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海域天然气水合物资源开采新技术展望 总被引:2,自引:0,他引:2
随着全球海域天然气水合物资源勘探工作的深入和油气开发技术装备水平的提升,深水浅层天然气水合物资源商业化开采的前景逐渐明晰。自2013年开始,日本、中国相继进行了多次海域水合物试开采尝试,连续产气时间、累计产气量和日均产气量逐步获得提升。2020年中国率先实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的跨越。然而,以“降压”为核心理念的开采技术单井产气量瓶颈明显,制约了水合物资源产业化发展进程,必须在已有技术方法基础上创新发展,形成高效、安全、经济的海域天然气水合物资源开采专有技术体系。笔者梳理了近年来海域天然气水合物开采技术研发领域内的新进展,分析了包括“原位分解采气”和“原位破碎抽取”两大开采框架指导下,多种开采技术的创新升级进展和存在的主要问题,在此基础上展望了未来海域天然气水合物资源开采技术的研发方向。 相似文献
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我们建立了一个预测海洋沉积物中天然气水合物的数量和分布的数学模型,认为大陆边缘有机质沉积积累的环境是天然气水合物稳定存在的区域。由于细菌的作用。有机质向甲烷转变有利于形成水合物并消耗了有机碳。我们得到了沉积物中水合物和气体数量的质量平衡方程,并解释了孔隙流体中溶解甲烷和盐类浓度的变化。沉积压实及相关流体的影响明确模型化。尽管我们主要关注仅由沉积输入碳的理想化的被动大陆边缘。我们也提及了深源流体的供应。数学计算显示.沉积速率、有机质的质量和数量、以及表征生物生产力效率的速率常数为该模型的关键参数。应用该模型预测了布莱克海台代表的环境,并将其与ODP164航次的观测结果进行了比较。我们得到,没有任何外来淡水的条件下,包括稳定带以下的区域在内,预测结果与实测的氯离子剖面十分吻合。我们同样预测,水合物不可能占据7%的孔隙体积,这也与观测的结果一致。 相似文献
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海洋天然气水合物实验分析技术 总被引:5,自引:0,他引:5
简要介绍了目前在实验室内采用的天然气水合物实验分析技术,包括样品的保存与处理方法、水合物含气量的测定、气体与同位素的分析、水合物稳定性的P-T条件等方面。简述了几种大型分析仪器(如X衍射、拉曼光谱、核磁共振)在水合物研究中的应用,包括水合物结构的确定、成分及水合物同种性的鉴定以及水合物的分解行为等。 相似文献
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天然气水合物注热水分解前缘热作用因素分析 总被引:2,自引:0,他引:2
为研究天然气水合物注热水分解前缘的热作用影响,建立了考虑孔隙介质中水合物饱和度的分解前缘数学模型,并进行迭代分析求解;实验测温前缘和电阻前缘与数学模型拟合前缘较好的吻合,误差控制在8%以内;分析了注热水温度和速率对分解前缘的热作用影响:温度对分解前缘影响的误差不超过8.71%,较大流速对分解前缘影响误差为4.53%,在提高注入热水温度的同时以较大注入速率能减小对水合物分解前缘的热作用影响。 相似文献
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海洋天然气水合物模拟实验技术 总被引:14,自引:1,他引:14
天然气水合物模拟实验技术是天然气水合物勘查研究的一项基础技术,简要介绍国内外模拟实验技术的概部,主要特点是可视化程度高,测试精度高和检测手段多;重点介绍了青岛海洋地质研究所海洋天然气水合物模拟实验室的技术指标,这些技术指标可以适应目前海洋天然气水合物模拟的需求,利用光通过率的变化测定了甲烷在纯水中的P-T间的关系,验证了本实验装置的科学性。 相似文献
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海洋天然气水合物存在的识别标志 总被引:1,自引:0,他引:1
天然气水合物的研究自80年代以来得到了前苏联及美国等国家的科学界的重视,其对人类生存环境及发展的影响已引起人们的关注。天然气水合物存在的识别标志有二大类,即直接和间接标志。 相似文献
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开采天然气水合物对缓解世界能源危机、解决中国天然气资源短缺问题具有重要现实意义。降压法是开采天然气水合物一种较为简单、安全、有效的方法,但是目前对水合物饱和度较高条件下的降压分解特性缺乏深入认识。在多孔介质(石英砂)体系开展了天然气水合物的生成与分解实验,研究了3种不同水合物饱和度(38.1%、42.1%、46.4%)条件下的水合物降压分解特性,分解压力分别为2 MPa和3 MPa。实验结果表明:2 MPa对应的产气速率较高,但是模拟储层温度会降至冰点以下,在实际水合物开采中会引起冰堵,阻碍水合物进一步分解。当分解压力为3 MPa时,在0~2 h内,随着水合物饱和度增加,产气速率减小;从2 h到水合物分解结束,水合物饱和度越高,产气速率越高;在降压阶段,不同饱和度水合物的储层温度(T1、T2、T3)快速下降且最低温度相似;在恒压阶段,不同饱和度水合物的储层温度开始回升,水合物饱和度越高,储层温度波动越大,并且恢复至实验设定温度需要的时间越长。研究结果将为水合物试采过程防止冰堵现象发生、提高气体回收率提供重要的理论参考。 相似文献
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为了研究天然气水合物降压开采过程的储层应力及其稳定性,运用线性多孔弹性力学和岩石力学知识,考虑水合物储层原始应力、孔隙压力、渗流附加应力及降压开采水合物过程中水合物饱和度的变化,建立了降压开采天然气水合物储层的力学模型,结合墨西哥湾某处水合物藏的基本参数,对降压开采水合物储层应力变化和开采过程的储层稳定性进行研究。结果表明:井底压力是影响水合物储层应力变化的关键因素之一;渗流附加应力在一定程度上减小了储层的应力;水合物分解储层应力发生变化,储层应力在井壁处的波动最大,井壁处是整个储层所受轴向偏应力最大的位置,因此井壁处是优先发生剪切破坏的位置;为了储层的稳定性,降压开采水合物生产压差应小于2.19 MPa。 相似文献
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Haitao Zhang Jinfeng Bi Gaofeng He Zijing Guo 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(4):467-476
ABSTRACTThe purpose of this paper is to analyze the stability of submarine slope during the natural gas hydrate dissociation. A model is deduced to calculate the excess pore fluid pressure. In addition, a new method is proposed to define and calculate the factor of safety (FoS) of the submarine slope. Case study is also performed, results of which show that dissociation of hydrates would decrease the stability of submarine slope. If the cohesion of the hydrate-bearing sediments is small, the submarine slope would become unstable because of the shear failure. If the cohesion of the hydrate-bearing sediments is large enough, the tensile failure would happen in the hydrate-bearing sediments and the excess pore pressure may explode the submarine slope. Under the drained condition, the submarine slope may remain stable because the buildup of excess pore fluid pressure could not take place. Moreover, FoS would be underestimated by the assumption that natural gas hydrates dissociate in the horizontally confined space, but would be overestimated by only taking into account of the base of the natural gas hydrate-bearing sediments. The compressibility factor of natural gas should also be considered because treating natural gas as ideal gas would underestimate the stability of submarine slope. 相似文献
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蠕变是指沉积物在特定应力状态下变形与时间的关系,属于沉积物的固有力学属性。厘清海洋天然气水合物开采过程中储层蠕变的主控因素及其控制机理,对量化评价潜在工程地质风险的发生和演变规律具有重要意义。本文将在综述海洋天然气水合物储层破坏特征的基础上,梳理海洋天然气水合物储层蠕变特征及主控因素,厘清关键科学问题;结合最新研究成果,阐述天然气水合物储层蠕变特征多尺度表征与探测技术体系的基本内涵,简要探讨该领域的未来研究方向。初步分析认为,海洋天然气水合物开采过程中储层蠕变行为是水合物本身及其分解产出过程中的应力、温度、渗流等动态因素综合作用的结果,现有蠕变本构模型无法完全反映上述相变-传热-渗流-应力多场多相多组分耦合过程。为建立适合南海北部水合物储层的蠕变本构,进而为后续开采工程安全设计提供理论支撑,建议从天然气水合物储层的力学性能弱化特征及蠕变各阶段的时效参数两方面入手,从分子尺度、纳微尺度、岩心尺度、中试尺度、矿藏尺度5个层面,建立天然气水合物储层蠕变行为的跨尺度研究方法体系;以南海实际储层样品为研究对象,剖析天然气水合物开采过程中储层蠕变行为的主控因素。 相似文献
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AbstractVolume change during natural gas hydrate dissociation is important for calculation of excess pore pressure and corresponding submarine slope stability. A short discussion is presented here to the paper of Wang et al. including some notes about the standard condition and parameters used in their model. This discussion calls attention to the wrong use of standard temperature and pressure during calculation of volume change, excess pore pressure, and submarine slope stability. 相似文献
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海洋天然气水合物三维地震与海底地震勘探中的震源技术研究 总被引:2,自引:0,他引:2
三维地震与海底地震勘探技术愈来愈广泛应用于海洋天然气水合物调查中.为了获取高品质的纵波、转换横波等地震信息,揭示天然气水合物地层的速度结构异常,地震震源是决定调查成功与否的关键技术之一.本文对激发频宽、输出、气泡效应等震源特性及组合技术进行了综合研究,设计了一种新型的GI枪点震源系统,并于2006-2009年期间在南海北部某海域进行一系列试验.试验效果的综合对比表明:震源优化技术的应用明显提高了地震纵波的地层穿透深度,并改善了海底地震仪(OBS)纵波及转换横波的接收效果. 相似文献
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Recently, several countries have conducted projects to explore and develop natural gas hydrate, which is one of the new alternative
energy resources for the future. In Korea, a five-year national research project was initiated in 2000. As part of this project,
a seismic survey was performed in the East Sea of Korea to quantify the potential magnitude and distribution of natural gas
hydrates. Multi-channel seismic data and core samples have been acquired and recovered in the survey area. Analysis of seismic
data show clear bottom simulating reflectors (BSRs), seismic blank zones (or wipe-out zones) with velocity pull-up structure,
and pock-marks. In this study, we present the results of seismic surveys which indicate the existence of natural gas hydrates
in Korean offshore areas. These results will be applied to select areas for coring (or drilling) and detailed exploration
such as 2D seismic survey with long offset or 3D seismic in the future. 相似文献
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射线追踪法是以建立的地下地质模型为基础,研究不同的激发点发出的射线经地下地质界面反射后可以被接收到的信息,从而了解不同的观测系统对于特定地质条件地震资料采集的效果,对于海上地震采集相关参数的确定十分关键.在天然气水合物地震勘探中,丰富的多波勘探信息对于查清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义.本文在分析国外天然气水合物海底地震仪(OBS,ocean bottom seismometer)勘探的应用成果基础上,采用射线追踪法理论计算和海上实验,实现了针对天然气水合物的海底地震观测系统设计,试验获得了转换横波记录,取得了良好的应用效果. 相似文献
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松辽盆地南部长岭断陷腰英台深层构造腰深1井井筒及输气管线发生水合物堵塞现象,分析认为天然气水合物是导致堵塞的原因。天然气水合物是在一定温度和压力条件下由天然气中烃分子与游离水结合而形成。计算出腰深1井水合物添加甲醇的合理量,通过从油管和套管添加甲醇,使该井恢复了正常生产,日产气量(6~12)×10^4m^3。防堵的关键是注入甲醇和连续平稳生产。 相似文献
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天然气水合物具有很高的资源价值,众多国家正在开展相关研究与勘探,试采设备和技术取得了一定的发展,但离商业化开采还有很多关键技术问题需要解决。提出一种新型海域天然气水合物开采装置——吸力筒式开采装置及方法,主要包括开采筒、沉贯水泵和气液举升系统等,其整体由钢结构组合而成,依靠吸力和重力作用进入储层,然后进行降压开采,待作业结束后可回收重复使用。参照我国南海神狐海域地质,从理论上分析了新装置两个不同形态的贯入原理,并通过CMG STARS模拟研究新型开采方法的产能提升情况,由于吸力筒式开采装置能实现更大降压幅度并且扩大水合物分解面积,故产气效率相对于传统方法提高约2.46~11.69倍。吸力筒式开采装置具有结构强度高、开采半径大和施工简便等特点,有望做到“提产降本”,为实现海域天然气水合物商业化开采提供一条新思路。 相似文献