天然气水合物开发技术研究进展初探

天然气水合物开发技术研究进展初探

石峰 戌松伟

长庆油田分公司第一采气厂， 陕西 榆林， 719000

摘要：天然气水合物资源的开发利用，离不开当前高科技水平的提高，这些技术水平可以帮助天然气水合物分解技术的不断应用，适用天然气水合物的钻井提取技术。本次文章对天然气水合物的开发技术进行研究，包括一系列方法，成套技术的应用，保障了天然气水合物原位分解的实时监测和甲烷气体的有效分离，并对整体的开发循环利用，进行了相应的阐述和总结。

关键词：天然气水合物；开发；研究；进展

天然气水合物作为发展潜力巨大的新能源，已经成为近些年来油气工业研究的重点，自从02年以后，已经在加拿大马更些三角洲，美国阿拉斯加，中国青藏高原等地开展了十多次天然气水合物的实验。

1. 天然气水合物试采技术

1.1单一直井加热开采技术

单一直井加热开采技术是最开始使用的天然气水合物试采技术。这种技术最早应用于加拿大马更些三角洲，在钻到天然气水合物储藏物后，通过采用循环注入热量流体的方式，促进天然气水合物的分解，同时，观测分析天气水合物的分解过程和产气情况。通过热量液体的不断加入和循环利用，保证了天然气水合物的整体温度，维持在80摄氏度以上，并安装了一套相应的温度传感装置，从而监视天然气水合物整体的分解情况，通过水合物分解产生的气体进行不断的收集，获得天然的甲烷气体。

1.2单一直井降压开采技术

单一直井降压开采技术也是比较常用的开采技术，在加拿大等地区以及我国北部都有应用。这种开采技术首先在试采井中安装井下温度传感器，并安装电潜泵和电加热器，把化学试剂注入管线当中。在降压试采的过程中，通过电潜泵抽取地层的流体，将压力维持在平衡范围内，促进整个天然气水合物分解为天然气体。通过井下加压器，对整个天然气水合物进行加热，降低天然气水合物二次形成的风险，通过化学试剂的注入，进一步抑制了天然气水合物的再次形成，通过对整个液体的分离和加工，保证气体的收集。但由于试采过程中出现了严重的出砂现象，导致管道堵塞，这项技术被暂停。在2017年，通过新的开发技术手段进行了新一轮天然气水合物试采计划。针对前面出现的问题，研制了具有形状记忆的多功能防砂材料，从而形成新的管道。这次试采跟前一次的开采技术相同，但是有效阻止了出痧现象，可以进行更为有效的开采工作。

2 探索的天然气水合物开发技术

2.1原位加热的天然气水合物开发技术

对天然气水和物原位加热可以有助于减少热能损失问题，提高整体的开采效率。天然气水合物原位加热技术主要包括两大类，一是将天然气水合物中注入相应的原位加热技术，二是对其进行原位加热技术。俄罗斯的相关研究者提出了多种天然气水合物原位生热和原位加热技术。在这里比较有代表性的是一种放射性物质的原位生热法，这种技术可以将井内放射性废液注入到天然气水合物的地质之下，在天然气水合物的下方，形成放射性液储存区，利用放射性物质衰变的性质，从而能源源不断的产生热量，对天然气水合物进行持续的加热。还有一些研究者提出，天然气水合物中注入液态酸和液态碱，从而产生中和反应对其进行加热。水平井循环注热也是一种比较有效率的开采技术，根据俄罗斯研究专家提供的实施方案，对天然气水合物储藏进行持续加热，通过地面采气设备与地下的装置进行结合，从而能够使其源源不断的产生热量吗，能维持水平温度，促进整个水合物的分解，收集大量的天然气。

2.2地热储热能利用的天然气水合物开发技术

利用地热储开采天然气水合物研究主要集中于天然气水合物藏下方干热岩热能利用方面。在近些年来，水热型地热储对天然气水合物的开采也有一定的推进，利用热能开发海洋天然气水合物的开采技术，向天然气水合物藏下方的干热岩层打注水井，通过压力向其注入海水，使海水在干热岩层的受力作用下不断加热，再抽至天气水合物进行新的提取。通过注

入井钻至天然气水合物藏之下的干热岩层之中，利用干热岩岩和天然气水合物之间布置的分支井，保证整体热量的供应，通过天然气水合物层内的水平分支，在其上面安装封隔器，保证整体热量的稳定，在生产井水平中布置天然气的气体排出，通过持续不断的加热使天然气水合物进行不断分解，产生纯净的气体。在近些年来，随着科学技术的不断提高，人们对天然气水合物的开采技术也有了很多新的发现，可以设计一些连通装置，保证天然气水合物的稳定，保证天然气水合物能够持续分解产生大量气体。天然气水合物开采阶段一般分为两个阶段，第一个阶段是对天然气水合物进行常规降压，然后进行开采，通过对天然气水合物的底部安装封隔器，将压力局限在范围之内，随着压力的不断下降，使天然气水合物产生分解，把产生的天然气通过管道进行排出，获得纯净的天然气。第二个阶段是利用第一个开采阶段，将天然气水合物的封隔器移到上面，从而在压力的作用下，使其进行进一步分解，分解出纯净的甲烷气体。

3 结论

通过近十来年的研究可以发现，天然气水合物的开采技术在获得不断的突破，改进空间还有着很大的发挥。通过加热法，降压法以及相关气体置换法，目前都已在天然气水合物的开采阶段获得一定应用，开采出纯净的甲烷气体。但天然气水合物的开采研究还存在着很多技术难题，如何推进天然气水合物分解的效率，保证天然气水合物的有效产量，这是值得思考的问题，还需要我们进行更多的探索和改进，提高天然气水合物的开采效率，提升天然气水合物的研究成果。

参考文献

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