[发明专利]一种深海天然气水合物开采控制方法在审

专利信息
申请号: 201710151504.7 申请日: 2017-03-14
公开(公告)号: CN106837338A 公开(公告)日: 2017-06-13
发明(设计)人: 侯朋朋;潘振;商丽艳;李萍;刘培胜;文江波 申请(专利权)人: 辽宁石油化工大学
主分类号: E21C50/00 分类号: E21C50/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 113001 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 深海 天然气 水合物 开采 控制 方法
【说明书】:

所属技术领域

发明涉及一种深海天然气水合物开采方法,属于天然气水合物开采领域。

背景技术

从1810年英国Davy在实验室首次发现气水合物和1888年Villard人工合成天然气水合物后,人类就再也没有停止对天然气水合物的研究和探索。在这近200年的时间内,全世界对天然气水合物的研究大致经历了3个阶段。第一阶段是从1810年Davy合成氯气水合物和此年对气水合物正式命名并著书立说到20世纪30年代初。在这120年中,对气水合物的研究仅停留在实验室,且争议颇多。自1934年美国的Hammerschmidt发表了关于水合物造成输气管带堵塞的有关数据后,人们注意到气水合物的工业重要性,从负面加深了对气水合物及其性质的研究。这就是起水合物研究室上的第二个阶段。在这个阶段,研究主题是工业条件下水合物的预报和清除、水合物生成阻化剂的研究和应用。20世纪60年代特洛费姆克等发现了天然气具有这样一个特性,即他可以以固态形式存在于地壳中。特洛费姆克等的研究工作作为世界上第一座天然气水合物矿田——麦锁亚哈气田的发现、勘探与开发前期的准备工作提供了重要的理论依据,大大拓宽了天然气地质学的研究领域。1971年前后,美国学者开始重视其水合物研究。1972年在阿拉斯加获得世界上首次确认的冰胶结永冻层中的气水合物实物。对气水合物藏成功的理论预测、气水合物形成带内样品的成功检出和测试,被认为是20世纪最重大发现之一。可以说,从20世纪60年代至今,全球气水合物研究跨入了一个崭新的第三阶段——把气水合物作为一种能源进行全面研究和实践开发。世界各地科学家对气水合物的类型和物化性质、自然赋存和成藏条、资源评价、勘探开发手段,以及气水合物与全球变化和海洋地质灾害的关系等进行了广泛而卓有成效的研究。

在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3000m以内沉积物中天然气水合物中甲烷资源量为2.1×1016km3。水合物中甲烷的碳总量相当于全世界已知煤、石油和天然气总量的2倍,可满足人类1000年的需求,其储量之大,分布面积广,是人类未来不可多得的能源。以上储量的估算尚不包括天然气水合物层之下的游离气体。

我国南海路坡和陆隆区可能含有丰富的天然气水合物矿藏,估算其总资源量达(643.5~772.2)×108t油当量,大约相当于我国陆上和近海石油天然气总资源量的1/2。

尽管对天然气水合物的研究已经取得了一定的效果;但是就目前的情况而言,天然气水合物资源尚处于普查阶段,侧重于调查天然气水合物的身材更哼地区和水合物稳定层的形成、成因,以及地球物理化学性质、资源量及工业上经济开采的可能性等。开采水合物的基本原理是现将水合物分为气和水,然后收集天然气。目前开采天然气有3种方法可用,即降压开采法,注入化学剂开采法和热力开采法。天然气水合物的降压开采法就是利用钻井经验的压力降来干扰水合物的稳定性,如果天然气水合物气藏与常规天然气藏相邻,降压开采水合物物气的效果特别好。开采水合物气藏的化学剂是那些能降低水合物储藏温度的“水合物阻化剂”,主要由甲醇、乙二醇和氯化钙等。室内试验表明,天然气水合物的溶解速率与阻化剂浓度、注入排量、压力、阻化剂的界面面积有关。热力开采法是研究最多、最深入的天然气水合物开采方法。现已提出的热力开采法有蒸汽注入、火驱、热盐水注入和电磁加热法。

除了以上常见的开发思路,根据有关研究结果,可能还有另一种利用天然气水合物声场能源的方法。科学家们指出,对于在深海中的传统气体矿床通过钻井手段获取应该是可行的,但是想因为大陆斜坡的不稳定和需要铺设的管道又很长的那个原因所产生的技术和经济方面的问题,有可能使得人们难以利用这种手段来开采天然气水合物资源。所以,试图在不使天然气水合物分解的情况下即不用长距离管道,又能把天然气水合物运送到陆地上来。一个新的天然气水合物开发方法是在深海中使天然气水合物颗粒化,或将天然气水合物输送到一种可测控压力温度的管道中,使其内部保持天然气水合物稳定所需的温压条件,再把天然气水合物提升至海平面的分解平台上,在那里天然气水合物能够缓慢分解,产出燃料和水。或许今后能研制出一种添加剂,使天然气水合物在天然气水合物在较低的压力和较高的温度下能够稳定。如果能做到这些,天然气水合物在传统的船舶上运输起来可能比液化的天然气还要安全。

发明内容

针对现有的技术存在的问题,本发明的目的是提供于深海天然气水合物矿藏开采的一种控制开采系统,以避免天然气水合物在开采管道分解在管道中造成的潜在危险发生。

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