2017年天然气水合物研发热点回眸

 2017年，天然气水合物研发领域散发出强劲活力，发生了一系列重大事件。本文回顾了2017年日本南海海槽天然气水合物试采、中国神狐海域天然气水合物试采、中国荔湾海域天然气水合物试采、天然气水合物作为新矿种等重大事件和进展，盘点了天然气水合物油气系统在中国南海神狐海域等主要地区的应用与研究、动力学抑制剂、开采方法、沉积物稳定性、环境效应等研究热点，部分展示了中国在天然气水合物领域作出的贡献，并进一步分析了天然气水合物未来研究热点。     

青海祁连山冻土区天然气水合物研究进展综述

祁连山冻土区是我国陆域天然气水合物调查研究的重点地区之一,也是我国目前在陆域冻土区唯一一处取得天然气水合物找矿发现的地区.自2008年首次钻获天然气水合物实物样品以来,调查研究工作逐步向广度和深度迈进,取得了由点到面的扩边勘查进展、油气等多种能源的发现以及试采试验成功等系列成果,同时基础理论认识水平得到了显著提升.在水合物地质特征和成藏系统研究方面,各要素描述得更加全面和深入,尤其是对气源和构造条件的深入分析,进一步丰富了水合物含油气系统的内涵.在调查技术方法研究方面,通过开展试验性实验,初步形成了从点上钻探调查技术到面上地球物理-地球化学调查综合性的技术方法体系,在勘探实践中发挥了重要的作用.在水合物试采试验方面,证实了降压试采工艺、控制监测等关键技术在成岩储层中应用的可行性,提出水平井试采工艺结合储层压裂改造技术将是未来提高产气量重要的科技攻关方向之一.在环境效应研究方面,发现了可以证实水合物稳态发生过变化或正处于变化之中的矿物学证据,提出了气候变暖引起水合物系统的演变模式,环境影响作用已逐步显现.由此可见,在祁连山冻土区,天然气水合物具有资源与环境并重的双重意义,不仅作为一种新型能源具有潜在的资源价值,而且还是一种会引起环境效应的不稳定因素.不难预测,随着青藏高原持续变暖,水合物储层稳定性评价研究将成为祁连山冻土区水合物资源环境效应研究的一个重要方面.     

天然气水合物藏的界定及思考

 在回顾致密气、页岩气、煤层气等非常规天然气藏定义的基础上,基于天然气水合物藏的特征,认为天然气水合物藏是指具有一定量的甲烷等气体运移到温度-压力适宜的地层,并以固态形式赋存于地层/松散沉积物中的天然气水合物资源及其与之有直接关联的天然气聚集。因此,在开展天然气水合物资源勘查与评价时,应当查明天然气水合物层下部游离气状况,存在游离气层的"固-气两层楼式"天然气水合物藏是当前有利的天然气水合物开发靶体。分析认为神狐海域天然气水合物属于"固-气两层楼式"天然气水合物藏,在进行资源评价和试采时,应该对天然气水合物层和游离气层进行统一考虑,从而有望进一步提高单井日产量和经济效益,促进天然气水合物的勘探与开发。     

天然气水合物钻探现状与钻井技术

钻井是天然气水合物勘探发现最直接的手段,也是天然气水合物开发的必要环节。天然气水合物,尤其是海域深水天然气水合物的勘探与开发对钻井技术提出了更高的要求。在总结全球天然气水合物钻探现状和钻井技术的基础上,对天然气水合物钻井面临的挑战和未来发展方向进行了分析。总结认为,全球已在多个冻土区和海域开展了天然气水合物勘探与试采,显示了较好的天然气水合物勘探开发前景;天然气水合物钻探通常与随钻测井(LWD)相结合,并以常规钻探设备、水基钻井液为主;天然气水合物试采井的完井方式各不相同,尚未形成有效的完井技术系列;天然气水合物的温度-压力特征、储层特征、埋深特征和力学特征等决定了天然气水合物钻井面临井筒稳定性、钻井液安全密度窗口窄等方面的挑战。未来,应进一步探索研究控压钻井、欠平衡钻井、套管钻井、隔热竖管钻井、深水浅软地层水平井钻完井、潜式钻探设备组合和经济环保高效型低温钻完井液等技术在天然气水合物钻井中的应用。     

发现

日本首次成功从海底可燃冰中提取天然气日本政府2013年3月12日宣布成功从蕴藏于爱知和三重县海域海底的"天然气水合物"(可燃冰)中取得了天然气。这是全球首次通过在海底分解含有大量天然气成分的"可燃冰"取得天然气。自水深约1000米的海底掘进330米后即存在天然气水合物,     

来自我国南海的“可燃冰”实物首次亮相

2007年6月17日,我国在南海北部成功钻获的天然气水合物实物样品“可燃冰”在广州亮相。这是我国首次获得可燃冰的实物样品,中国同时也成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到天然气水合物实物样品的国家。     

天然气水合物藏开采增产技术研究进展

天然气水合物是一种极具潜力的清洁能源,水合物的安全高效规模化开发,对于缓解中国能源紧缺压力和优化调整能源结构具有重要意义.介绍了天然气水合物藏的4种开采方法以及中外开展的水合物现场试采的进展,目前水合物试采仍面临着开采难度大、产量较低和开采成本高等诸多挑战,亟须解决长期开发所要面临的增产工艺技术及经济问题.因此,重点阐...     

天然气水合物非成岩出砂储层砂流数值模拟

天然气水合物(可燃冰)作为新兴洁净能源,受到全世界的重视,由中国地质调查局组织实施的中国海域天然气水合物第二轮试采取得成功,并超额完成目标任务.当前,中外天然气水合物模拟器开发和相关研究虽然有通过力学耦合描述"砂"的行为,但大部分都没有涉及"砂"的流动过程.针对天然气水合物分解后,储层多孔介质中"砂"流动过程的数值模拟,通过通用储层渗流模拟器GPSFLOW,实现水、气(甲烷)、砂三相三组分模拟,把砂当做一种非牛顿流体,即为一组分也是一个相态,按宾汉流体进行模拟,初步探讨砂流过程模拟的理论方法和模型实现方案,并通过理想模型进行验证.结果表明:相较于其他出砂数值模拟研究方法,提出的砂流模拟方法简单高效,能够有效地模拟砂流过程,后续通过耦合水合物开采渗流模型,有望实现对水合物开采过程中砂流的准确模拟.     

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2007年6月17日．我国在南海北部成功钻获的天然气水合物实物样品“可燃冰”在广州亮相。这是我国首次获得可燃冰的实物样品，中国同时也成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到天然气水合物实物样品的国家。[第一段]     

天热气水合物地层降压开采出砂数值模拟

全世界范围内已开展天然气水合物资源短期试采中大部分都遇到了不同程度的出砂现象,使得天然气水合物资源的商业化一直没有实现。利用水合物地层出砂判断方程模拟研究了天然气水合物地层在开采过程中的出砂程度。模拟结果表明:随着开采时间的增加,天然气水合物地层的最大等效塑性应变随之变大,地层破坏性出砂的风险程度增加;同时,天然气水合物地层出砂现象可分为轻微出砂、暂稳定出砂、快速出砂、后稳定出砂4个阶段。     

天然气水合物地层降压开采出砂数值模拟

全世界范围内已开展天然气水合物资源短期试采中大部分都遇到了不同程度的出砂现象,使得天然气水合物资源的商业化一直没有实现。利用水合物地层出砂判断方程模拟研究了天然气水合物地层在开采过程中的出砂程度。模拟结果表明:随着开采时间的增加,天然气水合物地层的最大等效塑性应变随之变大,地层破坏性出砂的风险程度增加;同时,天然气水合物地层出砂现象可分为轻微出砂、暂稳定出砂、快速出砂、后稳定出砂4个阶段。     

全球可燃冰可用1000年 中国试采技术领跑世界

<正>此次我国连续稳定试开采可燃冰成功,表明我国在可燃冰的勘探、开发、利用上,走在了世界前列。国土资源部中国地质调查局18日宣布,中国首次海域天然气水合物可燃冰试开采成功,成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。中国管辖海域蕴藏着丰富的可燃冰资源,据测算,总量达几百亿吨油当量,远景资源量与海域     

海域天然气水合物钻完井关键技术研究进展

天然气水合物是由水和甲烷在高压、低温条件下形成的一种固态结晶化物质，被世界各国认为是最有潜力替代化石能源的清洁能源。概述了美国、日本、印度、韩国和中国海域天然气水合物试采现状，指出海域天然气水合物钻完井存在钻井液密度窗口窄、井底压力控制难、定向井造斜难、井壁和井口稳定性差、储层改造难、防砂困难等技术难题，梳理了固态流化钻井技术、水平井钻井技术、双梯度钻井技术、控压套管钻井技术、水力喷射微小井眼钻井技术、钻井液技术、完井防砂技术的研究发展现状，提出了必须要加强海域天然气水合物出砂机理、出砂预测、成井、建井、钻完井设备与仪器研发等科研攻关力度，为规模化开采海域天然气水合物提供技术保障。     

天然气水合物井完井用形状记忆材料研制

为了能够更加有效地解决天然气水合物井在完井过程中的出砂问题,保证天然气水合物井的稳产与高产,开展天然气水合物井完井用形状记忆材料的研制。选用PCL/PM 200-体系,采用物理发泡与化学发泡并用的方法,一步法合成了开孔型形状记忆聚氨酯泡沫;在此基础上,对其力学性能、玻璃化转变温度、形状记忆性能、泡孔结构、耐温性能等性能进行了表征与测试。实验测试结果表明,该材料体系合成工艺简单,形状恢复率高,力学性能好,开孔性均匀,耐温性能好,具有玻璃化转变温度,符合温敏型形状记忆材料的变化规律,能够满足天然气水合物完井用形状记忆材料的性能要求。将该体系用于生产天然气水合物井完井用的形状记忆材料,制造形状记忆筛管,为日后天然气水合物的试采和商业开发提供了一种新型的且行之有效的完井手段。     

过套管电阻率测井评价储集层含油气变化特征

目的 应用过套管电阻率测井资料定性寻找漏失油层,定量判断油层水淹程度以及裸眼井中天然气水合物转换为天然气的扩散半径.方法 在开发井中,当油层在未水淹和水淹情况下,根据裸眼井和套管井中储层电阻率和含油饱和度的相对变化,寻找漏失油层及判断油层水淹程度;在天然气水合物评价中,应用正演迭代方法 ,确定天然气扩散半径.结果 通过该技术判断漏失油层及评价油层水淹程度.与试油、试采结果 是一致的.结论 预处理后的过套管电阻率测井资料与其他资料结合,可用于油气层开采开发的动态监测及天然气水合物开采.     

天然气水合物勘探开发专辑

天然气水合物是一种潜在清洁油气接替能源,我国海域水合物资源量巨大,约为800亿吨油当量,实现天然气水合物安全高效开采对我国建设海洋强国、保障能源安全和实现"双碳"目标意义重大.广大科技工作者针对天然气水合物勘探开发过程中的理论和技术难题进行了大量研究并取得了丰硕成果.     

天然气水合物岩石物理实验进展

天然气水合物在资源与环境领域的重要性已受到世界各国的广泛关注。目前实验室将多种检测与分析技术用于水合物的本征特性研究;并从电学、声学及力学等方面对水合物沉积物的物性特征进行研究,取得了一系列较为显著的研究成果。对实验室水合物本征特性及水合物沉积物物性特征研究成果与进展进行了梳理;并对今后的研究工作提出了展望,旨在为我国天然气水合物相关研究提供借鉴与参考。     

天然气水合物资源潜力及其开发前景分析

天然气水合物是地球上尚未开发的储量最大的潜在能源,因其储量巨大、埋藏浅、能量密度高、分布广、规模大而被认为是“21世纪最理想的替代能源”。本文在介绍天然气水合物基本情况和世界各国对天然气水合物的地质勘查情况的基础上,对中国天然气水合物的资源潜力进行了论述,提出了天然气水合物的开发前景及对人类社会的影响。     

热话题可燃冰之冷思考

正近日,日本经济产业省宣布,已成功从日本近海地层蕴藏的天然气水合物(俗称可燃冰)中分离出甲烷气体,这是全球首次在海底分解可燃冰取得天然气,标志日本在可燃冰开采的商业化进程中迈出关键一步。在世界各国无不努力寻找新能源的今天,这种点火就能燃烧的冰块,能否复制美国页岩气革命神话?从实验成功到大规模商业开采需要多少时间?我国可燃冰研究利用与国际水平相比如何?笔者将一一解答这些问题。     

天然气水合物勘探技术综述

天然气水合物是一种潜在的巨大能源,发展天然气水合物勘探技术,准确确定天然气水合物的分布与蕴藏量,对我国天然气水合物产业的建立有至关重要的作用。目前,国际上天然气水合物调查研究已呈现多学科、多方法的发展趋势,而国内天然气水合物勘探刚刚起步。总结了国内外地质、地球物理、地球化学等天然气水合物勘探技术,并介绍了我国天然气水合物的研究现状。