天然气水合物开采模型研究进展与展望

天然气水合物商业开采风险很大,需要进行科学的评价和预测,因此开采模型准确与否非常重要.对降压法及注热法开采天然气水合物模型研究进展进行了调研,认为耦合水合物分解动力学过程的多相渗流模型更适合用于评价和预测水合物的开采,但在流动参数、热流动参数、动力学及热力学参数模型化和流固耦合研究方面亟待进一步完善.     

天然气水合物资源勘探开发现状

天然气水合物是一种极为丰富的天然气后备资源。自从前苏联在西西伯利亚成功地开采了世界上第一个水合物气藏以来，全球范围内有关天然气水合物的研究和资源普查勘探活动异常活跃，文献上不断有在陆地和海洋发现天然气水合物的报道，勘探前景十分诱人。本文着重介绍了天然气水合物的结构及物化性质，全球资源量及勘探开发成果，以期引起国内石油天然气工业对这一战略后备能源资源的注意与重视。     

天然气水合物的勘探与开发

天然气水合物作为能源家族的新宠,备受世界瞩目。据评价,全球天然气水合物储量约为2×10^16m^3,其勘探方法有地球物理法、地球化学勘探法、标型矿物法、自生沉积矿物学法等;开发技术有加热法、降压法、添加化学剂法、驱替法等。当今,许多国家都在对天然气水合物进行深入的研究,以寻求有效的勘探开发方法,实现潜在资源向现实资源的转换和优化利用。     

天然气水合物的勘探与开发技术

简单介绍了国际天然气水合物的主要勘探识别技术（如地球物理方法、地球化学方法和钻孔取样技术等）、开采技术（如减压法、热激发法和化学试剂法等）的研究现状 与发展趋势，并对21世纪天然气水合物的勘探、开发、应用前景进行了展望。     

天然气水合物注热开采数学模型

根据热力学第一定律及天然气水合物分解机理，在合理假设基础上，建立了包括物质守恒方程、能量守恒方程、分解动力学方程及辅助方程的天然气水合物注热开采数学模型。对数学模型进行差分处理得到差分方程组，采用隐式求解压力、显式求解饱和度（IMPES）的方法，考虑天然气水合物分解的压力、温度平衡条件，对模型进行求解，据此编制了数值模拟器。数值模拟器很好地拟合了注热开采实验的产气速率和温度分布，验证了数学模型的有效性。数值模拟及注热开采实验分析表明，天然气水合物注热开采可分为自由气释放、水合物分解及边界效应3个阶段，水合物分解存在分解前缘，注入端一侧水合物大部分已经分解，出口端一侧水合物分解较少，饱和度较高。图5表1参11     

天然气水合物研究和勘探现状

提出了“水合物气“之概念,评述了国内外天然气水合物研究和勘探现状,提出了今后我国天然气水合物研究的对策建议.     

天然气水合物勘探开发技术发展综述

为探索我国天然气水合物资源利用的发展策略和方向,回顾了国际天然气水合物资源利用技术发展的历史,并对麦索亚哈和阿拉斯加等目前已进行或正在进行的5个天然气水合物开发/试采联合工业项目进行了详细介绍。在此基础上,结合我国天然气水合物资源开发技术研究现状,对今后的天然气水合物开发技术发展提出了建议:做好基础技术储备,一旦天然气水合物开采技术取得突破,其开采具有经济价值,可迅速投入该领域;加入国际天然气水合物JIP发展项目,以较小成本分享国际最新的研究成果。     

海底天然气水合物地球化学方法勘探进展

除地球物理方法外,地球化学方法在天然气水合物的勘探和开发中也发挥着越来越重要的作用。综合国内外研究成果,指出识别天然气水合物的地球化学方法主要有气体浓度异常检测法、流体地球化学方法、稳定同位素化学法和酸解烃方法等。详细介绍了这些地球化学方法的机理和优缺点,期望对我国海底天然气水合物勘探和开发有所裨益。     

天然气水合物研究和勘探现状

提出了“水合物气”之概念,评述了国内外天然气水合物研究和勘探现状,提出了今后我国天然气水合物究的对策建议。     

天然气水合物及其勘探开发方法

天然气水合物是一种可能替代油气的新能源。其岩石物理特性及勘探方法成为专家的关注热点。介绍了天然气水合物的研究现状及有关岩石的物理特性，探讨了其勘探方法。这些方法包括地质、物探、测井、地球化学方法的应用。对天然气水合物的开采方法也做了介绍。作为一种尚未被人们充分认识的能源，分析了其勘探开发工作存在的风险。     

天然气水合物勘探及结构H型水合物的特性研究

天然气水合物发展的实施障碍主要在于其勘探开发技术，文章介绍了目前天然气钻探的几种基本方法即地球化学方法、保压取心法、BSR技术及其它方法；同时也介绍了用震动室装置反应器研究甲烷气结构H型水合物的储藏性能，假定甲烷气要占据5个小格(3个512和2个435663)，而最大的格子(1个51268)由一个单位结构大分子(如新己烷)占据。把这种将甲烷气储藏于小格子的方法进行理论比较，表明一个单位体积的结构H型水合物能储藏160～200体积的甲烷气。进行了三种实验来测量甲烷气结构H型水合物储藏。发现用重量比0．1％的卵磷脂和PVP溶液可促使结构H型水合物的形成。与纯水合物相比，当这些水合物在较高温度下熔化时，促进剂起到了水合物的稳定性作用。     

天然气水合物勘探技术研究现状

简要介绍了天然气水合物及其研究现状、天然气水合物聚集的地质特征和地球化学异常识别技术。介绍了以似海底反射层、AVO技术和速度振幅结构为主的天然气水合物地震检测技术。阐述了电阻率测井、声波时差测井等常规测井方法和介电测井、随钻测井等4种特殊测井方法以及天然气水合物孔隙度、饱和度和泥质含量等天然气水合物的测井解释方法，同时指出了目前天然气水合物地震检测和测井中存在的问题及今后的研究方向。     

天然气水合物汽-固相平衡研究进展

水的存在对天然气的集输和加工产生不利影响。为了保证天然气集输和加工的正常进行,准确预测天然气最大容许水含量,即与水合物平衡的气相水含量尤为重要。综述了近35年来天然气水合物汽-固平衡气相水含量的实验测定和理论计算的研究进展,比较分析了预测模型的适用范围和准确性。结果表明,水合物平衡气相水含量预测模型逐渐从单组分体系扩展到多组分体系,从中低压体系扩展到高压体系。vdW—P模型结合CPA状态方程适用范围最广。     

天然气水合物新型抑制剂及水合物应用技术研究进展

天然气水合物的生成具有双重性，一方面在天然气开采和集输过程中，水舍物的生成会造成集输管线和生产设备堵塞，不仅直接影响油气工业的正常生产还会带来严重的安全问题；另一方面，基于天然气水合物的各种应用技术又具有诱人的工业应用前景。简要综述了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）两种低剂量水合物抑制剂（LDHI）以及水舍物在天然气储运和气体分离等方面应用技术的研究进展，着重介绍了动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）的抑制机理、研究和应用现状及现场使用经验。     

天然气水合物勘探开发技术浅析及研究策略

本文介绍了天然气水合物在世界范围内的资源量,及其的勘探、钻井和开发领域的关键技术和存在问题,提出了我国在该领域研究中应采取的策略。     

天然气水合物分解动力学研究进展

人们对气体水合物的实质性研究始于对天然气管道运输中遇到的天然气水合物堵塞问题。由于在油气生产与运输及未来能源产业中的重大价值,近年来有关天然气水合物的性质及其生成和分解过程成了人们关注和研究的热点。目前,关于水合物的相平衡理论、热力学性质、生成预测方法及其结构的研究已经相当深入;而关于其分解过程的研究相对来说起步较晚。国内天然气水合物分解动力学的研究基本上还处于空白状态,国外也是在1987年才开始。但是从实际生产的角度考虑,天然气水合物分解动力学的研究是很有实际意义的。本文试图对近年来国外在天然气水合物分解动力学研究方面取得的进展做出分析和评价,并提出今后的发展方向。     

天然气水合物取样技术及装置进展

天然气水合物储量巨大、分布广泛、清洁,被认为是很重要的潜在能源。在天然气水合物走向商业开发的过程中,钻探取样是获取自然条件下天然气水合物样品最直接有效的方法,是进行天然气水合物研究必不可少的手段。详细综述了目前国际上常用的5种保温保压水合物取样工具（PTCS、DSDP-PCB、ODP-PCS、FPC、HRC）和5种非保温保压取样工具（活塞取样器、USEP、FHPC、FC及重力取样器）的研发历程、结构、技术指标及应用情况。对我国天然气水合物取心技术提出了着重研究适合深水深层钻探取心的设备及工艺的发展建议,以形成我国完整的天然气水合物钻探取心技术。