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。     

未来能源:可燃冰

天然气水合物是水和天然气(主要成分为甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”)在中高压和低温条件下混合时产生的品体物质,外貌极似冰雪,点火即可燃烧,故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛,海底以下0-1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。这种看起来像冰霜的物质叫“可燃冰”,在常温常压下它会分解成水与甲     

降压开采下深海能源土斜坡分解区的判定及其稳定性分析

深海能源土是指含新型战略性新能源-天然气水合物的海底沉积物。降压开采天然气水合物是一种相对经济、高效的方式,开采中水合物储层分解区域的确定与能源土斜坡稳定性分析是确保天然气水合物安全有效开采的前提之一。本文归纳了水合物降压开采的基本方程,通过自主编写USDFLD子程序,在ABAQUS中实现了降压开采条件下海底斜坡水合物储层分解区域的判断,模拟了水合物饱和度以及相关物性参数的变化情况。结合一实际海底能源土斜坡,完成了降压开采条件下能源土斜坡水合物储层分解区域、有效应力及变形场的计算,并结合有限元强度折减法对深海能源土斜坡降压开采的实际工况进行了数值模拟。结果表明开采前与开采后的安全系数变化不大,单井降压开采对斜坡的稳定性影响不明显。     

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。     

天然气水合物形成条件的预测

天然气水合物的形成对天然气开采与集输都会产生极大的影响，本文介绍了影响天然气水合物形成的主要条件与次要条件，以及目前预测天然气水合物形成条件的进展情况，文中着重介绍了国外在预测高压条件下（８０～１００ＭＰａ时）气井井筒及海底集气管线形成天然气水合物的实验研究情况．     

海洋中的能源——海水能源和新能源

海洋中的能源包括海水能源和海洋新能源。海水能源是海洋中由海水运动和海水理化特性差异所产生的各种能量的总称,它主要包括波浪能、潮汐能、海流能、海水温差能和海水盐差能等。海洋新能源则是一种埋藏于海底之下可供人类开发利用的新能源———天然气水合物。天然气水合物是在20世纪新发现的一种矿产资源,具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,且产出的天然气能满足能源、经济、环境的需要,被誉为21世纪最具有商业开发前景的战略资源,是新世纪理想的替代能源。我国是一个石油资源战略储备严重不足的国家,这一…     

天然气水合物的研究现状和前景

天然气水合物是继煤、石油和天然气等能源之后的一种潜在的新型能源，是在高压、低温条件下形成的冰状固体物质，它广泛存在于极地地区，通常与永冻土带的近海和深海以及陆架和岛屿边缘密切相关。本文介绍天然气水合物的概念，物化性质等，综述了国内外天然气水合物的研究现状并指出其发展趋势，最后得出，天然气水合物的研究意义重大。     

可燃冰将解千年能源忧?

日前，媒体竞相报道了“我国在南海北部成功钻获天然气水合物样品”的消息，在能源问题日益紧张的今天，俗称天然气水合物的可燃冰何时能成为现有能源的替代品，自然成为大家关心的话题。     

基于局部平衡反应的海底甲烷水合物形成及富集机制数值模拟

针对具有开发潜力的渗漏型天然气水合物藏,尝试采用油藏数值模拟方法,建立海底甲烷水合物形成及富集机制模型。基于水合物的相平衡和动力学特征,通过对水合物反应的局部平衡设置和对海底浅层高压低温环境的精确描述,实现对深部甲烷气运移至海底水合物稳定区、触发形成水合物过程的模拟,分析海底低渗层遮挡和海底冷泉两种情形下甲烷水合物富集成藏过程及其影响因素。结果表明:在深水海底浅层中,深部甲烷气以较小通量且不发生泄漏至海水情形下,长时间、持续的运移至海底水合物稳定区,则有利于形成大厚度、高丰度的水合物藏;油藏数值模拟方法可作为一种研究海底水合物成藏动力学的有效手段,值得开发利用。     

海底天然气水合物绞吸式开采方法研究

 根据海底天然气水合物藏特点,结合绞吸式挖泥船工作原理和大洋多金属结核开采技术,提出了一种全新的绞吸式海底天然气水合物开采方法,克服了海底天然气水合物开采依赖构筑封闭开采环境的技术瓶颈;然后根据管道输送原理和两相流理论,对绞吸式开采方法的提升系统进行了水力参数分析。由分析结果可知,将体积浓度为15%~25%天然气水合物流体从1 000 m海底提升到海面所需泵的扬程为30~50 m;将体积浓度为10%~20%天然气水合物流体从4 000 m海底提升到海面所需扬程为90~150 m,现有的矿浆泵就能满足要求;由于天然气水合物和海底沉积物硬度较低,并且其混合流体的密度与海水密度相差不大,采用矿浆泵进行直接输送其对泵的磨损不会严重,能保证系统长期稳定的工作,证明了该开采方法在理论上是可行的。     

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,     

海底“可燃冰”——未来世纪的新能源

日前，中国工程院院士、国家海洋局二所研究员金翔龙宣称：由他挂帅的“东海海底天燃气水合物资源潜力分析研究”课题组，发现东海有“可燃冰” 存在的迹象。这一结论是通过分析东海存在形成 “可燃冰” 的地质条件和地震资料中有“可燃冰” 的标志而得出的。课题组根据天然气水合物存在的低温和高压的必备条件，在东海有关海域的相平衡图上，找出了“可燃冰” 存在的温度和压力范围；并根据地温梯度，结合东海地质条件，划出了“可燃冰” 存在的分布区域。以此，计算出“可燃冰” 稳定带的厚度，对它的资源量作了初步的评估，据悉，东海“…     

天然气海底管道水合物冻堵原因分析及解堵和预防方法

在对天然气输送过程中天然气水合物的形成机理和处理方法进行了阐述的基础上,总结了天然气海底外输管道水合物严重堵塞过程及应急处置解堵的实际案例,同时归纳了抑制水合物生成的预防方法,以期为其他海上油田提供借鉴.     

基于分形理论的水合物回波特征提取及分类识别

针对海底裸露块状天然气水合物的探测问题,为了能从超声回波中准确提取天然气水合物的特征信息并与其他海底沉积物的特征进行分类识别,提出基于分形理论的水合物分类识别方法.通过实验室超声探测装置获取各类海底沉积物样品和天然气水合物样品的回波信号,并利用分形理论对回波信号进行分析,提取不同海底底质的声学回波特征,然后利用分类算法...     

水合物勘探开发工程技术发展战略研究项目：顺利通过中期检查

中科院广州能源研究所、广州天然气水合物研究中心承担的国家自然科学基金委员会——中国工程院中国工程科技中长期发展战略研究联合基金项目“天然气水合物勘探开发工程技术发展战略研究”通过了中国工程院组织的中期检查。项目组在前期已经掌握的资料基础上，     

南祁连盆地冻土区天然气水合物形成机理研究

天然气水合物是继煤和石油之后的重要的、潜在的能源资源。介绍了天然气水合物在全球、我国陆域以及在南祁连盆地的分布。但是由于冻土区的气候环境、地质特征等复杂性,使得冻土区水合物的研究一时无法展开,文章详细分析了南祁连盆地的冻土区天然气水合物的形成条件、赋存环境,以及天然气水合物的形成与温度、压力、构造和沉积的关系,为我国其它冻土区天然气水合物的开发利用提供依据。     

多孔介质中动态合成天然气水合物的新方法

天然气水合物储量巨大,被认为是未来能替代常规能源的最具前景的主要非常规能源之一。国内外已经对其进行了大量的研究;但由于其特殊的性质,获得原始天然气水合物样品较困难,目前对于天然气水合物进行的研究均采用在实验室内制备的方法。针对在多孔介质内合成天然气水合物的传统方法存在的问题,即在合成天然气水合物时,由于体积膨胀导致多孔介质堵塞,因而导致天然气水合物合成效率低下的难题进行了研究;提供了一种新型的在动态环境下合成天然气水合物样品的新方法,即天然气在流动循环的过程中与去离子水合成天然气水合物的方法。验证结果表明该方法是在多孔介质中合成较高饱和度的天然气水合物一种行之有效的方法。通过该方法在多孔介质中合成天然气水合物的饱和度比传统合成方法要高20%~30%。     

人类未来能源--可燃冰

可燃冰又称“固体瓦斯”、“固体天然气”，学名叫“天然气水合物”，是在低温、高压环境下，天然气(主要成分为甲烷)充填在水的晶体笼架中形成的冰状固体物。在常温、常压下它会分解成水与低碳烃。“可燃冰”里甲烷占80％～99．9％，可直接点燃，完全燃烧后几乎不产生任何残渣和有害气体，污染比煤、石油、天然气都要小得多，是近二十年来在地球海洋和冻土带发现的一种非常规新型洁净能源。     

气体水合物的研究现状与科学问题

气体水合物（ＧａｓＨｙｄｒａｔｅｓ）被科学家喻为“易燃冰”或“可燃冰”。已有研究成果表明 :（１）这是一种优质、洁净的未来能源 ;（２）蕴藏量极大 ,是现有地球化石燃料（石油、天然气和煤）总碳量的２倍 ,前景诱人 ;（３）我国广大海域有气体水合物形成的地质环境和条件 ;（４）作为替代能源 ,对我国社会、经济发展和国家安全具有重要的战略价值。鉴于我国加入ＷＴＯ后国际竞争的加剧以及气体水合物作为未来接替能源对我国社会经济发展、生态环境协调、能源结构优化和国家安全等层面上的重大战略影响 ,气体水合物研究与开发无疑是一…     

天然气水合物与全球环境保护的关系

简要介绍了天然气水合物结构及地层天然气水合物资源利用的广阔前景;综述了天然气对全球气候的危害、对海底地质的灾害、对海洋生态的危害及利用水合物技术治理环境问题的有关前景。