天然气水合物开采技术

是缺乏国家性天然气水合物研究平台及国家水合物计划。导致我国对水合物的研究工作不够深入、不够系统，导致目前的研究工作仍然处于基础研究阶段

2)天然气水合物的安全开发取决于油气井流入状态，而且与油藏驱动类型、完井状况、油藏及流体物性有关。目前广泛使用的是射孑L完井方式。为了安全开采，必须保证射孔部分畅通无阻，必须保证射孔周围没有阻塞，否则必须采取有力措施加以处理和解决。

(3)俄罗斯南方国立技术大学地球物理、探矿工程和石油钻采教研室开发出来的天然气水合物开发安全检测技术和方法，可以准确确定出射孔的部位、检查射孔部分是否阻塞和如何解阻等，为天然气水合物的安全开发提供了技术支撑。(开发出了一套分辨率高的井中地球物理检测技术BPT—FHC。在这套仪器中，利用地球物理场研究结果，使用了研制的精密传感器，可以对套管柱内及管柱壁上的微细结构进行研究，利用了模块式设计原理，可使井中仪器同时进行多项测量，利用了现有和新开发的软件包对数据进行处理并进行综合解释，)

从图1可知，天然气水合物是在低温高压条件

下形成的，如果破坏了低温高压这个条件，可燃冰就

会融化分解，形成天然气。因此，为了开采天然气水

合物，世界上许多国家都在降低压力和提高温度上

下功夫，都在研制各种类型降压装置和研究各种升

温办法和措施

天然气水合物（可燃冰）的勘探技术

目前采取的天然气水合物勘探方法主要有以下几种：

(1) 地震勘探方法

地震方法是水合物行之有效的勘探方法。其实质就是发现BSR。自20世纪60年代后期以来，许多学者在研究海相地震反射剖面时，都注意到了大致与天然气水合物理论稳定带基底相对应

的深处，存在地震波反射的声速异常。此类反射层大致与海底平行，一般称之为“海底模拟反射层(BSR)”。海底模拟反射层，可认为是充填天然气水合物的沉积层和可能含有游离气或水的沉积层之间的界面有关。天然气水合物层的稳定区域边界有其特定的压力温度面，该温度限定了水合物气层的最大深度。虽然海沉积物的压力不会急剧变化，但由于海底地温梯度的限定，深海沉积物的温度变化很大。因此，不规则的海底可造成指示天然气水合物稳定区域基底的近似等热面的不规则。有人认为，BSR出现的海底深度就是天然气水合物稳定边界所需的压力温度条件。由于沉积层不一定平行于海底，所以BSR常常穿过层面反射，很容易识别。

(2) 测井识别方法

水合物气层在测井曲线上有下列显示：①泥浆含气录井有气体显示；②自然电位偏移；③声波速率增大；④电阻率偏高；⑤长电位与短电位分离；⑥井径过大，有孔洞；⑦中子孔隙度增大；⑧钻速降低。

(3) 钻井取芯及室内分析

钻井过程中通过观察钻井泥浆中充气和短时间的排气现象(特别是水合物气藏有氮帽时)来发现水合物层。但是最好还是采用取样器取岩芯并用专门的除气器对岩芯进行分析。因为天然气水合物在大自然中的分解过程要持续数小时。根据这一特点，可直接证明有无天然气水合物。由于在钻井和取芯过程中的压力温度变化，天然气水合物分解成水和气体，因此对取芯筒和泥浆都有特殊的要求，一般采用冷却泥浆钻井和保压岩芯筒取芯。岩芯取出后仍保留在保压岩芯筒内，然后在1℃温度下进行压力测试，随着气体从岩芯筒内抽出，压力下降，但是当系统关闭，压力随后又升至理论的气水合物平衡压力，说明岩芯含有水合物气。

七、天然气水合物（可燃冰）的开发方法

天然气水合物藏的开采原理是先将气水合物分解成气和水，然后再收集气。采掉游离气，层压下降，平衡被破坏，气水合物

开始分解，层温迅速降低。继续采气或者补充热量提高层温，平衡继续破坏。加注药剂，也可使气水合物温度的稳定性大大降低。例如：麦索亚哈气水合物藏在试验性工业开采过程中，通过向气水合物层底部加压输入甲醇来促进天然气生产，这引起了气水合物的部分分解，并使游离天然气层的厚度增加，并在天然气生产过程中阻止了气水合物的重新生成。以加注甲醇的方法开采气水合物藏是增加了投入，于是又出现了热水法开采水合物藏的想法。假若气水合物藏底下有流量很大的热水层，那么用热水法开采气水合物藏的效果就会提高。让热水依靠压差从深层上升到下伏产层，热量就会由此扩散到整个含水合物层，由于热交换热水合物发生分解，就可用常规方法开采水合物分解气。

天然气水合物开发技术与方法

天然气水合物开采的基本原理是通过改变水合物稳定存在的低温高压条件，促使水合物分解，从而达到开采的目的。目前，国内外常见的天然气水合物开采技术主要包括：加热开采法、降压开采法、化学剂开采法、COz置换开采法以及多种开采方式相结合的方法。

2．1 加热开采法

加热开采法是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体从地面泵人到水合物地层，使温度上升，促使水合物分解而形成天然气的开采方法；也可选择开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器，使水合物温度升高，进一步发生分解。热开采技术的主要不足之处是会造成大量的热损失，致使效率很低。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水合物储层的有效热量。为此，人们尝试直接在井下加热，如采用井下电磁或微波直接加热，可使采收率显著提高。

2．2 降压开采法

降压开采法是通过降低压力而使天然气水合物稳定的相平衡曲线移动，从而促使水合物分解，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(可通过加热法或化学剂法作用人为形成)，使与天然气接触的水合物变得不稳定而分解为天然气和水。减压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之。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。2．3 化学剂开采法

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，降低水合物的稳定温度，促使水合物分解。化学剂开采法与加热法相比作用较慢、费用也高，且由于海洋中水合物的压力较高，回采气体比较困难。

2．4 002置换开采法

天然气水合物所需的稳定压力较c0z高，在某一压力条件下，天然气水合物不稳定，而COz水合物却是稳定的，这时COz进入到天然气中，通过形成CO 水合物所释放的热量来分解天然气水合物，上述即为CO。置换法的原理。

2．5 综合方法

单独采用某一天然气水合物的开采方法显然是不经济的，只有结合不同方法的优点才能达到对水合物的有效开采。如将降压法和加热开采技术结合使用，即先用加热法分解天然气水合物，后用降压法提取分解后的游离气体。