天然气水合物开采技术对比与展望
天然气水合物开发技术的研究

天然气水合物开发技术的研究引言天然气水合物是一种在海洋沉积物中广泛存在的天然气形式,其是一种结晶态的混合物,包括天然气(甲烷、乙烷等)和水分子。
天然气水合物在存储方面具有巨大的优势,仅在海洋上就蕴藏了数量庞大的储量。
由于其能源密度高、清洁、环保等优良特性,广受人们赞誉。
然而,目前天然气水合物的开发利用技术尚不成熟,存在着诸多难题和挑战。
本文将从天然气水合物开发技术的角度,来阐述其研究现状和未来趋势。
一、天然气水合物开发技术现状1. 采集技术现有天然气水合物采集技术主要包括钻探、热水注入和气体置换法等。
其中,热水注入法是目前应用最为广泛的采集方法,其主要原理为利用高压高温下的热水,将水合物释放出来。
2. 运输技术天然气水合物是通过管道、船舶等方式进行输送的。
其中,珠海深浅水运输队列技术、靠泊岸边LNG转移技术和浮式生产储运装置技术都是应用广泛的输送技术。
3. 加工技术天然气水合物加工技术可分为两种,一种是从水合物中提取气体进行加工;另一种是将水合物直接转化成甲烷气。
目前,水合物加工技术还面临着研究不充分和高成本等问题。
二、存在的问题1. 采集技术方面:采集设备难以耐受海洋环境下的腐蚀和压力,对于深海开采技术尚不成熟。
2. 运输技术方面:运输管道和设备的设计以应对极端天气和海洋环境的能力不足。
3. 加工技术方面:天然气水合物提取技术存在能耗和成本较高的问题,加工方法尚不成熟。
三、未来趋势天然气水合物的开采难度较大,目前尚需进一步研究和开发,得出更加有效和经济的开采技术。
预计未来几年,天然气水合物开采技术将面临以下几方面的挑战和临床:1. 从海底中开采天然气水合物需要克服的技术难题是如何在极端高压、低温的环境中进行作业和采集?2. 在遥远的钻机,如何保障人员的生命安全和精神状态?3. 现有的天然气水合物开采技术具有较高的能耗和成本,如何缓解开采成本上涨的压力?4. 如何将天然气水合物开采技术转化为现实生产力,推进能源领域的可持续发展?总结天然气水合物的勘探、开采、加工利用技术等均面临较大的难度及挑战,应立足于推广研究,成为可靠且经济的能源途径,其价值远远超出了其困难和挑战。
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。
天然气水合物开采与利用的技术研究和前景分析

天然气水合物开采与利用的技术研究和前景分析天然气水合物是一种新兴的可再生能源,它是由天然气分子和水分子在高压、低温环境下结晶形成的。
天然气水合物储量巨大,被认为是未来能源革命的重要组成部分。
随着科技的进步和对能源安全的重视,天然气水合物的开采与利用将成为研究的重点之一。
一、天然气水合物开采技术天然气水合物分布于地球深海、海洋海底和北极等寒冷地带,因此开采难度大、成本高。
对于天然气水合物的开采,目前主要有以下几种技术:1.水下开采技术水下开采技术主要包括水下钻井、水下采样、水下生产等技术。
通过水下开采技术,可以实现对水合物的单独开采,同时也可以有效减少与海水混合的可能。
2.钻井模式开采技术钻井模式开采技术是利用井口周围的压差对水合物进行开采。
该技术需要在水合物储层进行井钻开洞,确保井眼与水合物储层的隔离,然后通过抽吸泵将矿物质和水合物从井眼排入井下。
3.膨胀法开采技术膨胀法开采技术是通过注入物质如液态二氧化碳使水合物脱离,在其结构中形成空气泡从而破坏水合物结构,实现开采。
二、天然气水合物利用技术天然气水合物的利用技术主要包括化学转化、物理加工、燃烧利用、液化气等技术。
其中,液化气技术是天然气水合物利用的一个重要方向。
通过液化气技术,可以降低天然气水合物的储存和运输成本,使其更便捷地运输和使用。
目前在日本、中国等国家已经开始建设天然气水合物的试验项目,尽管只是处于试验阶段,但天然气水合物开采与利用的前景是十分广阔的。
三、天然气水合物开采与利用的前景分析随着全球能源需求的不断增长,传统石油、天然气等能源的供应面临着日趋匮乏的困境。
而天然气水合物的储量巨大,可以为全球能源供应带来新的可能。
越来越多的国家开始加强天然气水合物的研究,推动技术的发展和应用。
在减少对传统石油、天然气等能源的依赖的同时,天然气水合物的开采与利用也为我们提供了更多的可再生能源资源。
值得注意的是,天然气水合物的开采和利用需要高端科技和先进设备的支持,同时也需要具备丰富的资金和技术积累,因此,在未来的发展中,需要各国政府和企业加强合作,共同推动天然气水合物的研究和利用,实现能源的可持续发展。
天然气水合物开采技术及其应用前景

天然气水合物开采技术及其应用前景天然气水合物是一种被誉为“蓝色燃料”的烃类天然气储量,是一种又稳定又高效的能源资源。
近年来,由于其高能量密度和环保优势,天然气水合物的开采技术方面进展迅速,同时也为环境保护和可持续发展提供了更多的可能性。
一、天然气水合物的含义及特点天然气水合物是天然气在一定温度和压力下,通过水分子形成的固态结构。
天然气水合物的化学组成类似于天然气,一般以甲烷为主要成分,同时含有少量乙烷、丙烷、丁烷等气体。
天然气水合物的结构类似于冰,但其分子网格中交替排列的水分子中间夹杂着天然气分子,可以被点燃用于供热、发电等用途。
天然气水合物的含量很高,而且分布范围广,是一项战略性的新能源资源。
沉积物中的水合物储量可能是世界石油的两倍,种类多样,主要有质量型水合物和量型水合物。
其中质量型水合物多见于大陆架海域,以甲烷的百分比为主。
而量型水合物则多见于深海海底,成分涵盖了甲烷等各种烃类气体。
二、天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采是一个复杂的过程,需要结合地质学、物理学、化学等多学科知识。
常用的开采方式包括热解压、水合物完全燃烧、力学剥离等多种方法。
热解压是目前应用最广泛的开采方法之一,其原理是利用热能和压力破坏水合物晶格结构,从中提取烃类天然气。
该方法常用的技术是常规目视计时法、声学测试法、俯冲光纤模拟反射法等。
另外,水合物完全燃烧和力学剥离也是天然气水合物开采的两种方法。
水合物完全燃烧的原理是通过外部火源点燃水合物,将甲烷气体燃烧产生热能,使水合物发生波动破裂,从而提取其中的烷类天然气资源。
力学剥离则是利用力学剥离设备进行水合物采集,常用的技术包括流化降压法、减阻剥离法等。
三、天然气水合物的应用前景天然气水合物是未来能源领域的重要发展方向之一。
其高能量密度和环保优势使其在能源供应和环境保护方面具有重要意义。
在能源供应方面,天然气水合物作为一种储备量极大的新能源资源,可为全球能源供应缓解压力。
天然气水合物资源的开发与利用

天然气水合物资源的开发与利用天然气水合物,是指天然气分子和水分子在高压、低温下形成的化合物,被视为是未来能源领域的重要资源之一。
据有关部门数据显示,全球可采储量约为180万亿立方米,是现有天然气储量的数十倍。
然而,天然气水合物的采集和利用却面临着诸多挑战和困难。
本文将探讨天然气水合物资源的开发与利用。
一、天然气水合物的开发1. 采集技术天然气水合物的开采是一项高难度的技术任务。
因为水合物的物理特性,包括高压、低温、高度不稳定等,在采集过程中会涉及到许多的技术难题。
如何快速有效地采集天然气水合物,是开发该资源的第一道难关。
2. 储存技术天然气水合物在采集后的储存、运输也是探讨的一个关键问题。
由于天然气水合物的低稳定性,高压储存也会面临耗能大、成本高等问题。
将天然气水合物转化为天然气能够降低运输成本,使储存和运输变得更容易。
二、天然气水合物的利用1. 燃气天然气水合物的主要利用方式是作为燃气。
可用于发电、供暖、烹饪等。
与煤炭相比,其燃烧效率更高,能源损失也较少。
然而,天然气水合物的使用也存在与传统燃气相似的综合环保问题。
2. 化学品天然气水合物中包含的甲烷、类甲烷等原料可以用来生产化学品,如甲醇、二甲醚、乙烯等。
这种化学品的生产方式比化石燃料更为环保。
在降低对环境影响的同时,还可以促进该领域的可持续发展。
三、未来展望天然气水合物的发展前景广阔。
其储存量、成本效益和环保效益都有很大的发展和提升潜力。
尽管目前天然气水合物在技术和经济上仍面临着很多挑战,但是通过技术创新,开发天然气水合物可以为我们创造更多的能源选择。
结论天然气水合物是未来能源领域的重要资源之一。
尽管其采集难度大、成本高,但是其未来展望仍然广阔。
在探索天然气水合物开发的过程中,我们需要更加注重技术创新、环境保护和投资回报的平衡。
我相信,随着技术的不断突破和进步,天然气水合物一定会成为未来能源领域的重要支柱。
天然气水合物开发利用的技术挑战与前景

天然气水合物开发利用的技术挑战与前景天然气水合物是指天然气与水在高压高温的条件下结晶形成的一种固态燃料,它是高含气量、低污染性、储量丰富的一种新能源资源。
目前,全球已知的天然气水合物资源总量可达2.7万万亿立方米,是石油天然气储量的数十倍,开发利用天然气水合物无疑将成为未来能源领域的一个巨大机遇和重要挑战。
关于天然气水合物的开发利用,首先面临的是技术挑战。
天然气水合物属于典型的非均相相变体系,其特殊的物理化学性质决定了开发利用需要采用高度复杂的技术手段和设备。
目前,国际上已经研制出若干种开采天然气水合物的技术方案,如水合物储层降温法、地下冻结法、热水循环法、薄膜压缩法等,但各种技术方案也都存在着一定的技术难点和瓶颈。
以水合物储层降温法为例,该技术是通过注入冷海水降低水合物储层温度,使水合物分解并释放天然气。
但为了使水合物在水深数百至几千米的海底合成,需要高压、低温和适当的盐度等特殊环境。
而浅层海域常常伴随着较高的温度、较低的盐度和低压力等条件,因此应用水合物储层降温法时需要一定的技术创新和优化。
此外,天然气水合物的开采还面临着设备磨损、环境污染、天气恶劣等额外挑战,需要从多方面对技术难点进行探索,以进一步提高开采效率和减少资源浪费。
其次,天然气水合物的开发利用也将带来广阔的市场前景。
据国际能源署统计,2050年天然气需求量将突破5000亿立方米,届时将占全球能源消费量的25%以上。
而天然气水合物作为天然气的重要替代品,将具有广阔的市场需求和经济价值。
未来,在全球新能源竞争中,天然气水合物的开发利用将更像是一场“奔腾的马车赶上飞速发展的科技”,在不断突破技术瓶颈的同时,也将成为提升全球清洁能源比重、保障节能减排的重要选择。
何况,天然气水合物的优势也逐渐显现。
首先,天然气水合物的热值高,相比于煤炭等传统能源,其二氧化碳和氮氧化物等污染物排放量更低;其次,天然气水合物的资源储量极其丰富,且多分布在深海等艰苦环境下,即使面对人口增加、资源短缺等未来挑战,也有望为全球能源需求提供稳定的补给。
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。
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Open Journal of Nature Science 自然科学, 2019, 7(5), 398-405Published Online September 2019 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2019.75049Comparison and Prospect of Natural GasHydrate Exploitation TechnologyTong Jia, Xinyan Wang, Yijie ShangDepartment of Roommate Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao HebeiReceived: Aug. 26th, 2019; accepted: Sep. 10th, 2019; published: Sep. 17th, 2019AbstractNatural gas hydrate is a new type of clean energy, and has huge reserves in the seabed permafrost.It is of great significance to alleviate the energy crisis facing mankind and comply with the trend of world green development. Therefore, the formation and exploitation mechanism of natural gas hydrate have attracted worldwide attention. Up to now, only Mesoyaha gas field in Russia has been commercially exploited for gas hydrate, which indicates that the exploitation technology of gas hydrate still needs further development. In this paper, the advantages and disadvantages of several successful small-scale trial production methods are introduced and compared.KeywordsNatural Gas Hydrate, Mining Technology, Comparison of Mining Methods天然气水合物开采技术对比与展望贾童,王鑫炎,商一杰燕山大学石油工程系,河北秦皇岛收稿日期:2019年8月26日;录用日期:2019年9月10日;发布日期:2019年9月17日摘要天然气水合物是一种新型清洁能源,且在海底冻土层储量巨大,对于缓解人类面临的能源危机以及顺应世界绿色发展潮流有重要意义,因此其形成和开采机理受世界广泛关注。
截止到现在天然气水合物实现商采仅有俄罗斯麦索亚哈气田,这说明天然气水合物的开采技术仍需进一步发展。
本文介绍了目前小规模试采成功的几种方法的优缺点及对比,以及对未来技术的发展做出展望。
贾童等关键词天然气水合物,开采技术,开采方法对比Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言天然气水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate),有机化合物,化学式CH4·xH2O。
即可燃冰,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。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”其实是一个固态块状物。
天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、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。
其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。
天然气水合物的显著特点是分布广、储量大、高密度、高热值。
1 m3天然气水合物可以分解产生164 m3甲烷气体,因此天然气水合物被认为是一种很有前景的清洁能源[1][2]。
据估计,大约27%的陆地(大部分分布在永冻层)和90%的海域都含有天然气水合物[3]。
据潜在气体联合会(PGC,1981)估计,永久冻土区天然气水合物资源量为1.4 × 1013~3.4 × 1016 m3,包括海洋天然气水合物在内的资源总量为7.6 × 1018 m3。
但是,大多数人认为储存在汽水合物中的碳至少有1 × 1013 t,约是当前已探明的所有化石燃料(包括煤、石油和天然气)中碳含量总和的2倍,天然气水合物中有机碳含量占全球有机碳的53.3% [4]。
2018年10月18日,在天津举行的2018 (第二十届)中国国际矿业大会上,《中国矿产资源报告2018》正式发布。
据报告显示,初步预测,中国海域天然气水合物资源量约800亿吨油当量。
本文详细介绍了目前正在发展的几种天然气水合物开采方法以及它们之间的对比。
2. 开采技术与方法2.1. 水合物的热激法开采热力开采法又称热激法,是研究最多、最深入的天然气水合物开采技术。
其利用钻探技术在天然气水合物稳定层中安装管道。
对含天然气水合物的地层进行加热。
提高局部储层温度,从而促成天然气水合物分解,再用管道收集析出的天然气。
热激发开采法按照发热形式可以分为两种:①热量从表层进入水合物储层,例如注蒸汽/热水/热盐水等;②热量在井下水合物储层内直接产生提供,例如井下燃烧、电磁制热、微波导热[5]。
2.2. 第一类热激方式第一类热激方式传达能量的形式为通过媒介输送,热能以液体或气体为载体传到天然气水合物层。
天然气水合物形成的条件是低温高压,热量的输送增加了井周围部分天然气水合物的温度,天然气水合物失去维持稳定的条件,因而分解。
但是液体或气体输送的过程总会有热量的散失,所以此方法存在较大能量损失,导致能量利用率变低。
但是在已有的输送热量的媒介中,通过实验大家发现循环注入热盐水的开采效果能量效率相对较高;而且多井注入生产比单井生产有利[6]。
影响第一类热激方式开采的主贾童 等要因素是热能的传递效率和可加热范围。
第一类热激发法作业基本过程就是在打井固井完成后向井内注入热水或蒸汽,使井口天然气水合物分解,再用导管将析出的天然气收集于贮藏器内或采取常规天然气输气管道的方式将其输送到船载贮藏器。
示意图如图1。
Figure 1. Schematic diagram of thermal excitation mining图1. 热激发开采法示意图2.3. 第二类热激方式第二类热激方式中井下燃烧方法多用于冻土层水合物燃烧,本质上是其分解气的燃烧,燃烧热量一部分传递至水合物内部加热分解水合物,另一部分加热汽化水份和向周围空间散热,分解水层及石英砂层限制了分解气释放和热量向水合物内部传递,下层水合物分解缓慢,导致水合物不能燃尽而自行熄灭。
井下原位直接燃烧加热开采冻土区,不会造成整个水合物藏燃烧失控[7]。
井下电磁加热技术就是在垂直(或水平)井中沿井的延伸方向在紧邻水合物带的上下(或水合物层内)放入不同的电极,再通以交变电流使其生热直接对储层加热[8]。
微波是一种特殊形式的能量。
微波对物质的介电热效应是通过离子迁移和极性分子的旋转使分子运动来实现的。
天然气水合物是一种极性分子,对微波有一定的吸收作用。
微波加热效率一般在微波段102~104 MHz 之间最大。
微波加热法对水合物有加热、造缝、非热效应三大作用因此微波加热是体型加热,而且加热均匀,造缝作用使得水合物内部出现小裂纹有助于水合物的分解[9]。
影响微波开采的主要因素是微波源功率和微波频率以及微波穿透深度。
第二种热激方式开采模型中为了有效利用热能,一般都将加热装置安装在井底,而微波可以通过波导将微波导入井底。
2.4. 降压法开采降压法是通过泵吸作用降低气体水合物储层的压力,使其低于水合物在该区域温度条件下相平衡压力,从而使水合物从固体分解相变产生甲烷气体的过程。
降压法一般是通过降低水合物层之下的游离气聚集层的压力。
从而使与游离气接触的水合物变得不稳定而分解。
也可以通过采取矿层中流体的方法来降低水合物矿层的层压。
如果天然气水合物气藏与常规天然气藏相邻,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。
随着游离气体的不断减少,天然气水合物与气之间的平衡不断受到破坏,使得气水合物层开始融化并产出气体不断补充到游离气气库中,直到天然气水合物开采完为止。
降压法可以开采两种类型的天然气水合物矿藏:一种是水合物底层和盖层都是非渗透层[10];另一种是水合物盖层是非渗透层,二水合物层下面蕴藏着大量的游离天然气,由于其对水合物开采层地质结构有特殊的要求,使得降压法成功开采变得困难[11]。
影响降压法开采天然气水合物的因素主要是外部的温压条件是否适宜。
降压法有两贾童等种作业方式,第一种是采用低密度泥浆钻井达到减压目的,而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下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力。
示意图如图2。
Figure 2. Schematic diagram of pressure relief mining method图2. 减压开采法示意图2.5. 化学抑制剂法添加化学抑制剂(包括盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等),导致部分天然气水合物的分解。
因为化学反应是双向进行的,天然气和水反应生成天然气水合物的同时,天然气水合物也在分解成天然气和水,而反应最终会到达平衡,即两个方向反应速率相同,看起来就像是稳定不再发生反映的状态,实质上是天然气水合物的生成速率和分解速率相等。
不同的条件下(压力温度浓度和有无催化剂)化学反应会达到不同的平衡状态。
而天然气水合物在未开采时的状态就是在深海条件下的平衡状态,这个时候添加化学抑制剂,会使天然气水合物稳定存在的条件被改变,当前环境条件无法保持天然气水合物合成和分解的速率相同,需要反应向分解的方向进行来达到新的平衡状态,也就促使了天然气水合物的分解。