天然气水合物PPT课件

1、天然气水合物,一）、简介 （二）、开采方法,1,天然气水合物 Natural Gas Hydrate,定义：它是在一定条件（合适的温度、压力、气体 饱和度、水的盐度、 pH 值等）下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物（Clathrate） 基本特征 （1）一种固态结晶物 （2）外观象雪或松散的冰 （3）遇火即可燃烧，故又称“可燃冰” 。 （4）比水轻，而重于烃类液体，密度一般在0.8-1.0 g/cm3之间，除热膨胀和热传导性质外，光谱性质、力学性质等同冰相似,2,天然气水合物 Natural Gas Hydrate,它可用 MnH2O来表示 M代表水合物中的气体分子，n为

2、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,3,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, CO2,4,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

3、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,5,天然气水合物的开采,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,6,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,7,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： 可实现循环

4、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,8,天然气水合物开采方法,减压开采 减压途径主要有两种: 采用低密度泥浆钻井达到减压目的; 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。 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,9,天然气

5、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,10,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,11,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,12,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以持续地进行下去,13,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。