术包括艇载采集和常压溶解技术。
艇载采集技术是将水合物从海底采集到船上,再经过分离、恢复、脱除水分等步骤,最终得到天然气产品。
这种技术采集和处理过程复杂,对技术设备和人员要求较高,但能够直接利用水合物资源,是一种较为直接和高效的开发方式。
常压溶解技术则是在常温常压下,以添加剂辅助,将水合物转化为气相和水相,以便进行进一步处理。
该技术相对较为简单,无需特殊设备和条件,能够有效地提高水合物开发的经济性和可行性。
同时,储存和输送技术也是水合物资源开发的重要环节。
尽管天然气水合物在水下的压力和低温环境下保持稳定,但一旦离开这种环境,水合物会发生分解或变形。
天然气水合物开采技术的研究现状与前景
天然气水合物开采技术的研究现状与前景天然气是人类能源消耗的主要来源之一,但是传统的天然气开采方式面临新的挑战和限制,其中最重要的是可采储量和采集成本的问题。
为了解决这一问题,人们开始研究利用天然气水合物的开采技术。
本文将对天然气水合物开采技术的研究现状及其前景进行探讨。
一、什么是天然气水合物?天然气水合物(Gas Hydrate)是一种在海床或深层地下岩石中形成的物质,其主要成分为甲烷和水。
这种物质在特定的高压和低温条件下形成,形成的原理类似于普通的冰。
天然气水合物在地球表层的水填充地层中广泛存在,而且数量十分丰富,其储量甚至可能远超过传统天然气。
二、天然气水合物的开采技术研究现状目前,天然气水合物开采技术研究正在不断深入。
以下是一些相关技术的主要研究内容:1.水合物的勘探技术由于水合物是一种处于水下深处的物质,因此天然气水合物的勘探难度较大。
针对这一问题,目前的勘探技术主要包括地震勘探和电磁勘探。
地震勘探是利用地震波的反射和折射规律,探测水合物层位和地下构造。
电磁勘探则是通过测量地下电磁场来确定水合物分布情况。
2.水合物的开采技术目前常用的水合物开采技术主要有三种:热解、压力平衡和化学物质注入法。
热解技术是将水合物加热,使甲烷与水分离,然后利用抽吸机将甲烷抽出。
压力平衡技术则是通过搭建压力平衡系统,使水合物中的甲烷自行释放,然后利用抽吸机将甲烷抽出。
化学物质注入法是将特定化学物质注入水合物中,使之分解成甲烷和水,然后再利用抽吸机将甲烷抽出。
三、天然气水合物开采技术的前景天然气水合物开采技术的发展前景是巨大的。
其主要原因是,天然气水合物是一种储量丰富、能源密度高、能够替代传统化石燃料的新型能源。
随着科技的进步,对天然气水合物的勘探、开采技术不断优化,其可采储量将会越来越大。
而且,因为天然气水合物的资源分布广泛,其开采能够避免一些传统化石燃料开采的局限性,从而保障全球能源供应的安全性。
总的来说,天然气水合物开采技术的研究和发展将会为全球能源产业的发展带来一系列深远的影响,在未来的发展中,值得关注和期待。
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。
天然气水合物开发技术和应用前景
天然气水合物开发技术和应用前景随着全球能源的快速消耗和环境污染的加重,替代石油和煤炭成为当前世界能源发展的热点。
天然气水合物是一种新型天然气资源,其储量巨大,主要分布在北极、南海等地。
这种能源资源的发掘需要掌握先进的开发技术和适用的应用前景,才能更好地满足人们日益增长的能源需求和环境保护的需求。
一、天然气水合物开发技术1. 存在的问题天然气水合物开发面临的主要问题是可持续性和经济性。
在探明天然气水合物的前提下,开发和利用天然气水合物的障碍主要包括以下几点:(1)开采难度大,成本高,技术复杂。
天然气水合物储藏于深水区和极地等地带,要么处于水下深度713米以上的大洋水域,要么位于极其寒冷和恶劣的气候环境中。
因此,开发和利用天然气水合物的成本极高,技术难度极大。
(2)环保问题。
天然气水合物开采和利用都需要大量的能源和化学物质,且会对海洋环境产生很大的影响,如沉积物搅拌、底层生物受到侵害、水质受到污染等。
(3)缺乏完善的交通运输设施和基础设施。
目前国内外尚缺乏完善的天然气水合物开发基础设施和交通运输设施,缺乏完善的技术服务保障和人才储备。
2. 开发技术为掌握天然气水合物的开发技术,必须分析天然气水合物结构的特点和它们与环境之间的相互关系。
(1)探测技术。
由于天然气水合物地理学分布规律复杂,探测技术的发展水平是天然气水合物开发的前提,目前,探测技术的主要方法包括地震探测技术、海洋测量技术、钻井和钻井显示技术、地球物理化学技术等。
(2)开发技术。
在天然气水合物的开采工程中,需要采用高压高温关键技术、树干气柱诱导采采技术、水力加载和冲击诱导等技术来克服水合物的稳定性和相互作用力、从而使天然气水合物成功开采。
除此之外,针对沉积物成分、截层氧化等问题,需要采取相应的技术手段加以解决。
3. 国内外概况目前,我国的天然气水合物资源储量丰富,但是开发技术还处于初级阶段。
国内针对天然气水合物开发技术方面的研究工作主要集中于资源探测和化学成分研究等方面,而国外则已经取得了一定的研究成果,如日本、美国和加拿大等国已经开展了相应的探测和开发工作。
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天然气水合物资源开发现状及最新进展中国新能源网| 2009-3-3 9:57:00 | 新能源论坛| 我要供稿特别推荐:《中国新能源与可再生能源年鉴》(2009)征订摘要:天然气水合物是20世纪发现的一种新型后备能源,被喻为21世纪石油天然气的理想替代资源,是目前地球上尚未开发的最大未知能源库。
本文介绍了天然气水合物的开发历程、资源状况、现有的开发技术方法与发展趋势,同时也总结了天然气水合物开发领域取得最新成果和认识。
最后得出天然气水合物的研究方向,并建议广泛的参与国际合作。
关键词:开发天然气水合物资源现状开发技术最新进展一、天然气水合物开发历程天然气水合物是以甲烷CH4为主的气态烃类物质(含少量CO2、H2S等非烃分子)充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶状化合物,是在高压、低温条件下形成的。
它是继煤、石油和天然气等能源之后的一种潜在的新型能源,广泛存在于沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘和北极地区的永久冻土区。
20世纪60年代初,前苏联借助地球物理方法首次在西伯利亚永冻层中发现了天然气水合物,随后美、加在加拉斯加北坡、马更些三角洲冻土带相继发现了大规模的水合物矿藏。
70年代初英国地调所科学家在美国东海岸大陆边缘所进行的地震探测中发现了“似海底反射层”(Bottom Similating Reflector,英文称BSR)。
紧接着于1974年又在深海钻探岩芯中获取天然气水合物样品并释放出大量甲烷,证实了“似海底反射”与天然气水含物有关。
70年代和80年代,深海钻探计划(DSI)和大洋钻探计划(ODP)陆续实施,在全球多处海底发现了天然气水合物,大规模的国际合作相继开展,天然气水合物研究以及综合普查勘探工作进人全面发展阶段。
1991年美国能源部组织召开“美国国家天然气水合物学术讨论会”。
1995年冬ODP64航次在大西洋西部布莱克海台组织了专门的天然气水合物调查,打了一系列深海钻孔,首次证明天然气水会物广泛分布,肯定其具有商业开发的价值。
同时指出天然气水会物矿层之下的游离气也具有经济意义。
如今,新技术、新方法的大量应用使天然气水合物的研究朝着更全面、更精深的方向发展。
二、天然气水合物资源现状1.天然气水合物储量图1 世界有机碳分布(单位:1015吨)天然气水合物资源总估算值的差别非常大,从标准温度压力下的1×1015立方米到5×1015立方米,再到21×1015立方米。
这远比常规天然气资源的总估算值(57×1013立方米)大得多。
天然气水合物估算值为天然气地质储量值,实际产量仅仅是这一数量的百分之几。
但是,天然气的可能生产量仍然会高于常规天然气资源的产量(如图1)。
目前各国科学家对全球天然气水合物资源量较为一致的评价为2×1016,是剩余天然气储量(156×1014m3)的136倍。
2.天然气水合物产量目前,除了小型现场试验之外,唯一实现开采的是俄罗斯的麦索亚哈天然气水合物气田,所以未来的产量尚不确定。
但是由于水合物矿藏自身的厚度非常的大(可达几百米),全世界甲烷水合物潜在产量将非常可观。
参与试验性开采比较积极的国家有日本、加拿大、美国、德国和印度等。
依据近年来试验性开采的成果和今后的技术进步看,在2015~2020年发达国家实现工业规模开采水合物在技术上是可行的,但实现商业开采则值得探讨。
3.天然气水合物资源分布已发现的天然气水合物主要存在于世界范围内的沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘,尤其是与泥火山、热水活动、盐泥底辟及大型断裂构造有关的深海盆地中,可能还包括扩张盆地(图2)和北极地区的永久冻土区。
大西洋的85%、太平洋的95%、印度洋的96%的地区中含有天然气水合物,且主要分布于洋底之下200~600米的深度范围。
图2全球天然气水合物分布(1)海洋中的分布目前,世界已调查发现并圈定有天然气水合物的海域主要分布在西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、南海海槽、苏拉威西海、新西兰北岛;东太平洋海域的中美海槽、北加利福尼亚-俄勒冈滨外、秘鲁海槽;大西洋海域的美国东海岸外布莱克海台、墨西哥湾、加勒比海、南美东海岸外陆缘、非洲西西海岸海域;印度洋的阿曼海湾;北极的巴伦支海和波弗特海;南极的罗斯海和威德尔海,以及黑海与里海等。
中国在西沙海槽、东沙陆坡、台湾西南陆坡、冲绳海槽、南海北部等区域也发现了天然气水合物的大量地球物理与地球化学证据。
目前世界这些海域内有88处直接或间接发现了天然气水合物,其中26处岩芯见到天然气水合物, 62处见到有天然气水合物地震标志的似海底反射(BSR),许多地方见有生物及碳酸盐结壳标志。
(2)大陆中的分布全球天然气水合物在大陆主要分布于阿拉斯加北坡、加拿大马更些三角洲等地(详见表1)。
有调查证据显示,中国青藏高原永久冻土带区域也可能蕴藏着大量的天然气水合物资源。
表1全球天然气水合物在大陆的主要分布地点三、天然气水合物开发技术与方法从20世纪60年代苏联发现麦索雅哈气田至今,天然气水合物的开发思路基本上都是首先考虑如何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物分解,然后再将天然气采至地面。
一般来说,人为地打破天然气水合物稳定存在的温度压力条件,造成其分解,是目前开发天然气水合物中甲烷资源的主要方法。
现阶段提出的方法可以归为这么几类:加热法、降压法、添加化学剂法、驱替法、综合法等1.加热法将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体从地面泵入水合物地层,也可采用开采重油时使用的火驱法,总之只要能促使温度上升达到水合物分解的方法都可称为热激发法。
热开采技术的主要不足是会造成大量的热损失,效率很低。
特别是在永久冻土区,即使利用绝热管道,永冻层也会降低传递给储层的有效热量。
在热刺激模型中,水合物产生的热传导控制技术有两种:(1)用热水或蒸汽循环注入预热井。
通过数值实验表明:水合物的储层最小应有15%的孔隙度,厚度应有7.5 cm。
如果注射液的温度为340 K~395 K之间,则可满足其经济可行性的需要。
(2)利用电磁或微波等直接加热。
为了更有效利用热能,可在井下安装加热装置,设备较复杂,也可利用微波加热,通过波导将微波导入井底,直接加热水合物或水。
图3 加热法开采天然气水合物近年来,在用加热法开采稠油时,为了提高加热效率,采用井下装置加热技术,井下电磁加热方法就是其中之一,实践证明电磁加热法是一种比常规开采技术更为有效的方法。
这种方法就是在垂直(或水平)井中沿井的延伸方向在紧邻天然气水合物带的上下层内(或天然气水合物层内)放入不同的电极,再通以交变电流直接对储层进行加热。
电磁热还很好地降低了流体的粘度,促进了气体的流动。
Islam进行的模拟计算结果表明,利用该方法分解水合物是可行的。
2.降压法通过降低压力而使天然气水合物稳定的相平衡曲线移动,从而达到促使水合物分解的目的。
一般是在水合物层之下的游离气聚集层中“降低”天然气压力或形成一个天然气空腔(可由热激发或化学试剂作用人为形成),使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。
开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法,另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的,进而达到控制水合物分解的效果。
减压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发,因而其可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。
但是,单使用减压法开采天然气是很慢的,是一种弱化被动式开采。
研究者认为,当水合物层下面存在自由气藏时,降压开采是最有效的方法。
前苏联麦索雅哈气田的开采实践即证明了这一点。
3.添加化学剂法某些化学剂,如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改变水合物形成的相平衡条件,降低水合物稳定的温度。
当将上述化学剂从井孔泵入后,就会引起天然气水合物的分解。
添加化学剂法较加热法作用缓慢,但确有降低初始能源输入的优点,其最大缺点是费用太高。
4.其他方法近期有学者提出用CO2置换开采,用压力将相平衡压力较低,更容易形成水合物的CO2通入天然气水合物储层,通过形成二氧化碳水合物放出的热量来分解天然气水合物,同时可以用来处理工业排放的CO2。
也有人提出直接在井底放一个高温催化炉,把甲烷催化成一氧化碳和氢气,利用放出的热量来分解水合物。
除了以上常见的开发方法,一种新的天然气水合物开发方法是在深海使天然气水合物颗粒化,或将天然气水合物装入一种可膨胀的软式气袋(其内部保持天然气水合物稳定所需要的温度压力条件)中,再用潜水艇把天然气水合物拖到大陆架附近的浅水地区,在那里,天然气水合物能够缓慢地分解,产生燃料和水。
最近,日本学者用试验证实了将空气中的CO2分离与天然气水合物开发相结合的可能性。
从方法的使用来看,单单采用某一种方法来开采天然气水合物是不经济的,只有结合不同方法的优点才能达到对水合物的有效开采。
例如将降压法和热开采技术结合使用,即先用热激发法分解天然气水合物,后用降压法提取游离气体(如图4),这样取得的效果可能会更好一些。
图4 综合法开采天然气水合物四、天然气水合物开发技术新进展20世纪中后期特别是进人21世纪以来,世界天然气水合物研发取得了一系列新进展和技术进步,主要有:①一些国家开始执行新一轮国家计划,以《大洋钻井计划》水合物调查为代表的国际合作项目完成,其他国际合作项目亦成绩斐然,水合物国际学术交流活动日益频繁,文献量逐年增多;②加拿大麦肯齐三角洲Mallik3IJ-38,Mallik4L-38和MallikSIJ-38井组完成了永久冻土带水合物的试验性开采(旨在解决每口井的水合物气采收率,每口井的产量,开采成本和水合物气价等问题),日本和美国制定了明确的商业开采时间表,并着手进行海洋水合物试验性开采;③水合物地质学和地球化学研究在气源、运移和成藏模式上有新发现和新见地,高分辨率三维地震勘探和其他新的地球物理调查技术确定井位的成功率提高,钻井取样技术趋于成熟;⑤在室内实验模拟和陆上永冻土区开采试验(包括钻井、试井、测井和完井试验)基础上,海洋水合物工业开采技术将接受海底条件的检验和进一步积累经验。
在描述和讨论了天然气水合物开发领域的最新发展和成果,如果天然气水合物受降压或增温的影响,在温度不稳定的情况下,水合物会分解为气和水。
若天然气水合物在粗粒沉积物孔隙内,井筒周围降压会造成水合物分解,释放出来的气体会流经多孔介质,流到井筒,最后到达地面设施。
水合物生产甲烷的技术有可能是从常规油气生产技术直接改进而得。
没有人通过水合物矿藏生产能力的长期测试来探明甲烷量,大部分水合物矿藏的大小和地质环境也尚未界定。
但是,阿拉斯加和加拿大北极现场进行的小型流动测试以及对这些己确定矿藏的模拟说明,运用改进的常规天然气生产技术可从水合物中生产甲烷。