天然气水合物ppt课件
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第四章 天然气水合物
0.67 0.6 p = 3350 (3350 2320 ) × 0.7 0.6 = 2629(kPa)( 绝压 )
10
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φ
第一节 水合物的形成及防止
三、水合物的防止 由于水合物是一晶状固体物质，天然气中一旦形成水合物， 极易在阀门、分离器入口、管线弯头及三通等处形成堵塞，严重 时影响天然气的收集和输送，因此必须采取措施防止其生成。通 常在天然气集输系统采取加热法或注抑制剂法防止水合物形成。 1．加热法：提高天然气节流前的温度，或敷设平行于采气管线的热 水伴随管线，使气体流动温度保持在天然气的水露点以上，是防 止水合物生成的有效方法。矿场常用的加热设备有壳管式换热器 、套管式换热器和水套加热炉。 2．注抑制剂法：抑制剂的加入会吸收天然气中的水分，降低天然气 的露点，从而降低形成水合物的温度。 3、控制节流压降法，减少因节流而降温的幅度；
新大学生培训材料
海洋油气集输
第一章 天然气水合物
本章主要内容： 本章主要内容：
第一节 水合物的形成及防止 第二节 水合物抑制剂处理工艺
2
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φ
第一节 水合物的形成及防止
一、天然气的水汽含量
天然气在地层温度和压力条件下含有饱和 水汽。天然气的水汽含量取决于天然气的温度 、压力和气体的组成等条件。天然气含水汽量 ，通常用绝对湿度、相对湿度、水露点三种方 法表示。
6
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天然气水化物的结构
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第一节 水合物的形成及防止
2．水合物的形成条件，天然气水合物形成的必要条件是： 水合物的形成条件，天然气水合物形成的必要条件是： 气体处于水汽的饱和或过饱和状态并存在游离水； 气体处于水汽的饱和或过饱和状态并存在游离水； 有足够高的压力和足够低的温度。 有足够高的压力和足够低的温度。 在具备上述条件时，水合物有时尚不能形成，还必须具 在具备上述条件时，水合物有时尚不能形成， 有一些辅助条件，如压力的脉动，气体的高速流动， 有一些辅助条件，如压力的脉动，气体的高速流动，因流向突变 产生的搅动， 产生的搅动，水合物晶种的存在及晶种停留的特定物理位置如弯 孔板、阀门、粗糙的管壁等。 头、孔板、阀门、粗糙的管壁等。
天然气水合物
• “天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶点燃。可用mCH4·nH2O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子 数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天 然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷 水合物（Methane Hydrate）。每单位晶胞内有两个十二面体（20 个端点因此有 20 个水分子）和六个十四 面体（tetrakaidecahedral）（24 个水分子）的水笼结构。其水合值（hydratation value）20 可由 MAS NMR 来 求得。 甲烷气水包合物频谱于 275 K 和 3.1 MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有 个别的峰值。
• 世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾
• 天然气水合物 、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，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、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰 北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗 斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。
• 1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）所以固体状 的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底 天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下 1000 米 的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。
• 天然气水合物从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切 系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气 沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别 天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
• 世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾
• 天然气水合物 、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，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、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰 北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗 斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。
• 1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）所以固体状 的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底 天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下 1000 米 的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。
• 天然气水合物从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切 系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气 沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别 天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
天然气水合物
4、2023年中国地质调查局同意了“天然气水合 物取样技术方案研究”旳课题—中国地质大学（武 汉）；
5、2023年国土资源部对天然气水合物旳保压取 样器立项研究—中国地质科学院勘探技术研究所；
6、2023年国家准备开启专题基金，3千万元人 民币。
估计在2023年进行开采。
引起这场火灾旳，原来是一种叫做水化甲烷旳
天然气水合物。
-> 可燃冰 !!
何为“天然气水合物” ？
¡ 天然气水合物，也称气体水合物，是由天然气与水分 子在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～ 10℃）条件下合成旳一种固态结晶物质。因天然气中 80%～90%旳成份是甲烷，故也有人叫天然气水合 物为甲烷水合物。天然气水合物多呈白色或浅灰色晶 体，外貌类似冰雪，能够象酒精块一样被点燃，故也 有人叫它“可燃冰”。
Hale Waihona Puke 如美国和日本旳近海海域，加勒比海沿岸及我国
南海和东海海底都有储备，估计我国黄海海域和青藏 高原旳冻土带也有储备。
估计全世界甲烷水合物旳储量达 1.87×1017m3（按甲烷计），是目前煤、石油和 天然气储量旳二倍，其中，海底旳甲烷水合物储量占 99％。
天然气水合物—将来旳替代能源
★估计全球储量：
海域：1610千亿吨(数百年)； 冻土地域： 5.3千亿吨。
（3）在里海和巴拿马北部近海还发觉水合物分解产生旳海 底泥火山。
（4）全球冻土层退化（如我国旳青藏高原冻土层），存在 天然气水合物大量释放旳危险。
（5）在高纬度永冻土带及极地地域，油井、油气管道等生 产设施中水合物旳形成会造成管路堵塞，而产生事故或灾害 。
气候
CH4旳温室效应比C02要大21倍。在自然界，压 力和温度旳微小变化都会引起天然气水合物分解，并 向大气中释放甲烷气体。
巴斯夫天然气水合物抑制剂幻灯片PPT
供给化学产品
水合物抑制剂
化学品
油田服
生产商
务公司
油田
选择适宜的原料
根据油田条件选 择水合物抑制剂
供给经复配的
BASF 油田化学品 用Luvicap®抑制天然气水合物
来自BASF的天然气水合物动力学抑制剂产品
NO CH CH2
n
Luvicap PL
100.00 Dalton
天然气水合物可以在任何时候产
温 压
度 力
(℃) bar)
时 间 (mins)
BASF 油田化学品
LUVICAP®产品性能测试数据
Mungo气(SII)；纯水 活性物4500ppm 4℃@30bar
测试条件
滞
滞
留
留
时
时
间
间
(h)
(h)
甲烷(Si)；纯水 活性物4500ppm 4℃@60bar/70bar
动力学抑制剂(KHI)应用性能的好坏取决于天然气水合物的构造(SI/SII)和压力！
天然气水合物是由天然气和水组成的类 冰状结晶物 它的密度与冰类似(“松散的冰〞或“致密 的雪〞) 它的形成条件远远超过了水的冰点 天然气水合物形成的温度随着压力升高
而升高
BASF 油田化学品 天然气水合物的形成
天然气水合物是在油气田生产过程中产生 在任何时候 水与轻质烃(甲烷、乙烷、丙烷)、H2S、CO2 在温度下降并/或压力上升时
BASF 油田化学品
LUVICAP® ECO plus产品性能测试数据
Mungo气(SII)；纯水 活性物4500ppm 4℃@30bar
测试条件
甲烷(SI)；NaCl(2.5%):癸烷=1:3 活性物4500ppm 4℃@60bar/70bar
天然气水合物PPT
• 组 C成4成 单H1天种0等然或同气多系的种物成 天以分 然及如 气C水OCH2合、4物、N。2C、2HH62、S C等3可H8形、 • 形成天然气水合物的主要气体为甲烷
– 对甲烷分子含量超过 99 ％的天然气水合物通 常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
4
气体水合物
水-水：氢键 (hydrogen bond)
20
21
天然氣水合物的產地
北極海
北極海
Messoyakah field
Mackenzie Delta
印度
Nankai Trough 台灣西南海域
Hydrate Ridge
墨西哥灣
大 西 Blake 洋 Ridge
太
大
印
平
西
度
洋
洋
洋
確認產出區
推論產出區
22
天然气水合物开采
1. 简介 2. 资源分布 3. 开采方法 4. 技术应用现状
水分子“笼子 (cavity)”
气体分子：CH4, C2H4, C2H6, C3H8, Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2,
5
气体水合物的类型
晶体类型 I型
水分子数 晶穴种类 晶穴数 晶穴结构
46
小 大
2
512
6
51262
II型
136
小 大
16
512
8
51264
小
3
512
26
3. 天然气水合物开采方法
• 注热开采法 • 这种方法发展很快，加热方式不断改进
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
• 特点：
– 对甲烷分子含量超过 99 ％的天然气水合物通 常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
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气体水合物
水-水：氢键 (hydrogen bond)
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天然氣水合物的產地
北極海
北極海
Messoyakah field
Mackenzie Delta
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Nankai Trough 台灣西南海域
Hydrate Ridge
墨西哥灣
大 西 Blake 洋 Ridge
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確認產出區
推論產出區
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天然气水合物开采
1. 简介 2. 资源分布 3. 开采方法 4. 技术应用现状
水分子“笼子 (cavity)”
气体分子：CH4, C2H4, C2H6, C3H8, Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2,
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气体水合物的类型
晶体类型 I型
水分子数 晶穴种类 晶穴数 晶穴结构
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II型
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3. 天然气水合物开采方法
• 注热开采法 • 这种方法发展很快，加热方式不断改进
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
• 特点：
天然气水合物
天然气水合物天然气水合物的形成与沉积构造环境、合适的温度压力条件、充足的气源、有效的运移通道、有效的储集层和保存条件等有密切相关。
世界上绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，储存在深水的海底沉积物中，只有极其少数的天然气水合物是分布在常年冰冻的陆地上。
世界海洋里天然气水合物的资源量是陆地上的100倍以上。
到目前为止，世界上已发现的海底天然气水合物主要分布区有大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、日本海、四国海槽、日本南海海槽、冲绳海槽、南中国海、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美海槽、加州滨外、秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。
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。
我国最有希望的天然气水合物储存区可能是南海和东海的深水海底。
天然气水合物是洁净能源，因此世界很多国家研究越来越重视，天然气水合物资源勘探备受世界瞩目。
天然气水合物将成为21世纪石油天然气的理想替代资源。
通过对世界天然气水合物资源勘探开发现状的研究，为实现天然气水合物资源的优化利用，改善勘探开发效果和全球天然气水合物资源的高水平、高效益开发提供理论及实践依据。
尽管对天然气水合物物理性质及勘探和开发的研究已经取得了很大进展，但仍需对天然气水合物的资源特征、生产开发、对环境的影响、安全性和海底稳定性等方面进行研究，并需进行大型生产测试．以决定此资源是否能供人们高效益地大规模开采。
地球物理勘探法主要包括地震勘探技术和测井技术、钻孑L取样技术、热流测量技术、海洋电磁法探测技术等。
地震勘探技术是应用最为广泛的天然气水合物勘探调查研究方法，其实质是发现BSR，通过该方法可确定大面积分布的天然气水合物。
利用测井技术，可确定天然气水合物、含天然气水合物沉积物在深度上的分布：估算孔隙度与甲烷饱和度；地震与其他地球物理资料作校正。
天然气水合物 ppt课件
美国制定了勘探开发天然气水合物的法律条文。 第三届国际天然气水合物会议（ICGH-3）在美国盐湖城举行。会议主题是：“天然气水合物与未来的挑战”。 N.B.Kakvnov等评价提交了俄罗斯欧洲东北部乌拉尔山以西永久冻土带地区的天然气水合物含甲烷资源量 100×109m3(3.5TCF)。 加拿大对其全国天然气水合物进行了资源评价，保守估算加拿大天然气水合物含甲烷资源为(0.44~8.1)×1014m3。 第四届国际天然气水合物会议（ICGH-4）在日本大阪举行。 第五届国际水合物会议（ICGH-5）在挪威特隆赫姆（Trondheim）举行。
2001年，加拿大对其全国天然气水合物进行了资源评价，保 守估算加拿大天然气水合物含甲烷资源（0.44－8.1)×1014m3， 而常规天然气资源量为0.27×1014m3，即天然气水合物含甲烷资 源是其常规天然气资源的1.6－30倍。
14
日本勘探开发现状
1994年，日本成立了天然气水合物开发促进委员会，先后启动 了“天然气水合物研究及开发推进初步计划”和“开发利用天然气 水合物”国家计划。
天然气水合物形成的三个条件：
低温（0-10℃） 高压（>10MPa或水深300m及
更深） 充足的气源
天然气水合物分布区域：
海洋：大陆架外的陆坡、深海和深湖 永久冰土带：极地冰川冰土带和冰雪高山冻结岩
6
全球天然气水合物分布
海洋和湖泊 陆地（冻土区）
获得样品地区
推测地区
7
我国天然气水合物分布
漠河盆地 羌塘盆地 祁连山
南海北部
8
发现及研究历程
1810 1811 1888 1946 1960~1970 1968
1971 1972 1973~1975 1974 1975 1980
2001年，加拿大对其全国天然气水合物进行了资源评价，保 守估算加拿大天然气水合物含甲烷资源（0.44－8.1)×1014m3， 而常规天然气资源量为0.27×1014m3，即天然气水合物含甲烷资 源是其常规天然气资源的1.6－30倍。
14
日本勘探开发现状
1994年，日本成立了天然气水合物开发促进委员会，先后启动 了“天然气水合物研究及开发推进初步计划”和“开发利用天然气 水合物”国家计划。
天然气水合物形成的三个条件：
低温（0-10℃） 高压（>10MPa或水深300m及
更深） 充足的气源
天然气水合物分布区域：
海洋：大陆架外的陆坡、深海和深湖 永久冰土带：极地冰川冰土带和冰雪高山冻结岩
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全球天然气水合物分布
海洋和湖泊 陆地（冻土区）
获得样品地区
推测地区
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我国天然气水合物分布
漠河盆地 羌塘盆地 祁连山
南海北部
8
发现及研究历程
1810 1811 1888 1946 1960~1970 1968
1971 1972 1973~1975 1974 1975 1980
天然气水合物PPT
Gas Hydrates
—— By Levi
Harbin Institute of Technology
Today’s energy
Biology substance Petrol / oil LNG / LPG
(low efficiency ) (pollute atmosphere) (reserves limited)
Gas hydrates resources
Expectation of gas hydrates
What is Gas Hydrates?
definition
Gas hydrates, are ice-like mixtures of gases and water, in which the gas molecules are trapped within a framework of cages of water molecules. Each volume of hydrate may contain as much as 150-180 volumes of gas.
Sorts of new energy
Solar energy
Heat pump Clean Producible
Wind Wave
Today’s topic
Ethanol Gas Hydrates
What’s gas hydrates ? Where’s gas hydrates found ? Why is it important to study gas hydrates ? How is gas hydrates studied ?
Man-made
—— By Levi
Harbin Institute of Technology
Today’s energy
Biology substance Petrol / oil LNG / LPG
(low efficiency ) (pollute atmosphere) (reserves limited)
Gas hydrates resources
Expectation of gas hydrates
What is Gas Hydrates?
definition
Gas hydrates, are ice-like mixtures of gases and water, in which the gas molecules are trapped within a framework of cages of water molecules. Each volume of hydrate may contain as much as 150-180 volumes of gas.
Sorts of new energy
Solar energy
Heat pump Clean Producible
Wind Wave
Today’s topic
Ethanol Gas Hydrates
What’s gas hydrates ? Where’s gas hydrates found ? Why is it important to study gas hydrates ? How is gas hydrates studied ?
Man-made
天然气水合物
化学选修3《物质结构与性质》P85选题2天然气水合物（一种潜在的能源）天然气水合物——可燃冰一、可燃冰相关概念可燃冰：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。
（又称笼形化合物）甲烷水合物（Methane Hydrate）：用M·nH2O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99％的天然气水合物通常称为甲烷水合物。
又因外形像冰，而且在常温下会迅速分解放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”）。
因为可燃冰的主要成分为甲烷，为甲烷水合物，而甲烷在常温中为气体，熔、沸点低，所以甲烷为分子晶体，因而可燃冰也为分子晶体。
可燃冰存在之处：天然气水合物在自然界广泛分布在大可燃冰陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
天然气水合物在全球的分布图在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。
笼状化合物（Clathrate）：在天然气水合物晶体中，有甲烷、乙烷、氮气、氧气二氧化碳、硫化氢、稀有气体等，它们在水合物晶体里是装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，因而又称为笼状化合物。
天然气分子藏在水分子中水分子笼是多种多样的二、可燃冰的性质可燃冰的物理性质：（1）在自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色亚等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。
（2）它可存在于零下，又可存在于零上温度环境。
（3）从所取得的岩心样品来看，气水合物可以以多种方式存在：①占据大的岩石粒间孔隙；②以球粒状散布于细粒岩石中；③以固体形式填充在裂缝中；或者为大块固态水合物伴随少量沉积物。
可燃冰的化学性质：1、在冰的空隙（“笼”）中可以笼合天然气中的分子的原因：(1)气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性：①相同的组合状态的变化——流体转化为固体；②均属放热过程，并产生很大的热效应——0℃融冰时需用0.335KJ的热量，0～20℃分解天然气水合物时每克水需要0.5～0.6KJ的热量；③结冰或形成水合物时水体积均增大——前者增大9％，后者增大26％～32％；④水中溶有盐时，二者相平衡温度降低，只有淡水才能转化为冰或水合物；⑤冰与气水合物的密度都不大于水，含水合物层和冻结层密度都小于同类的水层；⑥含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层；⑦含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。
《天然气水合物》课件
05
天然气水合物的前景与挑 战
能源前景
1 2 3
清洁能源
天然气水合物是一种清洁能源，燃烧后几乎不产 生污染物，有助于减少环境污染和应对气候变化。
储量丰富
全球天然气水合物的储量巨大，据估计相当于全 球已探明石油和天然气储量的数倍，为未来能源 供应提供了保障。
地区性供应
天然气水合物主要分布在极地和深海区域，对于 这些地区来说，天然气水合物是重要的能源供应 来源。
感谢您的观看
THANKS
技术挑战
提取难度
天然气水合物的提取需要 解决一系列技术难题，如 水合物矿体的勘查、开采、 储存和运输等。
环境影响
在开采过程中，需要特别 注意对环境的影响，如防 止温室气体排放、减少对 海底生态系统的破坏等。
生产成本
目前天然气水合物的生产 成本相对较高，需要进一 步降低成本以实现商业化 应用。
经济考量
《天然气水合物》课件
目录 CONTENT
• 天然气水合物简介 • 天然气水合物的性质 • 天然气水合物的开采技术 • 天然气水合物对环境的影响 • 天然气水合物的前景与挑战
01
天然气水合物简介
定义与特性
定义
天然气水合物是一种由甲烷和水 在低温高压条件下形成的白色固 体化合物。
特性
具有高能量密度、环保、燃烧值 高等特点，是一种潜在的替代能 源。
气举开采法
利用气举泵将水合物层中的天然气和水一同抽出，降低水合物层的压力。
化学试剂注入开采技术
化学剂注入开采法
向水合物层中注入化学试剂，如醇类、 醚类等，以降低水合物的稳定性和分 碳、丙烷等） 溶解水合物，使其分解为天然气和水。
04
天然气水合物对环境的影 响
天然气水合物的形成与防治讲课稿
9
2．饱和湿度或饱和含水量
• 一定状态下天然气与液相水达到相平衡 时，天然气中的含水量称为饱和含水量。 用es表示在饱和状态时一立方米体积内 的水汽含量。如果e<es，天然气则是不 饱和的。而e=es时，天然气则是饱和的。
10
3.相对湿度 :
• 在给定条件下，一立方米天然气中
的水汽含量e与相同条件下成饱和状态时
时，则酸性气体对平衡水含量的影响甚（绝）的所有气体，都可以应用图2-1快速估
算出气体中水份的含量。当压力高于2100千帕（绝）
时，可按下式计算出水分的约略含量W：
19
W Y H W H C C Y C 2W O C 2 O Y H 2 S W H 2 S
4
天然气生成水合物的临界温度表
组分名称
CH4
C2H6
C3H8
iC4H10
nC4H10
CO2
H2S
临界温度，℃ 21.5
14.5
14.5
2.5
1.0
10.0
29.0
• 过去曾认为该值为21.5，后经研究， 在33.0～76.0MPa条件下，甲烷水合物在 28.8℃时仍存在，而在390.0MPa条件下， 甲烷水合物形成温度高达47℃。
• 通常，要求埋地输气管道所输送的天 然气的露点温度比输气管道埋深处的土 壤温度5℃左右。
12
二.天然气含水量的确定方法
• 1.天然气含水量测定方法
•
天然气的含水量测定方法有露点法、电解
法、电导法、滴定法、重量法和红外线吸收法。
其中红外线吸收法很少应用。
• GB/T17283—1998《天然气水露点的测定 冷 却镜面凝析湿度计法》。
• 1、减少管线长度和阻力部件来减小压力 降；
天然气水合物PPT课件
天然气水合物
Natural Gas Hydrate
它可用 M·nH2O来表示
M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水 分子数）。
组 系 水合成物物天以。然及气CO的2、成N分2、如HC2HS 4等、可C形2H成6、单C种3H或8、多C种4H天10然等气同 形成天然气水合物的主要气体为甲烷
合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力 。
特点：
不需要连续激发,成本较低,适合大面积开采,尤其适用于存在下伏游离 气层的天然气水合物藏的开采
是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。
限合物藏位于温 压平衡边界附近时,减压开采法才具有经济可行性
8
天然气水合物开采方法
化学试剂注入开采法
通过向天然气水合物层中注入某 些化学试剂,以破坏天然气水合 物藏的相平衡条件, 促使天然气 水合物分解 。
如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、 丙三醇等,
9
天然气水合物开采方法
化学试剂注入开采法 特点：
可降低初期能量输入 所需的化学试剂费用昂贵 对天然气水合物层的作用缓慢 还会带来一些环境问题
3
天然气水合物的发现
1810:发现气体水合现象 1930-1940：天然气的管线中常有甲烷气水包合物的
结晶阻碍传输 1964：西伯利亚冻原区首次发现自然的甲烷气水包合
物 1977：大西洋的震测探勘也发现深海的富含甲烷气水
包合物的岩层 2000之后：致力于甲烷气水包合物的研究
4
天然气水合物的开采
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
+ 特点：
– 可实现循环注热 – 作用方式快。
+ 缺点：
– 需要消耗大量能量 – 热利用效率较低 – 只能进行局部加热
Natural Gas Hydrate
它可用 M·nH2O来表示
M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水 分子数）。
组 系 水合成物物天以。然及气CO的2、成N分2、如HC2HS 4等、可C形2H成6、单C种3H或8、多C种4H天10然等气同 形成天然气水合物的主要气体为甲烷
合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力 。
特点：
不需要连续激发,成本较低,适合大面积开采,尤其适用于存在下伏游离 气层的天然气水合物藏的开采
是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。
限合物藏位于温 压平衡边界附近时,减压开采法才具有经济可行性
8
天然气水合物开采方法
化学试剂注入开采法
通过向天然气水合物层中注入某 些化学试剂,以破坏天然气水合 物藏的相平衡条件, 促使天然气 水合物分解 。
如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、 丙三醇等,
9
天然气水合物开采方法
化学试剂注入开采法 特点：
可降低初期能量输入 所需的化学试剂费用昂贵 对天然气水合物层的作用缓慢 还会带来一些环境问题
3
天然气水合物的发现
1810:发现气体水合现象 1930-1940：天然气的管线中常有甲烷气水包合物的
结晶阻碍传输 1964：西伯利亚冻原区首次发现自然的甲烷气水包合
物 1977：大西洋的震测探勘也发现深海的富含甲烷气水
包合物的岩层 2000之后：致力于甲烷气水包合物的研究
4
天然气水合物的开采
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
+ 特点：
– 可实现循环注热 – 作用方式快。
+ 缺点：
– 需要消耗大量能量 – 热利用效率较低 – 只能进行局部加热
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天然气水合物的发现
? 1810:发现气体水合现象 ? 1930-1940：天然气的管线中常有甲烷气水包合物的
结晶阻合
物 ? 1977：大西洋的震测探勘也发现深海的富含甲烷气水
包合物的岩层 ? 2000之后：致力于甲烷气水包合物的研究
.
天然气水合物的开采
.
天然气水合物开采方法
? 化学试剂注入开采法 ? 特点：
? 可降低初期能量输入 ? 所需的化学试剂费用昂贵 ? 对天然气水合物层的作用缓慢 ? 还会带来一些环境问题
? 目前对这种方法投入的研究相对较少。
.
天然气水合物开采方法
? CO2 置换开采法。
? 这种方法首先由日本研究 者提出
? 方法依据 ——天然气水合 物稳定带的压力条件
限制条件：
对天然气水合物藏的性质有特殊的要求, 只有当天然气水合物藏位于温 压平衡边界附近时, 减压开采法才具有经济可行性
.
天然气水合物开采方法
? 化学试剂注入开采法
? 通过向天然气水合物层中注入某 些化学试剂, 以破坏天然气水合 物藏的相平衡条件, 促使天然气 水合物分解 。
? 如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、 丙三醇等,
以持续地进行下去。
.
我国水合物技术进展
? 2006年8月，中国宣布，未来 10年，中国将投 入8亿元进行“可燃冰”的勘探研究，预计 2020年进行试开采。
? 乐观估计，中国在 30年内能够实现“可燃冰” 的商业开发。
? 中国绘制可燃冰的商业开发战略规划路线：
? 2010年-2020年：研究调查阶段； ? 2020年-2030年：开发试生产阶段； ? 2030年-2050年：中国可燃冰进入商业生产阶段。
.
天然气水合物开采方法
? CO2 置换开采法
? 在一定的温度条件下,天然气水合物保持稳定需要的压力 比CO2 水合物更高
? 在某一特定的压力范围内,天然气水合物会分解,而CO2 水 合物则易于形成并保持稳定。
? 天然气水合物分解——吸热 ? CO2水合物形成——放热 ? 这种作用释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得
①采用低密度泥浆钻井达到减压目的 ; ②当天然气水合物层下方存在游离气或其他流体时, 通过泵出天然气水
合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力 。
特点：
不需要连续激发, 成本较低, 适合大面积开采, 尤其适用于存在下伏游离 气层的天然气水合物藏的开采
是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。
天然气水合物
（一）、简介 （二）、开采方法
.
天然气水合物
Natural Gas Hydrate
? 它可用 M·nH2O来表示
? M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水 分子数）。
? 组系水成物合以天物及然。气CO的2、成N分2、如HC2HS 4等、可C形2H成6、单C种3H或8、多C种4H天10然等气同 ? 形成天然气水合物的主要气体为甲烷
.
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！
? 基本原理：由于天然气水合物在常温常压下不稳定， 因此可利用各种手段将其分解成水和天然气，然后对 天然气进行气体开采。
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天然气水合物开采方法
? 注热开采法
? 直接对天然气水合物层进行加 热,使天然气水合物层的温度 超过其平衡温度,从而促使天 然气水合物分解为水与天然气 的开采方法。
.
天然气水合物开采方法
? 对甲烷分子含量超过 99 ％的天然气水合物通常称为甲 烷水合物（Methane Hydrate）。
.
气体水合物
水-水：氢键 (hydrogen bond)
? 水分子“笼子 (cavity)”
气体分子：CH4, C2H4, C2H6, C3H8, ? Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2, ?
+ 注热开采法 + 这种方法发展很快，加热方式不断改进
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
+ 特点：
– 可实现循环注热 – 作用方式快。
+ 缺点：
– 需要消耗大量能量 – 热利用效率较低 – 只能进行局部加热
+ 因此该方法尚有待进一步完善。
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天然气水合物开采方法
减压开采
减压途径主要有两种:
天然气水合物的发现
? 1810:发现气体水合现象 ? 1930-1940：天然气的管线中常有甲烷气水包合物的
结晶阻合
物 ? 1977：大西洋的震测探勘也发现深海的富含甲烷气水
包合物的岩层 ? 2000之后：致力于甲烷气水包合物的研究
.
天然气水合物的开采
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天然气水合物开采方法
? 化学试剂注入开采法 ? 特点：
? 可降低初期能量输入 ? 所需的化学试剂费用昂贵 ? 对天然气水合物层的作用缓慢 ? 还会带来一些环境问题
? 目前对这种方法投入的研究相对较少。
.
天然气水合物开采方法
? CO2 置换开采法。
? 这种方法首先由日本研究 者提出
? 方法依据 ——天然气水合 物稳定带的压力条件
限制条件：
对天然气水合物藏的性质有特殊的要求, 只有当天然气水合物藏位于温 压平衡边界附近时, 减压开采法才具有经济可行性
.
天然气水合物开采方法
? 化学试剂注入开采法
? 通过向天然气水合物层中注入某 些化学试剂, 以破坏天然气水合 物藏的相平衡条件, 促使天然气 水合物分解 。
? 如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、 丙三醇等,
以持续地进行下去。
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我国水合物技术进展
? 2006年8月，中国宣布，未来 10年，中国将投 入8亿元进行“可燃冰”的勘探研究，预计 2020年进行试开采。
? 乐观估计，中国在 30年内能够实现“可燃冰” 的商业开发。
? 中国绘制可燃冰的商业开发战略规划路线：
? 2010年-2020年：研究调查阶段； ? 2020年-2030年：开发试生产阶段； ? 2030年-2050年：中国可燃冰进入商业生产阶段。
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天然气水合物开采方法
? CO2 置换开采法
? 在一定的温度条件下,天然气水合物保持稳定需要的压力 比CO2 水合物更高
? 在某一特定的压力范围内,天然气水合物会分解,而CO2 水 合物则易于形成并保持稳定。
? 天然气水合物分解——吸热 ? CO2水合物形成——放热 ? 这种作用释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得
①采用低密度泥浆钻井达到减压目的 ; ②当天然气水合物层下方存在游离气或其他流体时, 通过泵出天然气水
合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力 。
特点：
不需要连续激发, 成本较低, 适合大面积开采, 尤其适用于存在下伏游离 气层的天然气水合物藏的开采
是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。
天然气水合物
（一）、简介 （二）、开采方法
.
天然气水合物
Natural Gas Hydrate
? 它可用 M·nH2O来表示
? M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水 分子数）。
? 组系水成物合以天物及然。气CO的2、成N分2、如HC2HS 4等、可C形2H成6、单C种3H或8、多C种4H天10然等气同 ? 形成天然气水合物的主要气体为甲烷
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? 基本原理：由于天然气水合物在常温常压下不稳定， 因此可利用各种手段将其分解成水和天然气，然后对 天然气进行气体开采。
.
天然气水合物开采方法
? 注热开采法
? 直接对天然气水合物层进行加 热,使天然气水合物层的温度 超过其平衡温度,从而促使天 然气水合物分解为水与天然气 的开采方法。
.
天然气水合物开采方法
? 对甲烷分子含量超过 99 ％的天然气水合物通常称为甲 烷水合物（Methane Hydrate）。
.
气体水合物
水-水：氢键 (hydrogen bond)
? 水分子“笼子 (cavity)”
气体分子：CH4, C2H4, C2H6, C3H8, ? Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2, ?
+ 注热开采法 + 这种方法发展很快，加热方式不断改进
直接注入热流体加热→火驱法加热→井下电磁加热→微波加热
+ 特点：
– 可实现循环注热 – 作用方式快。
+ 缺点：
– 需要消耗大量能量 – 热利用效率较低 – 只能进行局部加热
+ 因此该方法尚有待进一步完善。
.
天然气水合物开采方法
减压开采
减压途径主要有两种: