冻土带水合物有效开采方法研究毕业论文
《冻土地层水合物法封存CO2的特性的实验研究》范文
《冻土地层水合物法封存CO2的特性的实验研究》篇一一、引言随着全球气候变化问题日益严峻，二氧化碳（CO2）排放量的增加成为人类面临的重要问题。
因此，开发有效的CO2封存技术显得尤为重要。
冻土地层水合物法作为一种新兴的CO2封存技术，具有广阔的应用前景。
本文通过实验研究，探讨了冻土地层水合物法封存CO2的特性和效果。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的材料包括CO2气体、冻土地层水合物、土壤样品等。
2. 实验方法（1）制备冻土地层水合物：在实验室条件下，模拟冻土地层环境，制备水合物样品。
（2）CO2注入实验：将CO2气体注入水合物样品中，观察其与水合物的相互作用。
（3）封存效果评价：通过分析水合物对CO2的吸附能力、封存稳定性等指标，评价封存效果。
三、实验结果与分析1. CO2与水合物的相互作用实验结果表明，当CO2气体与水合物接触时，两者发生相互作用，形成一种稳定的复合物。
这表明冻土地层水合物具有良好的吸附CO2的能力。
2. 封存稳定性分析通过实验发现，在冻土地层环境下，CO2与水合物形成的复合物具有较高的稳定性。
这得益于冻土地层较低的温度和较高的压力环境，使得复合物结构更加稳定。
此外，水合物的微孔结构为CO2提供了大量的吸附位点，增强了封存稳定性。
3. 封存效率评价实验结果表明，冻土地层水合物法封存CO2的效率较高。
在一定的注入条件下，水合物能够快速吸附CO2，形成稳定的复合物。
此外，该方法具有较好的可操作性，可在实际环境中广泛应用。
四、讨论1. 影响因素分析冻土地层水合物法封存CO2的效果受多种因素影响，如温度、压力、水合物种类等。
在实验过程中，我们发现较低的温度和较高的压力有利于提高封存效果。
此外，不同种类的水合物对CO2的吸附能力也存在差异。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的水合物种类和操作条件。
2. 与其他封存技术的比较与其他CO2封存技术相比，冻土地层水合物法具有以下优势：首先，该方法具有较高的封存效率和稳定性；其次，冻土地层资源丰富，为该方法提供了广阔的应用空间；最后，该方法对环境影响较小，具有较好的可持续性。
冻土带水合物成藏机制研究
断层对水合物成藏的影响
通过对陆域高原天然气水合物成藏方面的研究， 初步认为断层和永 久冻土层对天然气水合物成藏的控制作用主要表现在以下3 个方面: ①区域主断层可作为深部气体运移的通道,当断层为深部主断层时，该断层 可为深部气体向上运移提供通道， 有利于天然气水合物成藏； ②小断层和破碎带可为水合物提供部分流体来源及储存空间，稳定带内的 页岩、煤层产生的气体发生局部运移，在粉砂岩及裂隙中形成脉状或颗 粒状水合物。 ③永久冻土层为天然气水合物成藏提供了局部的封闭构造，如果没有永久 冻土层， 延伸至近地表的断裂就成了天然气水合物分解逸出的通道， 破 坏了水合物的稳定性。
对于多年冻土区天然气水合物的形成，最重要的因素是地温梯度、气体 组分、孔隙流体盐度、孔隙压力等，其中地温梯度和气体组分最为重要 。这两个因素决定了多年冻土区天然气水合物形成的温压条件和储藏量 。地温梯度越小，那么天然气水合物可以在更大深度的地质环境条件下 形成；气体组分决定了天然气水合物的相平衡状态，比如甲烷水合物形 成时的温压条件要比丙烷水合物形成条件苛刻得多。 多年冻土区天然气水合物的形成需要充足的烃类气源、地下水、适合的 温度和压力 4 个基本条件。烃类气源和地下水也许与多年冻土无关；但 温度和压力条件与多年冻土有密切的关系，受到了多年冻土热状态、多 年冻土厚度以及多年冻土层下地热梯度等的控制和影响。
木里冻土区水合物储层岩性多以粉砂岩、油页岩、泥岩和细砂岩为 主，含少量中砂岩，且泥岩和油页岩占90% 以上；主要存在两种天然气 水合物赋存类型，一是以薄层状、片状、团块状赋存于粉砂岩、泥岩和 油页岩裂隙面中的“裂隙型天然气水合物”，一是以浸染状赋存于细粉 砂岩、中砂岩孔隙中的“孔隙型天然气水合物”。 泥岩和油页岩是由颗粒很细的碎屑岩（颗粒直径小于0.05mm）组成 的致密岩石，岩石本身渗透性极差，没有任何储集和渗透能力，因此天 然气水合物仅能储存于岩石发育的各类裂缝中，即形成裂隙型天然气水 合物。粉砂岩、细砂岩和中砂岩的储集性则主要跟储集岩孔隙类型、孔 隙度和渗透率有关，易于形成孔隙型天然气水合物。 而高纬度冻土区水合物多存在于粗颗粒卵石或含砂层中，主要为孔 隙型水合物。而泥层和泥砂层由于孔隙度较低，孔隙尺寸小而不利于水 合物的形成，目前野外研究发现粗颗粒沉积物中水合物饱和度明显要比 细颗粒沉积物中要高。
《冻土地层水合物法封存CO2的特性的实验研究》范文
《冻土地层水合物法封存CO2的特性的实验研究》篇一一、引言随着全球工业化进程的加快，碳排放问题已成为环境保护和可持续发展领域的热点问题。
因此，有效且安全地储存碳已经成为科学研究的关键课题。
其中，冻土地层水合物法封存CO2技术以其独特的优势引起了广泛关注。
该技术利用冻土地层中水合物形成的特性，将CO2转化为固态水合物，从而达到封存的目的。
本文旨在通过实验研究，探讨冻土地层水合物法封存CO2的特性和影响因素。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验主要使用的材料为冻土样品、CO2气体以及实验所需的化学试剂。
所有材料均需符合实验要求，确保实验结果的准确性。
2. 实验方法（1）制备冻土样品：选取适宜的冻土地层样品，进行必要的处理和制备，以模拟实际环境下的冻土条件。
（2）水合物法封存CO2：在制备好的冻土样品中注入CO2气体，通过控制温度、压力等条件，使CO2与水形成水合物。
（3）观察与记录：在实验过程中，观察并记录水合物的形成过程、形态变化以及封存效果。
三、实验结果与分析1. 水合物的形成与特性在适宜的温度和压力条件下，CO2与水形成水合物。
水合物的形成过程稳定且迅速，形成的水合物外观呈现一定的结构特征。
通过扫描电镜等手段观察水合物的微观结构，发现其具有较高的致密性和稳定性。
2. 封存效果及影响因素（1）封存效果：实验结果显示，冻土地层水合物法封存CO2具有较高的封存效率和稳定性。
封存后的CO2以固态水合物的形式存在，有效避免了气体泄漏和排放。
（2）影响因素：实验发现，温度、压力和冻土样品的性质是影响封存效果的关键因素。
在适宜的温度和压力条件下，水合物的形成更加稳定；而冻土样品的性质如含水量、矿物质成分等也会影响水合物的形成和封存效果。
四、讨论与展望1. 实验讨论冻土地层水合物法封存CO2具有诸多优点，如封存效率高、稳定性好等。
然而，在实际应用中仍需考虑一些因素。
首先，温度和压力的控制对水合物的形成和封存效果具有重要影响，需在实验过程中进行精确控制。
最新冻土研究报告范文
最新冻土研究报告范文近年来，随着全球气候变化的加剧，冻土研究成为了一个备受关注的领域。
冻土是指处于0℃以下，质点含冰的地层，主要分布在高寒地区。
冻土的研究对于理解地球气候变化、推动生态文明建设以及提升地质工程技术都具有重要意义。
在这篇报告中，我们将介绍最新的冻土研究成果，并探讨其对环境与工程领域的影响。
首先，最新的冻土研究发现了冻土对全球气候变化的响应机制。
研究表明，由于气候变暖，冻土融化速度加快，导致其中的冰层逐渐消失。
这一过程会释放大量的温室气体，如甲烷和二氧化碳，进一步加剧全球变暖。
因此，保护冻土成为了阻止气候变化的重要任务之一。
其次，冻土研究在生态文明建设中发挥了重要作用。
冻土地区的生态环境对于地球生态系统的稳定和可持续发展至关重要。
研究发现，冻土中的微生物能够分解阴寒条件下的有机物质，维持物质循环的平衡，并在冻土融化后释放出的气体中发挥影响。
此外，冻土地区的植被对防止水土流失、保护生物多样性、维持地下水系统等方面也具有重要作用。
因此，通过研究冻土生态系统的结构和功能，可以为冻土地区的生态环境保护与恢复提供科学依据。
最后，冻土研究对于地质工程技术的发展也具有重要意义。
在寒冷地带进行工程建设时，必须考虑和应对冻土的特殊性。
研究发现，冻土存在严重的蠕变性和收缩性，会对建筑物的稳定性造成威胁。
同时，冻土地区的低温和高湿度条件也会对工程材料的性能产生影响。
因此，通过深入研究冻土的力学行为和热力学特性，可以提升工程项目的设计和施工质量，减少工程风险。
综上所述，最新的冻土研究成果在多个领域都发挥着重要作用。
通过研究冻土对全球气候变化的响应、冻土生态系统的保护与恢复、冻土地区的地质工程技术应用等方面，可以推动气候变化的阻止、生态文明的建设以及地质工程技术的发展。
随着科技的不断进步和研究方法的不断改进，相信冻土研究将继续为全球可持续发展做出更大的贡献综上所述，冻土研究在全球可持续发展方面扮演着重要角色。
沐雪燃冰——中国冻土区天然气水合物调查探究 展望篇
资源博览展望篇苏 新 中国地质大学（北京）海洋学院教授、博士。
主要从事海洋微体古生物和地层学、古海洋学，天然气气水合物调查相关的沉积学、冷泉生物和微生物学，洋中脊多金属硫化物调查相关的地质基础研究。
主持或参加国家及部级项目60多项，其中“973”项目2项，国家自然科学基金项目5项。
发表相关论文70多篇。
获省部级科学技术奖或科技成果奖等多项奖项。
我国前期在祁连山的水合物钻探取得了重大突破，揭示了水合物发育于侏罗系含煤地层这样一个十分独特的水合物油气系统，具有重要的资源、科学和环境意义。
国内外十多年来的研究表明，水合物在地层中的形成和分布，除了温度、压力和气源条件之外，地质条件（沉积、构造等）也是重要的控制因素。
我国陆域天然气水合物的勘查面临3个主要的困难：其一，缺乏成熟的地球物理（如海洋中BSR方法）勘查方法；其二，前期基础地质调查薄弱，青藏高原冻土地区前期基础地质调查薄弱，构造和地层复杂;其三，气源和冻土的环境复杂，导致调查或钻探预测的困难。
今后卢海龙 北京大学讲席教授、博士。
自1995年以来一直从事天然气水合物有关研究，研究内容涉及天然气水合物的勘查和开发利用、实验室分析测试、实验模拟、数值模拟，等等。
他在野外调查、开发利用以及基础研究等方面取得了显著成果。
2015年当选为“李四光学者”。
天然气水合物因其巨大储量，作为一种潜在的能源受到广泛关注。
特别是2013年3月日本在南海海槽进行的世界首次海域天然气水合物开发试验中获得日产2万方的气体成果后，对天然气水合物的工业化开发已经提上了日程。
值得注意的是，虽然与微生物作用有关的生物成因气对水合物的形成起到了至关重要作用，而深部来源的热成因气的作用也不可忽视。
这样，如何利用天然气水合物与深部热成因气的关系来寻找深部油气，就成为一个值得关注的方向。
天然气水合物和深部油气共探，不但可以提高经费的使用效13我国自在祁连山地区发现天然气水合物之后，就更加重视冻土区天然气水合物勘探技术实验研究工作，但是迄今为止，仍未建立起有效的地球物理、地球化学勘探技术体系。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究【摘要】本文针对陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法进行了研究。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
接着在分别介绍了地质勘探方法、地球物理勘探方法、地球化学勘探方法以及综合勘探方法。
在对这些技术方法进行了优劣比较，展望了未来研究方向，并总结了本文的主要观点。
通过本文的研究，可以为陆域冻土区天然气水合物的勘探提供重要的参考和指导，有助于更有效地开发和利用这一资源。
【关键词】陆域冻土区、天然气水合物、勘探技术、地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探、综合勘探、优劣比较、未来研究、总结。
1. 引言1.1 研究背景陆域冻土区是指在地表下存在冻土的大陆地区，其中包含丰富的天然气水合物资源。
天然气水合物是一种特殊的天然气储藏形式，是在适当的压力和温度条件下形成的天然气与水结合而成的晶体物质。
由于其丰富性和环境友好性，天然气水合物被认为是未来能源的重要替代品。
在陆域冻土区勘探天然气水合物并非易事，受限于复杂的地质条件和技术手段。
目前国内外关于陆域冻土区天然气水合物勘探技术方法的研究仍然处于探索阶段，需要进一步深入研究和探索。
本文旨在对陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法进行系统研究和总结，以提升勘探效率和准确性。
通过分析不同的地质勘探方法、地球物理勘探方法、地球化学勘探方法以及综合勘探方法，探讨其优劣势和适用性，为未来陆域冻土区天然气水合物的勘探工作提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨在陆域冻土区天然气水合物的勘探过程中，如何运用不同的技术方法来提高勘探效率和准确性。
通过对地质勘探方法、地球物理勘探方法和地球化学勘探方法等多种技术手段的综合应用，实现对天然气水合物资源的准确勘探和评估。
通过对不同技术方法的优劣比较，找出最适合该地区勘探的方法，并为未来的研究提供参考和指导。
本研究旨在深入探讨陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法，为我国天然气水合物资源的开发利用提供科学依据和技术支持。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究随着全球能源需求的不断增长，对于替代传统能源的新能源的需求也日益迫切。
天然气水合物被认为是一种潜在的大规模替代能源资源，尤其对于陆域冻土区，其富集程度和分布广泛性使得其成为了被广泛关注的勘探对象。
对于陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法的研究显得非常重要。
一、陆域冻土区天然气水合物的分布特点陆域冻土区的天然气水合物主要分布在高纬度地区的陆上和浅水区域，包括北极圈地区、俄罗斯东西伯利亚和远东地区、加拿大北部、美国阿拉斯加地区等地带。
这些地区的气候寒冷，地下温度在零下0℃以下，这种低温条件对天然气水合物的形成和存储起着至关重要的作用。
1. 地球物理勘探技术地球物理勘探技术是对天然气水合物进行勘探的主要技术之一。
地震勘探技术是在勘探区域内进行地震波的发射和接收，通过地震反射和折射的信息来获得关于地下构造、岩性和天然气水合物的分布信息。
地震勘探技术在陆域冻土区的应用可以提供地下构造和地层信息，为进一步的勘探提供基础数据。
电磁勘探技术是利用地下电磁场的变化来获得地下储层的信息，从而判断可能存在的天然气水合物储集层。
该技术可以在陆域冻土区获得更精细的地下电性特征，对于天然气水合物的分布提供更为精准的信息。
2. 钻探技术对于陆域冻土区的天然气水合物勘探，钻探技术是必不可少的一项技术。
钻井是通过在勘探区域内钻探井眼，获取地层样品和地下气体样品的方法。
通过对样品的地质学和地球化学分析，可以获得有关天然气水合物储集情况的信息，为未来勘探和开发提供依据。
3. 测井技术测井技术是在钻孔中使用各种仪器进行测量，以获得地下储层的物理性质和地层属性。
测井技术可以提供关于孔隙度、渗透率和天然气水合物饱和度等信息。
在陆域冻土区的应用中，测井技术可以为勘探提供宝贵的地下信息。
三、技术方法研究进展随着对陆域冻土区天然气水合物的研究不断深入，勘探技术方法也在不断创新和完善。
对地球物理勘探技术的研究和应用得到了不断提升，新型的地震勘探方法、电磁勘探方法和重力、磁性测量等技术的应用将为陆域冻土区天然气水合物的勘探提供更丰富的信息。
漠河冻土带天然气水合物地震采集关键技术
漠河冻土带天然气水合物地震采集关键技术葛志广;陈永生;周小仙【摘要】The exploration research on gas hydrate resources in permafrost areas has aroused much attention due to its huge potential re-source value.Although the seismic exploration technology of marine gas hydrates is almost mature,the seismic exploration technology of gas hydrate in terrestrial permafrost area is still in the research phase,and there are still many problems in data acquisition,processing and interpretation. In this paper,the authors carried out the research on the seismic acquisition technology of gas hydrate in terrestrial permafrost area inChina,conducted a comprehensive analysis and established a geological model of the study area on the basis of geo-logical and geophysical data obtained in Mohe permafrost area.To tackle the exploration difficulties of the thin permafrost layer and deep complex structures,the authors conducted forward modeling based on the waveequation.Meanwhile,through a comparative analysis of the collected data,the authors put forward the data acquisition method of alternate blasting of small interval and shallow shots, small shots and moderate shots,which will acquire shallow-,middle-level and deep high SNR data for reservoir prediction and structure detec-tion.%由于陆域常年冻土带天然气水合物巨大的潜在资源价值,冻土带天然气水合物的勘探研究引起了人们的极大关注.不同于海域天然气水合物地震勘探技术渐趋于成熟,陆域冻土带天然气水合物地震勘探技术仍处于研究阶段,其在数据采集、处理、解释等各方面仍存在许多问题.文中针对中国陆域冻土带天然气水合物开展地震勘探采集技术研究;结合漠河冻土带特征,建立研究区地质模型,针对冻土层较薄以及区内深部构造复杂等勘探难点,利用基于波动方程的正演模拟方法进行观测系统参数论证,并通过对采集数据分析对比,提出了小道距、小炮距以及浅井炮、小炮、中炮交替激发以实现同时获取浅中深部信息的数据采集技术,并取得了进行储层预测和构造探测的高信噪比地震反射数据.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】7页(P285-291)【关键词】冻土带天然气水合物地震勘探;地震采集关键技术;漠河冻土带【作者】葛志广;陈永生;周小仙【作者单位】北京得一成利环境工程技术有限责任公司,北京 100081;北京得一成利环境工程技术有限责任公司,北京 100081;北京勘察技术工程有限公司,北京100192【正文语种】中文【中图分类】P631.40 引言天然气水合物是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源，其极大的资源量消除了人们对于能源危机的担心。
关于加强青藏高原多年冻土区天然气水合物开发研究的建议
Ｓｔ ｅ ｔ ｎｉ ｇ Ｄｅ ｌ ｐ ｅ ｎｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆＮａ ｕｒ ｌＧａ ｙ ａ ｅ ｒ ｎｇ ｈｅ ｎ ｖｅｏ ｍ ｎｔａ ｓ ａ ｃ ｏ ｔ ａ ｓＨ ｄｒ ｔ ｓ
ｉ ｎ ｈ ｉＴ ｂ ｔＰａｅ ｕＰ ｒ ｆｏｔ ｎ Ｑｉｇ ａ－ ｉｅ ｌｔａ ｅｍａｒ ｓ
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ｔｉｐ ｐｒ ｒｐ ｓｓＣ ｉａｔ ｆｓ ｙｃｏｓ ｅＱｎｈ ｉＴｂｔ ｌｔ ｕｐｒ ｆ ｓ ｔ ｄ ｐ ｙｔｅｄ ｖｌ ｍ ｎ ｏ Ｇ ａｄｔ ｔ ｅｓｍ ｈｓ ａ ｅ ｏ ｏｅ ｈｎ ｒｔ ｈｏｅｔ ｉ ａ ｉｅ Ｐａ ａ ｅｍａ ｏｔｏ ｅｌ ｅｅ ｐ ｅｔ ｆ Ｈ。 ｎ ｋ ｏ ｅ ｐ ｏｉ ｌ ｈ ｇ － ｅ ｒ ｏ ｈ ｏ Ｎ ０ａ
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ａ ｆ ｕｒ ｔａｅ ｃ ｎｅ ｇ ｔ ｕｃ ｅ ｄ ａ ｔｒ ｃ ｅ ｔ ｒｄ’ ｈ ｇ ｔｅ ｔｏ Ａｌｈ ｕ ｈ ｓ ａ ｕｔ ｅ ｓｒ ｔｇｉ ｅ ｒｙ ｏ ｓ ｃ ｅ ｎｄ ａｔａ ｔｄ ｈｅ ｗｏ ｌ Ｓ ｉ ｈ ａｔ ｎ ｉｎ ｔ ｏ ｇ ＮＧＨ ｓ ｍ ｐ ｅ ｈ ｓ ｂｅ ｎ ａ ｈｉｖ ｄ ｉ ｈｅ ａ ｌｓ ａ ｅ ｃ ｅ ｅ ｎ ｔ
第 ３期 （０ １ ３月 ） ２１年
中 国科 技 沦坛
７ ３
关于加强 青藏高原 多年冻土区天然气 水 合物开 发 研 究 的建 议
皿 ］ 孟 弘 ￡ ＾
（ 国科 学技 术 发展 战略 研 究 院 ．北 京 １ ０ ３ 中 ０ ０ ８）
摘 要 ：天然 气水 合物 具有 污 染小 、 量 大 、 布 广 、 量 密度 高等独特 的资 源优 势 ， 誉 为 未来 的战略 储 分 能 被 接替能源， 引起 了世 界 各 国的 高度 重视 。 虽然我 国 已分 别在 南海和 青藏 高原 多年 冻土 区钻 获 了天 然 气
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究陆域冻土区天然气水合物是一种新兴的能源资源，在全球能源领域有着重要的地位。
为了有效地勘探和开发陆域冻土区天然气水合物，科学家们不断研究新的勘探技术方法。
本文将对陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法进行研究和探讨。
陆域冻土区天然气水合物勘探的第一步是地质勘探。
通过对地层构造、沉积地质特征和天然气水合物分布的调查和研究，确定有潜力的地质结构和沉积层。
常用的地质调查方法包括地质剖面、地震反射和地震折射等。
钻探是陆域冻土区天然气水合物勘探的核心技术方法之一。
钻探可以获取地质构造的详细信息以及地下储层的物理性质和成分。
传统的钻探方法包括岩心采取和地层取心，但在冻土区这些方法不适用。
科学家们研究发展了适用于冻土区的新型钻探技术。
冻土区水合物钻探技术采用低温钻井设备和冻土钻头，可以避免水合物热解和溶解的风险。
地球物理勘探是陆域冻土区天然气水合物勘探的重要方法之一。
地球物理勘探可以通过测量地下岩层的电阻率、地震波传播速度和密度等物理属性来推断地下结构和沉积层特征。
冻土区常用的地球物理勘探方法包括电法、地震勘探和重力勘探。
第四，地球化学勘探是对冻土区天然气水合物含量和稳定性进行研究的重要方法。
通过分析沉积物中的水合物含量和组成，了解天然气水合物的分布和储量。
常用的地球化学勘探方法包括取岩心样品、气体分析和水合物析出实验等。
第五，地质模拟是陆域冻土区天然气水合物勘探的重要手段。
通过建立数学模型和计算机模拟，模拟地下结构和沉积层特征，预测天然气水合物分布和储量。
地质模拟可以提供重要的理论指导和决策依据，减少勘探过程中的风险和成本。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法涵盖了地质勘探、钻探、地球物理勘探、地球化学勘探和地质模拟等多个方面。
随着科学技术的不断发展，相信将会有更多新的勘探技术方法应用于陆域冻土区天然气水合物的勘探和开发中。
《多孔介质天然气水合物开采的基础研究》范文
《多孔介质天然气水合物开采的基础研究》篇一一、引言多孔介质天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称NGH）作为一种清洁、高效的能源资源，其开采技术的研发对于保障国家能源安全、优化能源结构、促进可持续发展具有重要意义。
多孔介质中天然气水合物的开采涉及到复杂的物理、化学过程，对其基础研究的深入，将有助于提升开采效率，降低环境影响，为大规模商业化开采奠定基础。
本文将就多孔介质天然气水合物开采的基础研究进行详细阐述。
二、多孔介质天然气水合物的特性多孔介质中的天然气水合物主要由天然气分子和水分子的氢键结合形成，具有高能量密度、清洁环保等优点。
其存在于海底、冻土等低温高压环境下，与常规能源相比，具有较大的开发潜力。
然而，由于多孔介质的复杂性，天然气水合物的开采过程中存在诸多挑战，如开采过程中的稳定性控制、能量消耗等。
三、多孔介质天然气水合物开采的基础研究（一）储层物性研究储层物性研究是天然气水合物开采的基础。
通过对储层的地质结构、孔隙度、渗透率等参数进行详细分析，可以了解储层的物理性质，为后续的开采方案设计提供依据。
此外，还需对储层中的流体性质进行研究，包括水合物与水的相平衡关系、流体在多孔介质中的流动特性等。
（二）开采技术与方法研究针对多孔介质的特点，开发出适用于天然气水合物开采的技术与方法。
目前，常见的开采方法包括热激法、降压法、化学试剂法等。
其中，热激法通过加热降低水合物的稳定性，使水合物分解；降压法通过降低储层压力，使水合物达到相平衡条件而分解；化学试剂法则通过添加特定化学试剂，破坏水合物的结构，使其分解。
这些方法各有优缺点，需根据实际情况选择合适的方法。
（三）开采过程中的稳定性控制研究在天然气水合物开采过程中，需对储层的稳定性进行控制。
一方面要防止因开采过程中的扰动导致储层坍塌、裂缝等地质灾害；另一方面要确保水合物的分解过程在可控范围内进行，避免因过度分解导致资源浪费和环境破坏。
中国冻土区天然气水合物调查研究_张洪涛
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Zhang H T, Zhu Y H. Survey and research on gas hydrate in permafrost region of China. Geological Bulletin of China, 2011, 30(12):1809-1815 Abstract ：China is the third largest permafrost country in the world with 2.15 ×106 km2 permafrost zones, which are mainly located in the Tibetan Plateau of western China and the Da Hinggan Mountains in northeastern China, where there are fairly good formation conditions and prospects for gas hydrate. The formation conditions and potential of gas hydrate in China's permafrost have been stud ied since the end of the 1990s. Five projects have been implemented by China Geological Survey, in which geological, geophysical and geochemical investigation, drilling, and remote sensing survey have been performed since 2002. Gas hydrate was discovered in the Qilian Mountain permafrost in 2008, which makes China to be one of the few countries that possess both marine and permafrost gas hydrates. However, there are four problems to be solved, i.e., relatively low exploration level, backward key technique and equipment, low-level basic research and lack of trial production test. Progress of the exploration and research and production test of gas hydrate in permafrost zones will be surely accelerated in China because of the increasing attention and support from Chinese government. Key words: gas hydrate; resources; permafrost; China
青南乌丽冻土区天然气水合物钻进工艺及应用研究
３ 钻孔结构 ３．１ 设计依据
青南 ＴＫ －２ 钻孔设计的技术要求如下： （１）钻孔设计孔深 ７００ ｍ； （２）钻孔终孔直径≮１００ ｍｍ； （３） 全孔岩心取心率≮８５％，裂隙发育及水合 物可疑地层≮９０％； （４）岩心直径≮６０ ｍｍ； （５）孔斜≯２ °／１００ ｍ； （６）孔深误差≯１ ｍ ／１０００ ｍ。 ３．２ 钻孔结构设计 根据水合物勘探的技术要求和钻孔区域的地层 情况，设计了 ＴＫ －２ 孔的钻孔结构，如图 ２ 所示。 具体钻孔结构如下。 （１ ） 一开：开孔用饱１７２ ｍｍ硬质合金钻头，下
２００７ 美国能源部和地调局等 阿拉斯加北坡 大直径绳索取心钻进
－２ ～－１
１９６８ 年进行商业开采 用加压桶取心获取了水合物样品 Ｍａｌｌｉｋ Ｌ －３８ 井，在 ８００ ～１１００ ｍ 发现水合物 进行“热冰 １ 井”的钻探工作
２
Ｍａｌｌｉｋ ２Ｌ －３８ 井，在 ８９０ ～９５２ ｍ 发现水合物
钻头为 饱１２２ ｍｍ 孕镶金刚石钻头或金刚石复合片 钻头，计划钻进孔深为 ４００ ｍ。 为了防止缩径、塌 孔，需下入 饱１１４ ｍｍ 套管护孔。
（４）四开：终孔采用 饱８９ ｍｍ 绳索取心钻具，钻 头使用 饱１００ ｍｍ 的孕镶金刚石钻头，终孔孔深为
７００ ｍ。
用电要求（ 由于高原缺氧，柴油燃烧不充分，柴油发 电机的能量利用率仅为正常情况下的 ７０％）；
１４
探矿工程（ 岩土钻掘工程）
２０１６ 年 ６ 月
评价，并布置了勘探井。 国外开展冻土区天然气水 合物的勘探开发情况，见表 １。
表 １ 国外冻土天然气水合物钻探开发情况
时间 参加机构（或国别）
勘探地点
钻探技术
泥浆制冷温度 ／℃
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究陆域冻土区天然气水合物勘探技术方法是目前研究的热点之一。
冻土区天然气水合物是一种在高压高温条件下形成的可燃冰，具有丰富的天然气资源。
由于冻土环境的极端条件和复杂性，陆域冻土区天然气水合物的勘探面临着很多挑战。
研究陆域冻土区天然气水合物勘探技术方法对于合理开发和利用该资源具有重要意义。
本文主要对陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法进行研究，探讨其应用前景和挑战。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法包括地球物理勘探、岩心取样和实验室测试、数值模拟和可视化技术等。
地球物理勘探是目前应用最广泛的一种方法，在冻土区天然气水合物的勘探中起着重要作用。
常用的地球物理勘探方法包括地震勘探、电阻率勘探、电磁法和重力勘探等。
这些方法通过对地下物理特性的探测，可以获得冻土区地下构造和天然气水合物分布的信息。
由于冻土环境的复杂性，地球物理勘探方法在应用过程中存在一定的局限性，如信号传播和解释难度大、数据解释不一致等问题。
岩心取样和实验室测试是对陆域冻土区天然气水合物进行研究的重要手段。
通过对冻土区采集的岩心样品进行物理性质和化学成分的分析，可以了解天然气水合物的成因、形态和分布特征。
常用的实验室测试方法包括岩心物理性质测试、气体释放实验和热解析等。
这些实验方法可以获得冻土区天然气水合物的力学性质、孔隙结构和热物性等相关信息。
实验室测试与地球物理勘探相结合可以有效地提高对冻土区天然气水合物的认识和理解。
数值模拟是研究陆域冻土区天然气水合物勘探的重要方法之一。
通过建立数学模型和模拟地下流体运动、热传导和水合物相转变等过程，可以预测冻土区天然气水合物的分布和形成条件。
数值模拟方法在勘探过程中能够提供决策支持和优化方案，有效地提高勘探效率和成果。
由于冻土区复杂的物理过程和参数不确定性，数值模拟方法在应用中存在一定的挑战和难度。
可视化技术是近年来陆域冻土区天然气水合物勘探中的新兴领域。
通过三维可视化和虚拟现实技术，可以直观地展示冻土区天然气水合物的分布和形态特征。
关于加强青藏高原多年冻土区天然气水合物开发研究的建议
关于加强青藏高原多年冻土区天然气水合物开发研究的建议孟弘
【期刊名称】《中国科技论坛》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】天然气水合物具有污染小、储量大、分布广、能量密度高等独特的资源优势,被誉为未来的战略接替能源,引起了世界各国的高度重视.虽然我国已分别在南海和青藏高原多年冻土区钻获了天然气水合物实物样品,但与天然气水合物开发研究强国相比技术差距仍然很大.鉴于陆域天然气水合物比海域天然气水合物勘查成本低、开采安全系数高、开采对生态环境影响小,建议当前我国应选择青藏高原多年冻土区重点部署天然气水合物的开发,并采取制定国家规划、加大投入力度、建立研发基地等措施加强其开发研究.
【总页数】6页(P73-78)
【作者】孟弘
【作者单位】中国科学技术发展战略研究院,北京,100038
【正文语种】中文
【中图分类】TE99
【相关文献】
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Nabil;金春爽;饶竹;罗续荣;吴必豪;祝有海
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5.青藏高原多年冻土区天然气水合物可能分布范围研究 [J], 库新勃;吴青柏;蒋观利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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中国石油大学（华东）毕业设计（论文）冻土带水合物有效开采方法研究摘要天然气水合物作为未来化石燃料的一种重要替代品，以其分布广泛、资源量巨大、能量密度高、清洁无污染等诸多优点为世界各国重视。
而冻土带水合物比海底水合物开发难度小的特点。
本文通过分析冻土带的地质条件，阐述了冻土带与水合物稳定存在的关系，得到了天然气水合物在冻土带存在条件。
分析推测了常见几种冻土带水合物微观结构及其形成过程。
以麦索亚哈气田开采实例，分析了注热降压开采的原理，同时对水力压裂开采水合物压裂的基本原理进行分析，在简化模型下分析了水力压裂增产效果。
关键字：天然气水合物；冻土带；开采方法ABSTRACNatural gas hydrate is an important product as an alternative to fossil fuels in the future. With its advantages like widely distributed, a huge amount of resources, high energy density, and pollution-free, many countries in the world are highly concerned about it.Rather than undersea gas hydrate formation ,gas hydrate in the permafrost area has small developing difficulty. Through analysis of the geological conditions of the permafrost areas, expounds its stability between hydrate and permafrost areas, obtained the relationship of natural gas hydrate in the permafrost areas condition. Speculating the microcosmic structure of hydrate formation process of permafrost areas. Analyse MaiSuoahab in mining field, the principle of thermal injection and depressurization, at the same time, Analyse the basic principle of hydraulic fracturing, under the simplified model is analyzed effect on increasing production in hydraulic fracturing.Keywords：Gas hydrate;permafrost areas;method of exploitation目录第1章前言 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3主要研究容 (3)第2章冻土带天然气水合物形成以及微观结构 (4)2.1冻土带水合物的形成 (4)2.1.1冻土带分布情况 (4)2.1.2冻土带厚度 (6)2.2冻土带天然气水合物的微观结构 (10)2.2.1青藏高原地质运动分析 (10)2.2.2几种常见成矿模式分析 (11)第3章冻土带天然气水合物注热降压开采 (16)3.1降压开采原理 (16)3.1.1降压开采机理 (16)3.1.2降压开采能量分析 (17)3.2注热开采原理 (17)3.2.1注热开采机理 (17)3.2.2注热开采能量分析 (18)3.3注热降压结合 (20)3.4麦索亚哈气田水合物开采实例 (20)3.4.1麦索亚哈气田地质特征 (21)3.4.2麦索亚哈气田矿藏结构 (22)3.4.3麦索亚哈气田水合物开发过程 (23)第4章冻土带天然气水合物水力压裂开采 (25)4.1天然气水合物水力压裂基本原理 (25)4.2冻土带水合物层水列压裂裂缝形态 (25)4.3冻土带水合物层水力压裂前后气体渗流规律 (27)第5章结论 (31)致 (32)参考文献 (33)第1章前言1.1 研究目的及意义随着常规油气资源开发利用，人类将面临着巨大能源危机。
目前已经发现的石油储备量还可用40年，天然气还可用70年，煤炭还可用190年，作为世界上最大的发展国，我国能源短缺十分突出。
因此急需开发新能源以满足中国经济的高速发展，而天然气水合物作为新型有效能源，2000年开始，天然气水合物的研究与勘探进入高峰期，世界上至少有30多个国家和地区参与其中[1]。
天然气体水合物广泛分布于多年冻土区、大陆架边缘的深海沉积物和深湖泊沉积物中，估计全球天然气水合物中的碳储量为2×1016m3，相当于全球已探明常规化石燃料总碳量的2倍以上[2]。
与海洋相比，陆地开采天然气水合物的难度要小得多，同时陆地上开展天然气水合物开采试验无疑为海洋大规模开发天然气水合物提供良好的基础[3]。
2009年9月，我国在发现“可燃冰”，使我国成为世界上第一次在中低纬度冻土区发现天然气水合物的国家，也是继加拿大1992年在北美麦肯齐三角洲、美国2007年在阿拉斯加北坡通过国家计划钻探发现天然气水合物之后，在陆域通过钻探获得天然气水合物样品的第三个国家。
初略的估算，远景资源量至少有350亿吨油当量[4]。
可见冻土带水合物作为一种新的替代能源越来越受到人们的重视，随着我国青藏高原水合物勘探的进步，冻土带水合物的动用必然会对我国油气资源做出巨大贡献。
但要对其进行有效地开采，需要对冻土带地质特征，水合物形成条件，成藏模式进行认识。
同时借助于冻土带水合物开采成功典型例子，麦索雅哈气田的开发，对其开采方式进行分析，以求一种新的开采方法。
1.2 研究现状前联二十世纪60年在卖索亚哈油田发现了陆地永久冻土带发现了天然气水合物，1998年，加拿大在北极附近的西北部马更些三角洲(Mackenzie Delta)的Mallik地区实施了世界上第一个专门进行陆地永久冻土区天然气水合物调查研究的钻探工程，曾先后完成了5口天然气水合物调查研究探井(Mallik-L38，2L-38，3L-38，3L-3，5L-38)，并进行了试开采。
这项世界上第一个对陆地永久冻土区进行天然气水合物全面调查评价的科学研究工程引起了许多国家的兴趣和关注，先后由加拿大、日本、美国、德国、印度、国际大陆钻探计划(ICDP)等国际和机构参与。
除了进行了钻探资源调查评价外，还进行了试开采研究[5]。
2008年3月10～16日，日本和加拿大科学家再次对Mallik 2L238井进行了水合物开发测试。
此次开发试验由于安装了防沙装置，开发试验进展顺利，在井底和井口分别采集到了压力、温度、气体和液体流量等数据。
连续6d(139h)的开发，天然气产量达到(2000m3～4000m3)/d，累计产量约为13000m3。
初步数据显示，该区采用水合物降压开采是一种正确的开发方式。
另外，日本国家石油、天然气及金属公司FujiiK 女士介绍日本在2009—2011年进行水合物海上开发试验，2012—2016年进行水合物商业开发准备的有观计划[6]。
中国地质调查局于2002年开始先后设立了4个调查研究项目，即“青藏高原多年冻土区天然气水合物地球化学勘查预研究”、“青藏铁路沿线天然气水合物遥感识别标志研究”、“我国陆域永久冻土带天然气水合物资源远景调查”、“我国陆域永久冻土带天然气水合物钻探技术研究”。
国家自然科学基金委员会也于2005年设立了“青藏高原多年冻土区天然气水合物形成条件探讨”的面上科研项目。
国土资源部的科研项目以资源类为主。
目前最重要的当属《我国海域天然气水合物资源调查与评价》专项中的3个配套科研项目。
每年都投入不少资金开展技术方法、环境效应和资源战略评价等方面的研究。
由海洋地质调查局、海洋地质研究所、国家海洋局、中国地质科学院、中国科学院、中国地质大学、大学等单位承担。
国家自然科学基金委员会自1998年开始设立“气体水合物生成过程机理及其分形理论的研究”(中国科学院能源研究所舒碧芬承担)以来。
至2006年共设立了与天然气水合物有关的项目43个。
其中1998年1项。
1999年1项。
2000年4项，2001年6项。
2002年4项，2003年8项。
2004年1项。
2005年10项。
2006年8项。
除2004年外基本上呈逐年增加的趋势。
容涉及到水合物的物性、资源、抑制、储运、开采、环境等方面的基础研究和应用基础研究。
中国科学院也大力重视天然气水合物的研究工作。
于2004年组织了跨研究所、跨学科的优势研究力量组建了“中国科学院天然气水合物研究中心”。
并先后设立了“天然气水合物勘探开采模拟研究”、“天然气水合物开采中若干关键问题的研究”、“大陆坡天然气水合物形成的地质条件与成藏机理研究”、“海底天然气渗漏系统水合物成藏机制及识别方法”等知识创新重要方向项目4个、百人项目3个以及其他项目多个。
研究容涉及到天然气水合物合成、物性测试、开采模拟、成藏机理、资源评价等领域。
除上述四大部委外，三大油公司、教育部、中国工程院以及前述的中国大洋矿产资源研究开发协会等也先后设立过与天然气水合物有关的科研项目[7]。
最近，有关专家在对中国科学院天然气水合物研究中心完成的“省天然气水合物勘探开发方案研究报告”进行了审查，指出省多年冻土区具备较好的“可燃冰”找矿前景，并建议在建立一个陆地冻土区天然气水合物勘探开发技术方法试验基地，以引领带动我国对天然气水合物的勘探开发[8]。
1.3 主要研究容本课题旨在搞清冻土带地质特点，冻土带厚度，天然气水合物在冻土带形成条件，以及常见的冻土带天然气水合物矿藏模式。
对比常见冻土带天然气水合物开采方法，分析麦索亚哈水合物开采方法，以及找出一种新的适合冻土带水合物开采方法的。
为以后冻土带水合物开采提供依据。
研究容包括以下几个方面：通过分析给出冻土带地质特点；研究冻土带厚度；天然气水合物在冻土带稳定存在的条件；分析麦索亚哈气田水合物开采的具体方法；提出一种新的水合物开采方法，以及分析其可行性。
第2章冻土带天然气水合物形成以及存在形式冻土带在地质学是指0℃以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。
天然气水合物，在一定地质条件，存在于冻土带。
2.1 冻土带水合物的形成2.1.1冻土带分布情况世界冻土带分布冻土分布于高纬地带和高山垂直带上部，其中冰沼土广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的许多岛屿，在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布，在南美洲无冰盖处亦有一些分布。