可燃冰开发利用检索报告.doc

信息检索与网络资源利用检 索 报 告 课题名称：中国可燃冰的开发现状与应用前景 专业班级： 学号： 姓名： 完成日期： 一检索报告概况（22分）1. 课题名称：中国可燃冰的开发现状与应用前景2. 涉及的学科及中图分类号 涉及的学科：天文学、地球科学海洋学海洋资源与开发海洋矿产资源与开 发石油和天然气 中图分类号：P744.43. 检索时间范围、地域范围及文献类型 检索时间范围:2000-今 地域范围：国内 文献类型：期刊、报纸、学位论文、会议论文4. 反映课题内容的检索词及扩展词： 中文检索词： 主要检索词：中国、可燃冰。辅助检索词：开发、利用、前景(辅助检索词检索时可不考虑)。 (1) 可燃冰（拓展词：天然气水合物）； (2) 开发(拓展词：勘探、开采) (3) 应用（拓展词：利用） （4）前景 英文检索词： （1）Flammable ice(Natural gas hydrate） （2）exploitation(prospect、mining) (3) application（using） （4) prospect二检索过程1. 选择检索工具或检索系统中文数据库：中国学术期刊网CNKI、万方数据库学位论文库、中国博士学位论文全文数据库外文数据库：EI Village2、实施检索及筛选检索结果2.1 CNKI中国期刊全文数据库（1）检索过程次数检索式检索时间检索结果数检索结果评价1主题=(可燃冰开发利用)2000-9数量太少，因检索词没有扩展，可能会漏检。2主题=(可燃冰*开发*利用）2000-46数量仍然较少，检索词没有扩展，存在漏检情况。3关键词=(可燃冰+天然气水合物) AND 主题=(开发+开采+勘探) AND 主题=(应用+利用)2000-598通过扩展，文献的数量比上次检索有了较大的增加，且大部分相关。再通过筛选功能可找到满意文献。检索界面截图（最满意的一次检索截图）:（2）从检索结果中找到代表性文献3篇（作者、题名、出处、文摘）。 1王智明,曲海乐,菅志军. 中国可燃冰开发现状及应用前景J. 节能,2010,05:4-6+2. 摘要：解释新型能源可燃冰的物理特性、分布特点及其形成条件。研究国外可燃冰的勘探和开发方法。讨论中国可燃冰的研究历史及分布规律,分析中国可燃冰的开发现状。指出可燃冰作为重要能源对于缓解全球性能源危机的意义及其广泛的应用前景。 2张志杰,于兴河,郑秀娟,刘博. 天然气水合物的开采技术及其应用J. 天然气工业,2005,04:128-130+20. 摘要：天然气水合物的开采可以通过破坏水合物赋存的平衡状态(如温度条件、压力条件等),使甲烷气从固态水合物分离出来,也可以通过热激法、减压法、抑制刺激法、置换法和混合开采法等多种方式完成。降压法和热激法技术的结合使用是目前最受推崇的方案,其基本原理是用热激发法分解天然气水合物,而用减压法提取游离气体,已投产的俄罗斯Messoyakha气田和加拿大Mackensie气田均以该法为主要开采技术,其技术在国内具有良好的应用前景。 3 张波,陈晨. 我国南海石油天然气资源特点及开发利用对策J. 特种油气藏,2004,06:5-8+108. 摘要：南海海域中我国可管辖的面积近200104km2,蕴藏着丰富的石油天然气和其他矿产资源,尤其天然气水合物是我国未来开发潜力巨大的替代能源,南海油气资源是我国经济与社会可持续发展的强大支持和保障因素。对我国南海海域油气资源特点以及勘探开发现状及存在的问题进行分析,进而探索性的提出开发利用南海油气资源的对策:从强化寸海寸金的海洋国土意识出发,统一规划、相对集中,按照由远及近的原则实施重点区域油气资源开发战略;通过创新管理体制和运行机制,加强海洋油气资源和环境的保护,促进开发利用与保护协调发展;全面提升南海国土资源开发利用水平和效益;大力发展海洋油气产业,优化海洋产业结构,促进海洋产业结构的调整与升级。2.2 万方数据库（1）检索过程1主题=(可燃冰+天然气水合物) AND 主题=(开发+开采+勘探) AND 主题=(应用+利用)2000-2014726查全率和查准率较为满意截图：（2）从检索结果中找到代表性文献3篇（作者、题名、出处、文摘） 1吴敏.“可燃冰”开发现状J.矿冶工程,2012,32(z1):456-459.DOI:10.3969/j.issn.0253-6099.2012.z1.126. 【摘要】“可燃冰”又名天然气水合物,是未来巨大的新型能源.本文从国内外最新研究进展、资源储量与分布、开发利用方面存在的主要技术瓶颈几方面对“可燃冰”进行了综述,旨在为“可燃冰”的开发利用提供借鉴. 2 张颖异,李运刚.新型洁净能源可燃冰的研究发展J.资源与产业,2011,13(3):50-55.DOI:10.3969/j.issn.1673-2464.2011.03.009. 【摘要】可燃冰是天然气水合物的俗称,是公认的21世纪替代能源和清洁能源,开发利用潜力巨大,我国已将其纳入科技重大项目973计划,并已成功获得了天然气水合物的岩心样品.本文简要介绍了可燃冰的储量、分布和研究现状,重点介绍了可燃冰的开采方法以及开采过程中的难点问题.其中,减压法和综合法是现有水合物开采技术中经济前景比较好的开采技术.最后对可燃冰的发展前景做了展望,认为2015-2020年发达国家实现工业规模开采天然气水合物在技术上是可行的,但要实现商业开采则值得探讨. 3 冯望生,宋伟宾,郑箭的等.可燃冰的研究与开发进展J.价值工程,2013,(8):31-32. 【摘要】可燃冰是21世纪公认的替代能和清洁能,开发利用潜力巨大,是天然气水合物的俗称.综合介绍了可燃冰的概况、结构特征、分布情况、开采方法以及开采过程中的难点问题,最后对可燃冰的未来开发前景做了展望,开采可燃冰会给环境带来的一系列问题,要实现工业规模开采和商业化开采还需要一定的时间.2.3 中国博士学位论文全文数据库（1） 检索过程次数检索式检索时间检索结果数检索结果评价1主题=(可燃冰)2000-20146数量太少，因检索词没有扩展，可能会漏检。2主题=(可燃冰*开发*利用）2000-20144数量仍然较少，检索词没有扩展，存在漏检情况。3关键词=(可燃冰+天然气水合物) AND 主题=(开发+开采+勘探) AND 主题=(应用+利用)2000-20135通过扩展，文献的数量比上次检索有了较大的增加，且大部分相关。再通过筛选功能可找到满意文献。检索截图：（2） 从检索结果中找到代表性文献3篇（作者、题名、出处、文摘） 1孙建业. 海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究D. 中国海洋大学: 中国海洋大学,2012.【摘要】 天然气水合物是一种潜在的能源资源。只有将这种具有巨大资源潜能的能源开采出来,才可以解决能源紧缺的问题。因此目前各国研究者根据水合物亚稳定特性和水合物分布模式,提出了四种开采技术,普遍认为降压法和热激发法是可行的开采技术。由于海洋天然气水合物存在环境复杂,钻探技术要求高,耗资巨大,因此需要谨慎对待试开采。在实验室内对天然气水合物降压和热激发两种开采技术进行实验研究,探讨各种开采技术的适用条件、技术参数及优缺点,为天然气水合物的实际开发利用提供参考,无疑是最经济、有效的途径。 利用自行研发的天然气水合物开采实验装置,在两种沉积物体系中: 0.18-0.35mm天然砂+0.03%的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液+高纯甲烷,南海沉积物样品+0.03%SDS溶液+高纯甲烷,在模拟真实海底温度、压力条件下,进行水合物生成及采用降压法、电加热法、注热水法开采实验。实验中首次将TDR技术应用到水合物开采实验研究中,实现了实时监测水合物饱和度在水合物生成和分解过程中的变化,对实验规律的掌握和化学反应速率的计算提供了重要依据。 通过各种条件的试验,确定了实验方案,详细地分析了每轮次水合物生成和分解的实验过程和结果,得到了一些新的结论和认识。 在一定粒径的石英砂中生成水合物,得出了水合物在沉积物中的生成顺序:垂直方向上从沉积物上层至中下层逐步生成,水平方向上由沉积物外侧向内部逐渐生成。建立了基于水合物饱和度参数的水合物生成速率公式:dS_H/dt=k_(fx)S_H(n*),可以求得某条件下水合物生成时反应速率常数和反应级数。 观察到降压法开采水合物的分解规律,分解过程可分为快速分解、缓慢分解和分解结束三个阶段; 水合物在沉积物中的分解顺序为由上至下、由外及里。研究了影响降压开采水合物的因素及规律,降压幅度对水合物分解过程起主导作用; 环境温度对分解速率的影响主要体现在沉积物体系压力降至设置的分解压力后; 初始饱和度对水合物分解速率有很大影响,并不是饱和度越小水合物分解速率越快,因为不同水合物饱和度范围,影响水合物分解的主导因素各不相同。建立了水合物分解速率方程:dS_H/dt=k_(fx)S_H(n*),并得出了不同分解条件下的分 解速率常数和分解反应级数,水合物降压分解实验反应级数通常为1或0。建立了降压法开采水合物分解速率常数与影响分解速率各因素之间(降压幅度、环境温度、水合物初始饱和度)的关系。 得出了电加热法开采水合物分解规律,分为:加热棒升温、初始分解,沉积物体系升温和水合物大量分解三个阶段。通过对实验能量效率和热效率的计算表明,采用电加热法分解水合物,升温过程缓慢,水合物分解时间长,能量利用率较低,成本较高。 得到了注热水法逐层开采水合物的分解规律和不同影响因素对注水开采速率的影响。实验过程中通过从下到上依次改变出气(水)阀门,实现了水合物从底层、中层至上层逐层分解。在水合物饱和度相同条件下,升高注水温度,加快分解速度; 注入热水流速越大,分解越快。注水速度对水合物分解速率起主导作用。对注热水开采水合物进行能量分析,注水速度越大能量效率和热效率越高。 在南海沉积物样品中进行了水合物生成和降压开采实验,采用温度震荡法和增大气体与沉积物接触表面积能促进南海沉积物样品中水合物生成,得到了饱和度为27%的水合物样品。在降压开采过程中,得出设定分解压力为2MPa,初始温度为3左右时,水合物分解速率常数为K_(ds)=0.71,分解为0级反应,说明降压法适合与本实验沉积物性质相同的南海含水合物沉积物层中水合物的开采。 2刘亚平. 天然气水合物藏降压开发方案基础研究D. 中国石油大学: 中国石油大学,2010.【摘要】天然气水合物(Natural Gas Hydrates,NGH)是一种潜力巨大的优质、清洁替代能源,其商业性开采已经被逐渐提上日程。NGH藏开发方案基础研究是NGH藏商业开采的基础和前提,是一项前瞻性(超前)工作。其中涉及NGH藏品质评价、不同品质NGH藏开发动态分析、不同品质NGH藏开发方案经济评价前沿课题。目前,尚未有相关课题研究。因此,NGH藏开发方案基础研究具有重要的理论价值和现实意义。 鉴于NGH藏目前研究现状,降压法是NGH藏开采的基本方法,本研究从理论分析、室内实验和数值模拟三个方面出发,对NGH藏降压开发方案进行了以下几个方面的研究: 建立了NGH藏品质评价模型。该评价模型综合分析了NGH藏含气系统,采用数值模拟方法计算了NGH藏参数的敏感性,确定NGH藏开发敏感性较大的12个参数为NGH藏品质评价的因素集,同时参考油田评价分数的确定方法,建立了NGH藏品质评价的评语集,然后对每个因素进行评分区间划分,即对应评语集对每个因素进行区间划分。对因素集进行层次划分,利用层次分析法确定权重,最终建立两级NGH藏储层品质评价模型,并利用该模型研究分析了四种典型NGH藏的品质等级。 以相似理论为指导设计了一套拟三维NGH藏开发比例物理模拟平台,进行了不同品质NGH藏降压开发室内实验研究。从开采NGH藏的数学模型出发,应用检验分析方法和量纲分析方法推导了NGH藏开发的39个相似准则数,为物理模型相似提供了设计原则。通过对NGH藏降压开发实验数据进行模型和原型之间的相似转化得到不同品质NGH藏的降压开发动态规律。实验结果表明NGH藏降压开发过程分为自由气产气、NGH分解产气、NGH分解气和自由气共同产气三个阶段,三个阶段产气速度逐级降低; NGH分解产气量占总产气量的比例随着NGH藏品质提高而逐级增加; 累积产气量和开采时间随着NGH藏品质的降低而逐级减少。 建立NGH藏开发数学模型并编制相应的数值模拟计算程序。利用所编制的NGH藏开采数值模拟程序模拟了不同品质NGH藏的降压开发过程,分析了不同品质NGH藏降压开发特征,讨论了井底流压对不同品质NGH藏降压开发动态参数的影响。数值模拟研究结果表明产水速率、累计产水量与井底流压的敏感性较强,随井底流压的降低而迅速增加; 产气速率、累计产气量随井底流压的降低而增加,但是对井底流压的敏感性相对较弱。 提供了一套较为完整的NGH藏开发经济评价方法。在数值模拟研究的基础上,利用内部收益率法计算了NGH藏极限经济产量。采用净差额现金流量分析方法对不同品质NGH藏进行经济评价。经济评价结果表明一、二、三级NGH藏降压开发具备商业开采价值,四级NGH藏降压开发在经济上是不可行的。3郝文峰. 天然气水合物生成过程及其反应器特性研究D. 大连理工大学: 大连理工大学,2006.【摘要】天然气水合物是一种非化学计量的超分子笼状化合物，1m3水合物可储存150-180m3的天然气。这就为天然气水合物储存和运输技术提供了可能。但是其储运设备中的水合物生成装置还没有达到工业规模，还不能形成取代LNG成为天然气运输主要手段。因此，有必要进一步研究水合物储运技术，特别是水合物生成过程。由于水合过程受气液扩散控制，并且是放热反应。因此，如何提高气液传质速率和移走反应热是水合反应器选择上主要考虑的问题。通常采用增加扰动或液体中加入添加剂等方法来提高扩散速率以及内置或外置换热装置来强化换热效果。另外，对于选定的反应器还要考虑如何改变操作条件以获取较大的反应推动力。 首先，半连续搅拌槽式反应器作为常规的反应器被应用到甲烷水合研究。在该反应器中分析和比较了恒压降温水合过程、低温恒压水合过程、无搅拌水合过程中甲烷的水合效果。结果表明：低温恒压过程甲烷水合速率高、储气量较大。在此储气方式下，考察了压力5.0MPa下搅拌、添加剂、装料系数对甲烷水合过程的影响。在搅拌速率320rpm，搅拌时间30min条件下，可以获得159V_gV_H(-1)以上的储气效果，而且获得较高的水合速率0.43 V_gV_H(-1)min(-1)。同时，确定十二烷基硫酸钠为实验中较好的添加剂，合理的装料系数为0.289。并计算了搅拌过程中的流体Reynolds准数和Froude准数及搅拌功率数值，用以评估搅拌器的性能，为水合反应器的放大提供参考。另外，提供了人工合成的水合物照片，照片显示水合物为白色易燃晶体。并给出了水合物的天然样品，用于与合成样品对比。同时实验室模拟了天然样品的生成过程，发现水合物晶体的生长具有方向性。这用于水合过程分析及水合反应器设计。 其次，为强化传质、加强换热，设计、构建了外置换热、旁路调节液体流量和液体压力的1L喷淋式反应器。在该反应器中，在液体喷射压力45MPa条件下，进行了添加剂十二烷基硫酸钠、乙醇及无添加剂对比实验，结果表明：添加剂大大提高了甲烷水合速率，其中乙醇作为添加剂对提高反应速率最为显著，其速率为0.46V_gV_H(-1)min(-1)，约为十二烷基硫酸钠作为添加剂的10倍。同时，有效降低了气相的操作压力。与半连续搅拌槽式反应器研究相比，具有操作压力低，水合速率高的优点。但是，由于喷淋装置是闭路装置，水合物颗粒会阻塞反应管路。因而水合物浆的含气率还较低，还需进一步研究。 此外，在容积为1L高压反应釜中制备甲烷水合物，测定了温度273K甲烷分解过程实验数据，并提出了以微分方程形式表达的宏观分解动力学模型，同时计算了甲烷水 2.4 EI Village1）检索过程次数检索式检索时间检索结果数检索结果评价1(Natural gas hydrate) WN CV) ) AND (exploitation) WN CV) )2000-2014170文献数量较多,但不易找到相关的的文献，但是也有很多有价值的文献。截图：（2） 从检索结果中找到代表性文献3篇（作者、题名、出处、文摘） 1Mathematical model for natural gas hydrate production by heat injectionDu, Qing-Jun (China University of Petroleum, Dongying 257061, China); Chen, Yue-Ming; Li, Shu-Xia; Sun, Jun-Jun; Jiang, Lan-Qi Source: Shiyou Kantan Yu Kaifa/Petroleum Exploration and Development, v 34, n 4, p 470-473+487, August 2007 Abstract:According to the first law of thermodynamics and the mechanism of natural gas hydrate decomposition, a mathematical model of thermal recovery comprising mass and energy conservation equations, kinetic equations of decomposition and the auxiliary equations is established on the basis of reasonable assumptions. Difference disposal is implemented for the mathematical model to obtain the difference equation set. Taking the pressure and temperature equilibrium conditions of natural gas hydrate decomposition into account, the model is resolved using the method of IMPES and a numerical simulator is built. The simulator can match well with the gas rate and temperature distribution of thermal recovery experiments and the validity is demonstrated. The thermal recovery process of natural gas hydrate can be divided into three periods; the release of free gas, the decomposition of natural gas hydrate, and the boundary effect. There exists decomposition front in the process of natural gas hydrate decomposition. The hydrate near the injection end is almost decomposed, whereas most of the hydrate near the exit end is not decomposed, exhibiting a high saturation. 2Effects of salinity on hydrate stability and implications for storage of CO2 in natural gas hydrate reservoirsHuseb, Jarle (Department of Physics and Technology, University of Bergen, Allegaten 55, 5007 Bergen, Norway); Ersland, Geir; Graue, Arne; Kvamme, Bjrn Source: Energy Procedia, v 1, n 1, p 3731-3738, February 2009, Energy Procedia - Greenhouse Gas Control Technologies 9, Proceedings of the 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, GHGT-9 Abstract:The win-win situation of CO2 storage in natural gas hydrate reservoirs is attractive for several reasons in addition to the associated natural gas production. Since both pure CO2 and pure methane form structure I hydrate there is no expected volume change by replacing the in situ methane with CO2, and there is not net production of associated water which requires extra handling. The geo-mechanical implication of the first of these may be a very important issue since hydrates in unconsolidated sediments are the most promising targets for exploitation of natural gas. The stability of CO2 stored in the form of hydrate is probably one of the safest options today, even though also this option relates to safety of sealing cap-rock or clay layer. The stability of hydrates in a reservoir depends on many factors, including the interactions between minerals, surrounding fluids and hydrate. The natural level of salinity increases with depth in a reservoir. In addition formation of hydrate will lead to increased salinity of the fluids surrounding the formed hydrate. This may lead to liquid pockets of residual aqueous solution with increased salinity as well as very non-uniform hydrate. The latter due to the fact that hydrate composition and stability relates to properties of surrounding fluids. In the work presented here methane hydrates were formed in several sandstone cores. The cores were all partially saturated with brine of different salinities in order to identify the effect salinity has on the fill fraction, the amount of methane per available structural site in hydrates. The results indicate that salinities lower than regular sea water composition has no significant impact on the fill fraction of methane hydrate in porous media. When the salinity surpasses regular sea water composition there is a significant drop in fill fraction. The methane hydrate fill fraction is dominated by total brine salinity rather than brine distribution in the core. 2009 University of Bergen. 3Experimental simulation of the exploitation of natural gas hydrateLiu, Bei (State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum, Beijing 102249, China); Yuan, Qing; Su, Ke-Hua; Yang, Xin; Wu, Ben-Cheng; Sun, Chang-Yu; Chen, Guang-Jin Source: Energies, v 5, n 2, p 466-493, February 2012 Abstract:Natural gas hydrates are cage-like crystalline compounds in which a large amount of methane is trapped within a crystal structure of water, forming solids at low temperature and high pressure. Natural gas hydrates are widely distributed in permafrost regions and offshore. It is estimated that the worldwide amounts of methane bound in gas hydrates are total twice the amount of carbon to be found in all known fossil fuels on earth. A proper understanding of the relevant exploitation technologies is then important for natural gas production applications. In this paper, the recent advances on the experimental simulation of natural gas hydrate exploitation using the major hydrate production technologies are summarized. In addition, the current situation of the industrial exploitation of natural gas hydrate is introduced, which are expected to be useful for establishing more safe and efficient gas production technologies. 2012 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.3 通过阅读原文，归纳各家观点，并做简要评述.甲烷水合物（methane hydrates）作为替代能源的行动。甲烷水合物也称“ 可燃冰”，是甲烷气体和水分子形成的笼状结晶，将二者分离，就能获得普通的天然气。这种外面看起来像冰一样的物质是在高压低温条件下形成的，也就是说，它通常存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻结带。王智明等1研究了国外可燃冰的勘探和开发方法。讨论中国可燃冰的研究历史及分布规律,分析中国可燃冰的开发现状。指出可燃冰作为重要能源对于缓解全球性能源危机的意义及其广泛的应用前景。张志杰等2研究表明天然气水合物的开采可以通过破坏水合物赋存的平衡状态(如温度条件、压力条件等),使甲烷气从固态水合物分离出来,也可以通过热激法、减压法、抑制刺激法、置换法和混合开采法等多种方式完成。降压法和热激法技术的结合使用是目前最受推崇的方案,其基本原理是用热激发法分解天然气水合物,而用减压法提取游离气体,已投产的俄罗斯Messoyakha气田和加拿大Mackensie气田均以